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| 标准编号 | GB/T 20663-2017 (GB/T20663-2017) | | 中文名称 | 蓄能压力容器 | | 英文名称 | Accumulators | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J74 | | 国际标准分类 | 23.020.30 | | 字数估计 | 50,597 | | 发布日期 | 2017-10-14 | | 实施日期 | 2018-04-01 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 20663-2017: 蓄能压力容器
GB/T 20663-2017 英文名称: Accumulators
ICS 23.020.30
J74
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 20663-2006
蓄 能 压 力 容 器
1 范围
1.1 本标准规定了蓄能压力容器(除明确专指某类型蓄能器之外,以下均简称“蓄能器”)的材料、设计、
制造、性能和试验、检验规则、标志、包装、运输和安全使用等要求。
1.2 本标准规定的蓄能器是指利用气体的可压缩性,由气腔内气体压力给液端液体施压的容器,其产品类型包括:
---囊式蓄能器;---隔膜式蓄能器;---活塞式蓄能器。
1.3 本标准规定的蓄能器可能涉及的失效模式有:---韧性破坏;
---脆性断裂;---疲劳破坏;---泄漏。
1.4 本标准适用于表1参数范围内,液端工作介质为石油基液压油或乳化液、气腔充装氮气的蓄能器。
5.2.3 壳体材料复验应按GB/T 150.4-2011中5.1规定进行,其化学成分应当符合相应材料标准的要
求,标准抗拉强度下限值大于540MPa的材料,其磷、硫含量应符合P≤0.020%、S≤0.010%。
5.2.4 壳体材料调质热处理后的实测抗拉强度不应超过表2或表3所列室温强度指标Rm+130MPa,
实测屈服强度与实测抗拉强度的比值不大于90%。
5.2.5 当蓄能器设计温度不低于-20℃时,冲击试验温度为-20℃;当设计温度低于-20℃时,冲击
试验温度按设计温度确定。
5.2.6 试验温度下3个标准试样的冲击吸收功平均值不得低于表2、表3的规定,其中单个试样的冲击
功不得小于平均值的70%。当材料尺寸无法制备标准试样时,可采用宽度为7.5mm或5mm的小尺
寸试样,其冲击功指标分别为标准试样冲击功指标的75%或50%。
5.3 囊式蓄能器油阀
5.3.1 油阀的阀体、阀芯、支承环应依据设计温度、工作介质选用低合金钢或高合金钢制造,低合金钢
可选用40Cr、35CrMo等,高合金钢可选用0Cr18Ni9等。其余零件可选用20、35、45等优质碳素钢或合
金钢制造。优质碳素钢的化学成分及力学性能应符合GB/T 699的规定,合金钢的化学成分及力学性
能应符合GB/T 3077的规定,高合金钢的化学成分及力学性能应符合GB/T 1220的规定。
5.3.2 当设计温度低于-20℃、非受压元件与壳体选用同一种材料时,可免做低温冲击性能试验;否则
应在材料的使用状态下按蓄能器的设计温度进行低温冲击性能试验,其冲击吸收功KV2不应低于27J,
35CrMo冲击吸收功KV2不应低于38J。
5.4 胶囊和隔膜
5.4.1 胶囊、隔膜的结构尺寸应满足图样要求。
