1范围
本标准规定了汽车用压缩天然气金属内胆纤维环缠绕气瓶(以下简称:气瓶)的定期检验与评定的基本方法和技术要求。
本标准适用于公称工作压力为20或25MPa,公称水容积为30~450 L,工作温度为-40 ℃~6℃的气瓶。
本标准适用本公司所有改装车辆。
2术语和定义
磨损:因摩擦使材料磨损或擦伤而引起气瓶或附件的损坏。
龟裂: 树脂部分出现不透明的“霜状”细裂纹。
划伤:由尖锐器物进入气瓶表层而引起的损伤。
分层: 在缠绕层之间发生分离的损伤。分层通常是由于过大的载荷垂直冲击缠绕层材料表面而引起的损伤。
外涂层:气瓶表面透明的或有颜的用于防护瓶体或改善外观的涂层。
螺旋缠: 与气瓶轴向有一定夹角的圆周方向的缠绕。
环向缠绕: 在气瓶圆柱部分进行环向缠绕。增强纤维束的缠绕方向与气瓶的纵向约成90°。
一级损伤: 在正常使用中发生的微小损伤。这种损伤对气瓶的安全没有构成有害的影响,可继续使用。在金属表面的涂层划伤或划痕没有明显深度,或缠绕层表面涂层和树脂有较小损伤,但没有明显纤维破损的现象均可判定为这类损伤。
二级损伤: 损伤程度比一级损伤严重,但可以进行修复。
三级损伤: 三级损伤的气瓶不能再继续使用也不能进行修复。
增强纤维: 在复合材料中的连续纤维束,如:碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维,在压力作用下起承载作用。修复:修理气瓶使其复原或达到一级损伤的程度。
树脂 : 用于粘接和固定纤维在指定位置的材料。树脂通常是热塑性或热固性树脂。
应力腐蚀裂纹:由载荷和恶劣环境共同作用造成材料开裂。缠绕层会出现垂直于纤维的裂纹或裂纹。
3外观检查与评定
损伤的证据外观检查气瓶表面是确定气瓶损伤的主要方式。可能引起损伤的证据有如下各点:
——腐蚀
——划伤
——擦伤
——凿伤
——纤维暴露
——凹坑
——凸起
——破裂
——材料损失
——气瓶表面褪(积碳、碳化、化学品浸伤等)
——暴露于热环境的痕迹
——冲击或事故
——表面材料的损耗
损伤级别
无损伤或一级损伤不要求修复,可继续使用。二级损伤可修复或报废。三级损伤不能修复,三级损伤的气瓶必须报废。
缠绕层
划伤、擦伤和凿伤
不管其长度、数量或方向,深度小于0.25 mm的损伤都判定为一级损伤并可以验收。大于或等于0.25 mm深度的损伤判定为二级或三级损伤。当深度超过1.25 mm,应判定为三级损伤。在一级和三级之间的损伤由检验人员判定合格或不合格。
损伤深度超过0.25 mm的划伤或凿伤的二级损伤可以在制造厂的指导下进行修复。
磨损
深度大于1.25mm的磨损应判定为三级损伤。二级损伤可以在制造厂的指导下进行修复。
冲击损伤
冲击损伤可能引起断裂及缠绕层分层。与冲击载荷有关的表面损伤有凹痕、划伤、凿伤、刮伤、擦伤、剥落、刺穿、纤维断裂、纤维松动、树脂开裂、变或外形改变等。有上述各种损伤迹象时应对气瓶表面进行仔细检查。应对已知的受冲击区域及已检测到表面损伤的区域进行检查,以确定内壁是否受到损伤。内壁损伤的证据包含气瓶表面的永久变形,凹痕是严重内损伤的证据。出现这种类型损伤的气瓶要仔细检查,并判定是属于二级或三级损伤。气瓶壁的任何凸起都判定为三级损伤。
气瓶颜出现局部变化
受到冲击的气瓶表面常常出现颜局部变化。这种变化是由于缠绕层 材料的分层、裂纹或开裂、或外部涂层的划伤所导致的颜变化造成的。出现这类迹象的每个区域都应仔细检查,并判定是属于二级或三级损伤。
气瓶局部表面开裂。
受到冲击的气瓶可能会在缠绕层材料表面出现圆形、椭圆形或线形的开裂。这种开裂也会导致颜变化。出现这类损伤的每个区域都应仔细检查,并判定是属于二级或三级损伤。
可用硬币敲击来测试气瓶所受到的冲击损伤。使用一元硬币来测试可能受冲击损伤的部位,用手夹住硬币,用硬币边缘敲击缠绕层表面,仔细听所发出的声音。有冲击损伤的部位发出的声音与没有损伤的部位发出的声音会有明显的不同。
烧损和严重热损伤
气瓶因火烧或过热引起的严重损伤会使其外表面显现出脱、变黑、碳化或积碳,甚至会失去树脂,引起缠绕气瓶的纤维松散。也会造成阀座烧熔或变形。轻微的火烧和热作用可能使涂层、标签碳化、脱。出现了火烧痕迹或过热现象的气瓶应判定为三级损伤。
