名称:钢质无缝气瓶 实施日期:19950801 标准号:GB5099-94(代替GB5099-85) 钢质无缝气瓶 1主题内容与适用范围 本标准规定了钢质无缝气瓶(以下简称钢瓶)的型式和参数、技术要求、试验方 法、检验规则、标志涂敷、包装、运输和贮存等。 本标准适用于设计、制造公称工作压力为8—30 MPa,公称容积为0.4—80 L ,用于盛装永久气体或高压液化气体的可重复充气的移动式钢瓶。一般地区钢瓶的 使用环境温度为-20—60℃,寒冷地区的使用环境温度为-40—60℃。 本标准不适用于盛装溶解气体、吸附气体的钢瓶,灭火用的钢瓶以及运输工具 上和机器设备上附属的瓶式压力容器。 2引用标准 GB222钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB223.1~223.7钢铁及合金化学分析方法 GB224钢的脱碳层深度测定法 GB226钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法 GB228金属拉伸试验方法 GB230金属洛氏硬度试验方法 GB231金属布氏硬度试验方法 GB232金属弯曲试验方法 GB1979结构钢低倍组织缺陷评级图 GB2106金属夏比(V型缺口)冲击试验方法 GB3077合金结构钢技术条件 GB4159金属低温夏比冲击试验方法 GB5777无缝钢管超声波探伤方法 GB6394金属平均晶粒度测定方法 GB7144气瓶颜色标记 GB8163输送流体用无缝钢管 GB8335气瓶专用螺纹 GB9251气瓶水压试验方法 GB9252气瓶疲劳试验方法 GB12137气瓶气密性试验方法 GB/T13005气瓶术语 GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T 13299钢的显微组织评定方法 GB13440无缝气瓶压扁试验方法 GB13447无缝气瓶用钢坯 GB15385气瓶水压爆破试验方法 3技术术语和符号 3.1永久气体:临界温度小于-10℃的气体; 高压液化气体:临界温度大于或等于。-10℃,且小于或等于70℃。 3.2公称工作压力:对于盛装永久气体的钢瓶,系指在基准温度时(一般为20℃)所 盛装气体的限定充装压力;对于盛装高压液化气体的钢瓶,系指温度为60℃时瓶内 气体压力的上限值。 3.3许用压力:钢瓶在充装、使用、储运过程中允许承受的最 高压力。 3.4屈服应力:对材料试件拉伸试验,呈明显屈服现象的,取屈服点或下屈服点; 无明显屈服现象的,取屈服强度。 3.5批量:系指采用同一设计条件,具有相同的公称直径、设计壁厚,用同一炉罐 号钢,同一制造方法制成,按同一热处理规范进行连续热处理的钢瓶所限定的数量。 3.6设计应力系数:瓶体材料屈服应力设计取值与水压试验压力下筒体当量应力之 比。 3.7充装系数:标准规定的钢瓶单位水容积允许充装的最大气体重量。 3.8应力集中系数:瓶体的薄膜应力与局部最大应力的比值。 3.9符号: CM淬后回火用铬钢钢或其它合金钢种; D#o#钢瓶筒体外径,mm; D#f#冷弯试验弯心直径,mm; F设计应力系数(见5.2.4); Mn正火或正火后回火用碳锰钢种; MnH淬火后回火用碳锰钢种; P#b#爆破压力计算值,MPa; P#ba#爆破压力实测值,MPa; P#h#水压试验压力,MPa; P#y#爆破试验过程中屈服压力,MPa; S钢瓶筒体设计壁厚,mm; S#a#钢瓶筒体实测最小壁厚,mm; S#ao#钢瓶筒体实测平均壁厚,mm; T压扁试验压头间距,mm; a弧形扁试样的原始厚度,mm; b扁试样的原始宽度,mm; d#1#、d#2#破口环向撕裂长度,mm; l试样原始标记,mm; a#k#冲击韧性值,J/cm*2*; δ#5#伸长率,%; σ#e#瓶体材料热处理后的屈服应力保证值,N/mm*2*; σ#ea#屈服应力实测值,N/mm*2*; σ#b#瓶体材料热处理后的抗拉强度保证值,N/mm*2*; δ#ba#抗拉强度的实测值,N/mm*2*。 