5.4.2 胶囊、隔膜的性能参见附录E的规定。
5.5 活塞式蓄能器活塞
5.5.1 活塞材料选用应满足使用条件(如温度、压力、介质特性等)的要求,一般选用铝合金材料制造。
5.5.2 活塞所用的密封材料选用应满足使用条件(如工作温度、介质、运动速度、工作压力等)的要求,
应具有良好的耐磨性及密封性,以保证蓄能器的工作寿命。
5.5.3 活塞材料应有材料质量证明书,证明书至少应包括材料的化学成分、交货状态下的抗拉强度、伸长率、硬度等内容。
符合以下条件的,可采用同一设计图号进行设计:
a) 蓄能器类型相同;
b) 容器类别相同;
c) 设计参数相同,材料种类相同;
d) 仅长度不同,且圆筒部分的长度不小于2.0(Doδ)0.5,其余尺寸和形状均相同。
6.2.4 囊式蓄能器
6.2.4.1 同时符合下列条件的囊式蓄能器,其疲劳试验按F.1第Ⅰ类疲劳试验要求进行;经供需双方协
商,也可按F.2第Ⅱ类疲劳试验要求进行:
a) 设计压力不大于35MPa;
b) 容积不大于250L;
c) 外径不大于426mm;
d) 正常操作时,压力波动范围不大于0.5倍设计压力。
6.2.4.2 对6.2.4.1以外的囊式蓄能器,应符合下列要求之一:
a) 按JB4732-1995进行疲劳分析,并在设计图样中给出疲劳试验的要求;
b) 按F.2第Ⅱ类疲劳试验的要求进行疲劳试验。
6.2.5 隔膜式蓄能器
6.2.5.1 同时符合下列条件的螺纹连接隔膜式蓄能器,其疲劳试验按F.1第Ⅰ类疲劳试验要求进行;经
供需双方协商,也可按F.2第Ⅱ类疲劳试验要求进行:
a) 设计压力不大于35MPa;
b) 正常操作时,压力波动范围不大于0.5倍设计压力。
6.2.5.2 对6.2.5.1以外的螺纹连接隔膜式蓄能器,应符合下列要求之一:
a) 按JB4732-1995进行疲劳分析,并在设计图样中给出疲劳试验的要求;
b) 按F.2第Ⅱ类疲劳试验的要求进行疲劳试验。
6.2.5.3 焊接隔膜式蓄能器的强度计算和型式试验要求见附录C。
6.2.6 活塞式蓄能器
6.2.6.1 同时符合下列条件的活塞式蓄能器,其疲劳试验按F.1第Ⅰ类疲劳试验要求进行;经供需双方
协商,也可按F.2第Ⅱ类疲劳试验要求进行:
a) 设计压力不大于35MPa;
b) 容积不大于250L;
c) 内径不大于350mm;
d) 正常操作时,压力波动范围不大于0.5倍设计压力。
6.2.6.2 对6.2.6.1以外的活塞式蓄能器,应符合下列要求之一:
a) 按JB4732-1995进行疲劳分析,并在设计图样中给出疲劳试验的要求;
b) 按F.2第Ⅱ类疲劳试验的要求进行疲劳试验。
6.3 许用应力
本标准所列材料的许用应力见表2和表3,其他材料的许用应力按GB/T 150.2-2011确定。
6.4 设计疲劳曲线
本标准所列材料的设计疲劳曲线按附录G规定,其他材料的设计疲劳曲线按JB4732-1995规定。
6.5 受内压的圆筒
6.7.2 适用范围及一般要求
6.7.2.1 本标准采用的方法为等面积补强法,适用的范围:
a) 仅承受压力作用球壳中心开孔;
b) 球壳上开孔的最大直径dop≤0.5Di;
c) 为单一圆形孔,且其中心线与轴线一致。
6.7.2.2 超过6.7.2.1规定范围的,应按JB4732-1995进行分析设计,材料的许用应力按6.3规定。
6.7.3 开孔补强计算
6.7.3.1 开孔补强面积的计算截面选取
球壳上开孔所需的最小补强面积应在下列规定的截面上求取:该截面通过球壳上开孔中心点,沿开