气体泄漏
出现气瓶壁气体泄漏的气瓶应判定为不合格。
化学品的浸蚀
化学品浸蚀造成气瓶表面损伤。这种损伤包括腐蚀、脱、蚀点、凹点、斑点、膨胀、软化、应力腐蚀裂纹和树脂脱落。严重时,缠绕气瓶会出现纤维断裂或者松散。当确认气瓶
所沾染的已知化学品不会对气瓶造成损害时,应判定为一级损伤。由化学品浸蚀缠绕气瓶所引起的斑点、膨胀、软化、树脂脱落、纤维松散或断裂都属于三级损伤。气瓶的金属部份由于化学品浸蚀出现凹点、腐蚀及氧化应按表1进行评定。
自然老化气
瓶长时间暴露在阳光、雨水和大气环境下,外部涂层会老化,其结果会引起外表面涂层变退化。如果没有发生金属表面的腐蚀、或缠绕层纤维断裂、溃散,可以判定为一级或二级损伤。在完成了检验程序之后,属于二级损伤的表面应按规定的方法进行涂层修复。禁止使用电动刷子、喷砂或喷丸处理、电动抛光机、砂轮或化学脱层剂处理缠绕气瓶的表面。如果只是要消除松散和变质的表面涂层或只是打光表面,可用细砂纸打磨。
4金属部分
金属表面的腐蚀是指由于强酸或碱性的化学作用而引起气瓶壁厚的减小。以下是不同类型腐蚀的描述:点腐蚀
点腐蚀是在很小的面积上减小壁厚。孤立的小尺寸的凹点不会对气瓶有很大损伤,应按如
下标准评剩余壁厚大于等于设计壁厚的孤立的凹点属于一级损伤,剩余壁厚小于设计壁厚的凹点属于三级损伤。
线腐蚀
在腐蚀形成连续的状态或者当凹点相连成一条窄条或一条线,则称作线腐蚀。线腐蚀要比孤立的点腐蚀情况严重,并且可能发生在气瓶的任何位置上,应按如下标准评定:腐蚀处剩余壁厚小于设计壁厚或腐蚀长度大于等于100mm,应判定为三级损伤。
面腐蚀
面腐蚀是出现在气瓶比较大的表面区域上的腐蚀,它会减小气瓶的结构强度,应按如下标准评定:腐蚀处剩余壁厚小于设计壁厚或腐蚀面积大于等于外表面的25%时,则属于三级损伤。
缠绕层下的金属腐蚀
在缠绕层材料与金属边界上的形成的线状腐蚀,如有三级损伤特征应判定为三级损伤。
电解腐蚀
当气瓶和阀座与其它的导电材料接触时(如碳纤维与钢接触),可能会引起电解腐蚀。表1所列的腐蚀检测准则可用于判定这类腐蚀。
凸起
凸起是一种严重损伤,所有出现这种情况的气瓶应判定为三级损伤。
凹陷
大于或等于1.6 mm深的凹陷,或不管其深度多少,其最大直径或长度小于50mm,或二种情况都存在,应判定为三级损伤。
磨损
应仔细地检查出现磨损痕迹的金属部分来确认磨损处的剩余壁厚不小于设计壁厚,否则应判定为三级损伤。
所有被判定为三级损伤和不合格的气瓶应报废。
瓶口螺纹检查与评定用
目测或低倍放大镜逐只检查螺纹有无裂纹、变形、腐蚀或其他机械损伤。瓶口螺纹不得有裂纹性缺陷,但允许瓶口螺纹有不影响使用的轻微损伤,即允许有不超2牙的缺口,且缺口长度不超过圆周的1/6,缺口深度不超过牙高的1/3。对于瓶口锥螺纹的轻度腐蚀、磨损或其他损伤,可用符合GB/T 10878规定的丝锥修复。修复后用符合GB/T 8336的量规检验,检验结果不符合GB 8335时,该气瓶应报废。对于直螺纹的轻度腐蚀、磨损或其他损伤可用符合其相应标准的丝锥进行修复。修复后用符合其相应标准的量规检验,检验结果不符合要求时,该气瓶应报废
缠绕层外观检查评定
损伤类型 | 定义 | 评定 | 备注 | ||
一级合格 | 二级合格 | 三级不合格 | |||
划伤、擦伤、凿伤 | 由尖锐物体导致的材料损伤 | 深度小于0.25mm,无纤维暴露、隔断和分离的现象 | 深度大于等于0.25mm且小于1.25mm的损伤,但可以根据制造厂的要求进行修复 | 深度大于1.25mm | 如果缠绕气瓶的纤维没有隔断或分离,是可以修复的 |
磨损 | 由于摩擦导致的区域磨薄 | 深度小于0.25mm,无纤维暴露、隔断和分离 | 深度大于等于0.25mm且小于1.25mm的损伤,但可以根据制造厂的要求进行修复 | 深度大于或等于1.25mm或纤维外漏 | 如果缠绕气瓶的纤维没有隔断或分离,是可以修复的 |
