美国NGV-2 1992 版

美国NGV-292版内容页码1-0天然气汽车储气瓶11-1性能11-2大小，工作压力，类型，成分，材料设计温度，使用寿命和定义11-3检查要求31-4检查员责任41-5经认可的材料和材料的确认51-6制造71-7壁厚91-8封头111-9热处理121-10减压装置，阀门保护，脱开装置及连接装置131-11压力测试（非破坏性）141-12破坏性测试151-13可接受的测试结果161-14报废的气瓶和内衬181-15标记181-16制造商的报告191-17检查员报告的保留261-18设计质量测试26－1－1-0天然气汽车储气瓶本标准包含了材料、设计、制造和测试的各项要求，可充装的NGV-2气瓶只能用来储存天然气汽车用的压缩天然气。气瓶应永久性地随汽车使用。1-1性能所有环节中都包含性能要求，无一例外。1-2大小，工作压力，类型，成分，材料设计温度，使用寿命和定义aNGV2气瓶水容积不超过1000升（35.4立方英尺）；工作压力至少165巴（2400psig），但不超过300巴（4350psig）.NGV2气瓶分为以下几类：NGV2-1金属NGV2-2金属内衬外面环向缠绕纤维NGV2-3金属内衬外面全缠绕纤维NGV2-4非金属内衬外面全缠绕纤维b气体成分储存的气体内的腐蚀性成分不得超过下列范围：H2S（二氧化硫）和可溶性硫化物部分压力0.05psi最大甲醇充气站不得在天然气中充装甲醇。―２―水蒸气燃料压力水露点温度应与当地地理环境相适应，确保气瓶表面不会有水堆积。气瓶处于工作压力下的露点至少是5.5C(10F)，低于《美国制热、制冷、空调工程师协会手册》关于美国气候条件第24章表1中的99%冬季设计温度。氧气集中度如果气体的露点能够保持在规定范围内，则无需规定氧气集中度的范围。任何时候氧气水平不得达到引发燃料燃烧的程度。c材料设计温度所用材料应能在-40C和82C下工作。如果制造商专门要求，最高工作温度应为82C，或更高。d工作寿命所有气瓶应能自第一次水压试验起使用１５年。e定义破坏物理损坏，不能再次使用，如在气瓶上钻孔或切割气瓶。环向缠绕连续纤维缠绕气瓶筒体部分，承受纵向应力。内衬连续纤维缠绕的储存气体的气瓶。最高工作温度气瓶能正常工作的最高温度。全缠绕纤维覆盖气瓶表面。预应力过程内衬加压过程。―３―爆破压力21C下爆破测试中气瓶内的最大压力。充装压力实际充装中的压力。充装压力因气瓶内气体温度，充装参数和室温而变化。水压气瓶检测中的压力。测试中可测量体积的永久延伸率。允许的工作压力允许气瓶工作的最大压力。由工作压力和57C时最大内部气体温度决定。也指最大工作压力。操作压力气瓶使用中内部压力。工作压力气体温度21C，气瓶装满气体时确定的压力。通常指气瓶已经制造完成，正常状态下的压力。也指公称压力或工作压力。屈服压力内衬屈服或气瓶内表面屈服的压力。屈服过程是制造中的步骤，在各种测试前进行。１-３检查要求a由谁在何处检查所有认证和制造成过程中的检查必须经有资质的独立机构执行。这些机构须经美国交通部危险材料办公室或其他被承认的国际或国内机构认可。如锅炉压力气瓶检查员全国委员会、美国燃气协会实验室、保险业实验室、质量管理研究院（加拿大）、英国标准协会等。除非有其他认可的机构，化学分析和特定测试须在美国进行。―４―另一种可选择的方法是允许制造商按照下列质量体系要求进行检查：1ASMEVIII第一节2ISO9001-90043ANSI/ASQCQ90-944AS3901-39035BS57506CSAZ2997MIL-Q-9858质量保证体系应独立注册，须经美国交通部危险材料办公室或其他被承认的国际或国内机构认可的机构监督。如锅炉压力气瓶检查员全国委员会、美国燃气协会实验室、保险业实验室、质量管理研究院（加拿大）、英国标准协会等。监督包括定期检查测试的过程和结果。b气瓶使用中的定期检查每个气瓶3年检查一次，是否有外伤或磨损。检查应由专职人员执行。