孔最大尺寸方向,且垂直于壳体表面。
6.7.3.2 所需补强面积所需补强面积按式(7)计算:
6.9 活塞式蓄能器端部结构设计
6.9.2 几何尺寸端盖与筒体端部的几何尺寸见图3。
a) 内螺纹端盖 b) 内螺纹筒体端部
c) 外螺纹端盖 d) 外螺纹筒体端
6.9.3 端盖计算
6.9.4.2 螺纹啮合长度L 按6.8进行计算。
6.9.5 带有螺纹的筒体端部强度校核
6.9.5.1 筒体端部拉伸和弯曲应力按式(19)校核:
6.10.2 几何尺寸
两件式结构隔膜式蓄能器,由上壳体(Ⅰ)和下壳体(Ⅱ)连接组成,见图4a)。三件式结构隔膜式蓄
能器,由上壳体(Ⅰ)、下壳体(Ⅱ)和环型锁母(Ⅲ)连接组成,见图4b)。
7 制造7.1 一般规定
7.1.1 蓄能器制造除应满足GB/T 150和本章规定外,还应符合图样要求。
7.1.2 公称容积小于30L的蓄能器以501只为一批;公称容积大于或等于30L的蓄能器以201只为
一批,余数仍按一批对待;同一批次的生产周期不得超过3个月。
7.1.3 除焊接隔膜式蓄能器外,其他结构蓄能器不得进行任何形式的焊接和焊补。焊接隔膜式蓄能器
壳体制造规定应满足附录C要求。
7.1.4 蓄能器壳体(含筒体、端盖)材料在制造过程中应保留可追溯性标志,标志的表达方式由制造单位规定或按图纸要求。
7.2 外观质量7.2.1 囊式蓄能器壳体内、外表面应作处理,质量应达到Sa2.5,筒体与封头应圆滑过渡,不应有裂纹、
折叠、皱折、重皮、夹杂、沟痕和机械损伤及其他影响强度与耐腐蚀性的缺陷。活塞式、隔膜式蓄能器表
面粗糙度应满足蓄能器的使用要求。
7.2.2 蓄能器外露零件表面应采用涂敷或用其他方法进行防腐蚀处理。除不锈钢材料外,防腐材料除
应符合JB/T 4711的规定外,还应符合设计文件要求。
7.3 制造公差7.3.1 壳体外径、圆度、直线度应在图样上注明。对于圆筒壳体,其制造公差应符合下列要求:
a) 壳体圆度,在同一截面上测量其最大与最小外径之差,不应超过该截面平均外径的2%;
b) 壳体的直线度偏差不得超过其长度的2‰。
7.3.2 壳体、封头及端盖的最小厚度应不小于图样规定的设计厚度。
7.3.3 螺纹尺寸应符合 GB/T 196规定,螺纹公差应符合 GB/T 197规定;螺纹公差等级不应大于6级。
7.4 热处理
7.4.1 蓄能器制造单位应确保完工壳体、端盖等受压元件满足第5章规定的材料性能要求。
7.4.2 当蓄能器制造单位使用外购壳体及其他受压元件进行组装生产时,应确保外购的壳体及其他受
压元件满足第5章规定的材料性能要求。
7.4.3 制造厂应进行热处理工艺评定,建立健全合格的热处理制度,确保受压元件材料满足第5章的规定。
7.4.4 热处理时,应严格按评定合格的热处理工艺进行。
7.4.5 热处理装置应能自动记录热处理时间与温度关系曲线。
7.5 硬度
经调质热处理的壳体应按GB/T 231.1进行布氏硬度试验,测试部位应取壳体的两端及中部不少
于3个不同的测试面,每个测试面测试点不得少于4个,并应均匀分布。对于长度小于1500mm、公称
厚度不大于13mm的壳体,测点应取在壳体的两端测试面上,每个测试面测试点不得少于2个,这4个
硬度值应按取自一个测试面对待。布氏硬度应满足以下要求:
a) 每个测试面的布氏硬度(HBW)平均值应满足表2规定;
b) 不同测试面的平均硬度值之差不得大于40HB。
7.6 无损检测
7.6.1 经调质热处理的壳体在热处理后应按NB/T 47013.4进行外表面磁粉检测,Ⅰ级合格。