热、火损伤 | 区域发黑或成黑褐 | 没有货能清洗掉 | 气瓶只被烟熏、气瓶缠绕层没有被燃烧,缠绕气瓶被确定完好无损后,可继续适用少量褪,按制造厂的建议判定 | 确认气瓶承受了过热和火烧。缠绕层已永久碳化,褪、并出现如下现象之一: 1, 缠绕层变、变黑、积碳和烧焦; 2, 树脂材料缺损或是缠绕层松动; 3, 表面涂层和标识因被火烧,变、变黑; 4, 阀座扭曲变形 | |
气体泄漏 | 从缺陷处泄漏 | 无泄漏现象 | —— | 实验确认有泄漏现象 | |
化学品侵蚀 | 气瓶受到能引起材料分解或破坏的化学品的作用 | 能清洗掉、没有残留或影响,并且能够确定该化学品对瓶体材料没有损害 | 如果不能判断所接触的化学品,对瓶体材料的影像也不清楚,应判定为三级损伤 | 材料永久变;材料断裂或损伤;确定化学品对气瓶材料有影响或不能确定材料是否受到影响 | |
自然老化 | 太阳紫外线的影响 | 失去少量的光泽或者粉化 | 只涂层受影响而对纤维及树脂材料无影响,可以修复 | 纤维及树脂材料受影响 | 按照制造厂的指导,重新涂覆后,可复原或判定为一级损伤 |
发生碰撞事故或着火;气瓶经受高热或不明热的作用 | 汽车发现事故、处于着火环境和高热源附近(汽车出现事故痕迹或热损伤 | 在气瓶上没有可见的哼唧;车主知道未发生事故、着火或热源辐射 | 车主已知道并报告了碰撞、事故、着火或可能的热损伤;气瓶需要检测 | 汽车出现严重的损伤或气瓶出现冲击和热损伤的痕迹 | 气瓶在事故暴露与=于火或热环境之后应立即进行全面的检查 |
损伤类型 | 定义 | 评定 | 备注 | ||
一级合格 | 二级合格 | 三级不合格烧天然气的汽车 | |||
冲击伤 | 缠绕气瓶材料收到冲击;在树脂上出现“霜状”状态和“击碎”状态 | 损伤区小于 1cm²,并且没有其他的损伤 | 损伤不明显,需要制造厂建议 | 气瓶或内胆永久变形或者霜状/损伤区域大于1cm²。 | |
应力腐蚀裂纹 | 材料接触化学品侵蚀,在应力的作用下,纤维可能发生开裂或断裂 | 材料和化学品接触,但外观检查没发现影响 | 已知气瓶以化学品有接触,若判定纤维可能发生开裂,应判定为三级损伤 | 鉴别出纤维有应力腐蚀裂纹 | |
金属部分外观检查与评定
损伤类型 | 定义 | 评定 | 备注 | ||
一级合格 | 二级 | 三级不合格 | |||
划伤、擦伤、凿伤 | 由尖锐物体导致瓶体材料损伤,也包括绣损斑点之间的间距小于绣损点的宽度的线腐蚀 | 深度小于0.25mm | 大于1级的损伤,可以根据制造厂的要求打磨修复 | 深度大于0.5mm或剩余壁厚小于设计壁厚 | |
凸起 | 出现可见的气瓶膨胀 | 没有 | 可能出现弓状状态,但不是凸起 | 可见或可检出的凸起 | |
点腐蚀 | 化学品,氧化或材料的锈蚀引起的凹点 | 腐蚀处剩余壁厚大于等于设计壁厚 | 无法确定腐蚀处剩余壁厚 | 腐蚀处剩于壁厚小于设计壁厚 | |
线腐蚀 | 一系列的腐蚀点形成的一条窄线,腐蚀点的距离比腐蚀点宽度更大 | 腐蚀处剩余壁厚大于等于设计壁厚且腐蚀长度小于100mm | 无法确定损失处剩余壁厚 | 腐蚀处剩余壁厚小于设计壁厚 | 设计壁厚应由制造商提供 |
面腐蚀 | 化学品、氧化或材料的锈蚀而引起局部区域材料更大 | 腐蚀处剩余壁厚大于等于设计壁厚且腐蚀面积小于表面的25% | 无法确定腐蚀处剩余壁厚及腐蚀米面积 | 腐蚀处剩余壁厚小于设计壁厚或腐蚀面积长度大于等于100mm | |
凹陷 | 在气瓶上出现的既没有船头也没有材料损失的变形,其深度大于外径的百分之一 | 凹陷深度小于1.6mm,且其直径或长度大于50mm | 无法确定凹陷尺寸 | 凹陷深度等于或大于1.6mm或直径或长度小于50mm(不论深度多少)或两个同时存在 | |
缠绕层材料下的金属腐蚀 | 在靠边缠绕层材料边缘或缠绕层材料表面判断其下内胆表面有金属腐蚀 | 没有发现 | 又从缠绕层下面的腐蚀产物或在缠绕层材料边缘上有腐蚀产物;发现有腐蚀迹象的气瓶应咨询制造厂 | 缠绕层材料边缘上的腐蚀,有三级损伤特征的线腐蚀 | 不要将气瓶腐蚀产物与来源汽车部件的腐蚀沉积物混淆 |
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