根据制造商提供的标准和CGA手册C-6和C-6.1对钢质、铝质气瓶NGV2-1要求或C-6.2对其他气瓶的要求。c汽车发生事故后气瓶的处理汽车发生事故后，气瓶在继续使用前应按照1-3(b)内容进行检查。d火烧过的气瓶过火的气瓶应报废，不得使用。1－4检查员的责任a按照１－５中要求检查气瓶所有材料性能。金属的化学分析以制造商证实的分析业来确定。b检查内衬的内外表面和气瓶本身是否有缺陷，规定的最小壁厚和焊点是否合格。―５―c确定气瓶纤维缠绕达到了规定的厚度和线型，符合设计质量测试要求。d用表测量螺纹的性能。e检查材料经过适当的热处理。f报告容积，全部和永久延伸率、皮重。g选择测试样品，目睹全部测试并得到测试结果的副本。h检查站气瓶符合全部要求，包括标记。i气瓶装运前，检查气瓶是否经过1-18中规定的质量测试内容，结果是否合格。j将检查报告交给气瓶制造商。１－５经认可的材料和材料的确认制造商应保证所有材料适应汽车运行环境中的温度、湿度、气体以及其他因素，气瓶的作用不会降低。a钢气瓶和内衬。(NGV2-1,NGV2-2,NGV2-3)类型气瓶所用钢材应材质统一，经氧化或电炉加工。热处理应达到下列标准：铬钼碳硼碳镁元素百分比百分比百分比碳0.25-0.380.27-0.370.40最多锰0.40-1.500.80-1.401.65最多磷0.015最多0.015最多0.025最多硫0.010最多0.010最多0.010最多硅0.15-0.350.30最多0.10/0.30铬0.80-1.15N/AN/A钼0.15-0.25N/AN/A硼N/A0.0005-0.003N/A铝0.02-0.070.02-0.070.02/0.07―６―其他元素不得超过ASTMA505标准中《热轧、冷轧钢板，铝合金基本要求》规定。当使用碳硼钢时，应按照ASTMA255的《钢材末端冷却可硬性测试方法》抽样测量其可硬性，范围是第一批、最后一批或每批中抽样。测试结果应记录在本标准中1-22项下《气瓶材料化学分析记录》。可硬性测试从样品冷却端7.9毫米处进行，硬度不得小于Rc33,大于Rc53。当jominy测试由材料制造成商证实后，独立检查员不必亲自监督测试。b铝气瓶或内衬应是6010铝，6071铝T6状态。铝热分析应达到下列标准之一。6010铝6061铝元素百分比百分比镁0.60-1.000.60-1.20硅0.80-1.200.40-0.80铜0.15-0.600.15-0.40铬0.05-0.100.04-0.35铁0.50最多0.70最多钛0.10最多0.15最多锰0.20-0.800.15最多锌0.25最多0.25最多铋0.003最多0.003最多铅0.003最多0.003最多其他每种0.05最多0.05最多其他全部0.15最多0.15最多铝剩余部分剩余部分c结构增强材料应是商用E，S级玻璃纤维，有机纤维，或碳纤维。纤维强度应达到ASTMD234316-90《增强朔料用玻璃丝、布、纱拉伸性能测试方法》或SACMA《碳纤维拉伸测试方法》的标准。纤维粘接介质应与树脂匹配。如果使用增强碳―７―纤维，设计中应考虑金属气瓶的电腐蚀问题。d树脂体系应采用环氧树脂，聚脂，乙烯树脂或热朔性树脂。以复合材料样品测试树脂体系，，按照ASTMD2344《短经轴法获取的平行纤维复合材料层间剪切强度测试方法》测试，再经过24小时水沸腾后，其最小剪切强度应为13.8Mpa(psi)。e非金属内衬内衬的材料和厚度应达到工作压力下压缩天然气渗透筒体速度小于气瓶水容量每小时每升.25cc。fNGV2-4气瓶的接头材料应于内衬相匹配，适应工作环境，能抵御应力腐蚀，避免气瓶工作寿命期内接头损坏。g胶接接头应与非金属内衬粘接完好，符合1-5e要求。胶粘剂应有足够强度抵御接头经受的外部冲击。h所有的材料应有其原生产者认可的测试报告。i材料质量应统一，有缺陷的材料不得使用。1－6制造a金属气瓶和内衬表面必须光滑，灰尘、碎屑须去除以便于检查，不允许有影响气瓶性能的缺陷。