7.6.2 活塞式蓄能器壳体螺纹应在组装前按NB/T 47013.5进行渗透检测,Ⅰ级合格。
7.7 组装
7.7.1 蓄能器应按图样要求装配。
7.7.2 组装前,应对各零部件进行清洗和检查。壳体内表面应清洁,无任何杂物;隔离件质量应符合相
应标准及图样规定。
7.7.3 组装后的蓄能器应进行动作试验,应无漏气、渗油和卡阻现象。
7.7.4 组装试验合格后,应在胶囊、隔膜内充填0.05MPa~0.15MPa气体压力或采用其他方法保证胶
囊、隔膜处于自然状态。
7.7.5 囊式、隔膜式蓄能器进液口及活塞式蓄能器端盖开孔应采用防尘措施。
7.8 清洁度
当要求清洁度时,应在订货资料中指定双方同意的测定方法(液压试验回路、循环压力数值、循环次
数等)、验收方式和验收标准。
8 性能和试验
8.1 壳体热处理后的力学性能
8.1.1 壳体热处理后的力学性能试样应从同批热处理中的一个壳体上截取(见图6),拉伸试验试样数
不少于2个,冲击试验试样数不少于3个,由于壳体尺寸限制无法加工力学性能试样或大于30L的壳
体可用与壳体同等结构的同一炉号材料代替,试样材料应与壳体同时热处理。
8.1.2 拉伸试样形状尺寸和试验方法按GB/T 228.1的规定,冲击试件的形状尺寸及试验方法应符合GB/T 229的规定。
8.1.3 取样位置按照图6要求;壳体热处理后的力学性能应符合表2、表3的规定。
8.2 压扁试验
8.2.1 当蓄能器壳体外径Do≤355mm,且Do/δn >10时,应进行压扁试验,压扁试样应和力学性能试
验试样取自同一壳体;外径 >355mm,Do/δn≤10时可做压扁试验或冷弯试验。
8.2.2 试样宽度应不小于65mm、不大于100mm。
8.2.3 试验时室温一般应在10℃~35℃的范围内,压板的移动速率不应超过25mm/min。
8.2.4 对于调质热处理后蓄能器壳体,将试样一直压到两平板间的距离小于0.8Do,无裂纹为合格。
8.2.5 对于其他热处理状态的蓄能器壳体,将试样一直压到两平板间的距离小于按式(49)计算出的H
值时,试样的内、外侧表面或两端面均无裂纹或破裂发生为合格。
8.2.6 压扁试验方法按照GB/T 246执行。
8.2.7 做压扁试验的蓄能器壳体免做冷弯试验。
8.3 冷弯性能
8.3.1 冷弯性能试验的试样应在按8.1.1规定的同一壳体(或试样)上截取(见图7),试样形状尺寸和试
验方法按GB/T 232的规定。
8.3.2 任取其中一个进行加工,加工后试样的侧表面粗糙度不低于12.5μm,圆角半径应不大于2mm。
8.3.3 冷弯试样应按图7所示进行弯曲试验,弯心直径应符合表5的规定,冷弯性能试验的其他要求应
符合GB/T 232的规定。
8.3.4 试验结果的评定以试样表面无裂纹为合格。
8.6 疲劳试验
8.6.1 蓄能器的疲劳试验装置、测试仪表、试验介质、试验温度应符合GB/T 9252规定。
8.6.2 蓄能器的疲劳试验要求按照6.2.4~6.2.6及附录F的规定执行。
8.6.3 疲劳试验应对去除隔离元件后的整机进行。
8.6.4 疲劳试验过程中,密封部位应无泄漏,主要受压元件应无破坏和异常变形。
8.7 爆破试验
8.7.1 壳体的爆破试验应符合GB/T 15385的规定,且应符合以下规定:
a) 试验管路中不得有气体存在;
b) 升压速度不得超过0.5MPa/s。
8.7.2......
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