4钢瓶型式和参数 4.1钢瓶瓶体一般应符合图1所示的型式。凹形底及带底座凸形底的钢瓶典型结构 及主要附件见.图2。 4.2钢瓶的公称容积和外径一般应符合表1的规定。 4.3常用瓶装气体的公称工作压力和充装系数见表2。 见图(略) 5技术要求 5.1瓶体材料一般规定 5.1.1必须采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的无时效性镇静钢。 5.1.2制造钢瓶的钢种必须经国家或国际有关部门鉴定认可,应选用优质锰钢、 铬铝钢或其他合金钢。 5.1.3制造钢瓶的材料,必须符合其相应国家标准或行业标准的规定,并有质量 合格证明书。钢瓶制造厂应按炉罐号进行各项验证分析。 5.1.4钢瓶的瓶体材料,应具有良好的冲击性能。 5.1.5钢瓶瓶体材料的化学成分限定见表3,化学成分允许偏差应符合GB222中表 2的规定。 见表(略) 5.1.6制造小容积的钢瓶若选用正火处理方法,可选用碳钢材料,若选用调质处 理,可选用合金钢材料。 5.1.7初轧坯或钢坯 5.1.7.1钢坯的形状尺寸和允许偏差应符合GB13447的有关规定。 5.1.7.2低倍组织 a.不允许白点、残余缩孔、分层、气泡、异物和夹杂; b.中心疏松不大于1.5级,偏析不大于2.5级。 5.1.8无缝钢管 5.1.8.1钢管的外形和内外表面质量应不低于GB8163的规定。 5.1.8.2钢管的壁厚偏差不应超过公称壁厚的+15%~-10%。 5.1.8.3钢管如钢厂已探伤,制造厂可在同一批钢管中抽查10%;如钢厂未逐根 探伤,气瓶制造厂则应逐根探伤,探伤合格级别应符合GB8163的规定。 5.1.9经鉴定的材料钢种,钢瓶制造厂应制造不少于20000个钢瓶投入使用,质量 满足各项要求后方可纳标作为国家认可的钢种。 5.2设计一般规定 5.2.1受压部位的壁厚设计取用该材料热处理后的 σ#e#保证值。正火处理的钢 瓶,热处理后的屈服应力保证值σ#c#应不大于520 N/mm*2*。 5.2.2设计计算瓶体壁厚应以水压试验压力P#h#为准。钢瓶的水压试验压力为公 称工作压力的1.5倍,永久气体气瓶的许用压力不得超过水压试验压力的0.8倍。 5.2.3设计计算所选用的屈服应力,对正火或正火后回火处理的,不得大于最小 抗拉强度的75%;对淬火后回火处理的,不得大于最小抗拉强度的85%。 5.2.4设计应力的限定 5.2.4.1应对材料的实际最大抗拉强度进行控制,要求淬火后回火热处理的最大 抗拉强度不应大于1000 N/mm*2*;容积瓶最大抗拉强度不应大于1100 N/mm*2*; 对具有应力腐蚀倾向的介质,抗拉强度不应大于880 N/mm*2*。 5.2.4.2设计应力系数F值的取用 a.对正火或正火后回火热处理的钢瓶设计,F值取用0.82; b.对淬火后回火热处理的钢瓶设计,F值取用0.77。 5.2.5筒体设计最小壁厚公式 S=P#h#D#o#/(2Fσ#e#+P#h#) .................(l) 同时应满足式(2)的要求,且不得小于1.5 mm。 S≥D#o#/250+1 .....................(2) 5.2.6底部结构 5.2.6.1凸形底
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