瓶肩内部不允许存在褶皱，收口处应平滑，无堆积的锐利褶皱。如果原件有这样的缺陷，在保证最小臂厚的前提下，借助机器去除缺陷。内衬末端应是凹面以承受压力。b非金属内衬非金属应无污物以便于检查。不允许有在工作寿命内导致内衬泄露的缺陷。不允许存在内部褶皱，重叠或表面尖锐的凹陷。如果原件有这样的缺陷，在符合设计要求的前提下，借助机器去除缺陷。―８―c金属内衬复合气瓶此类复合气瓶是金属内衬外面缠绕浸渍树脂的连续纤维。缠绕线型是NGV2-2气瓶环向缠绕，ＮＧＶ２－３型环向加螺旋缠绕，在张力控制下缠绕到要求的厚度。缠绕完毕后，热朔性树脂的复合材料应在控制温度下固化。在水压测试前，先将气瓶加压到不小于最小测试压力１０５％，或通过其他方法加压。不得有影响成品气瓶性能的缺陷。d非金属内衬复合气瓶此类复合气瓶是非金属内衬外面缠绕浸渍树脂的连续纤维。缠绕线型是环向加螺旋缠绕，在张力控制下缠绕到要求的厚度。缠绕完毕后，热朔性树脂的复合材料应在控制温度下固化。不得有影响成品气瓶性能的缺陷。非金属内衬复合气瓶的设计中应做到，加压时内衬能随蠕变和流动而变化，在规定的工作寿命期内不得损坏。e铜焊无论出于何种目的，禁止铜焊。f焊接允许金属内衬和气瓶焊接而成。焊接程序和人员须符合ＡＳＭＥ《锅炉压力气瓶规则》第９部分的要求。焊接效率应符合ＡＳＭＥ《锅炉压力气瓶规则》第8部分UW-12的要求。所有焊缝须按照ＡＳＭＥ《锅炉压力气瓶规则》第８部分的要求经完整的射线照相或其他NDT检查。（焊接而成的气瓶须按时１－１２（b）批量测试的要求进行循环测试直到爆破，除非最小循环次数超过了５０％，破裂不得始于焊缝。）禁止ＮＧＶ２－２，ＮＧＶ２－３内衬有纵向焊缝和不可消除的条或环状物。g保护罩如果要求保护罩，而保护罩对气瓶械性能无不利影响，可允许其作为气瓶的一部分制造。如果作为气瓶的一部分，结构的整体性应符合1-18表中的质量测试。［见１－７（f）］―９―h批定义１仅适用于金属内衬和气瓶。“一批”指以同样的尺寸、配置、材料、制造过程、热处理、制造设备，在热处理中用同样的温度、时间、气体生产的一些金属内料或气瓶。２仅适用于非金属内衬和气瓶。“一批”指以同样的尺寸、配置、材料、制造过程、热处理、制造设备生产的一些非金属内料或气瓶。３仅适用于复合气瓶。“一批”指以同样的尺寸、配置、材料、制造过程、在同样的温度、时间、压力下生产的一些复合气瓶。４任何情况下，一批的数目不得超过２００个。i设计质量测试在装运气瓶前须按照１－１８的内容进行质量测试，并得到满意的结果才能装运。１－７壁厚aＮＧＶ２－１型气瓶１最小壁厚应达到：在规定的最小水压测试压力下，筒壁应力不超过１－１２（a）中规定的机械性能金属最小拉伸强度的６７％。２计算最小壁厚的公式：Ｓ＝Ｐ（１.3D2＋0.4d2）(D2－d2)Ｓ＝筒壁应力Mpa(psi)Ｐ＝最小水压测试压力ＢＡＲＤ＝外径mm(英寸)d＝内径mm(英寸)３焊接的ＮＧＶ２－１气瓶安全系数应达到3.5。―１０―bＮＧＶ２－２型气瓶１内衬最小壁厚应达到：在最小爆破测试压力下，纵向拉伸应力不超过１－１２（a）中规定内衬材料最终拉伸强度。２内衬最小壁厚应达到：零压力下，气瓶筒壁应力不超过１－１２（a）中规定的内衬屈服强度的９５％，或者说－１８（h）中最小设计屈服强度的９５％。工作压力下内衬最大的拉伸应力不得超过屈服强度的６６％。３内衬末端设计综合增加的材料确保：在内压介于工作压力的１０％和工作压力间时，这一区域的应力小于上述筒壁应力的最大极限值。dＮＧＶ２－３型气瓶内衬最小壁厚应满足内衬的工作寿命和渗透率符合要求。eＮＧＶ２－２，ＮＧＶ２－３，ＮＧＶ２－４气瓶的纤维增强要求。１内衬和复合材料应力通过ＮＡＳＡＣＦ－７２１２４，１９９６年５月颂布的《纤维缠绕增强的金属压力气瓶计算机程控分析》。2缠绕的复合材料应在持续的加载和循环加载下具有高可靠性，应达到或超过下列复合材料应力比。应力比是指最小爆破压力下纤维的应力除工作压力下纤维的应力。应力比材料NVG2-2NG