路径: 主页 > GB/T > 第316页 > GB/T 19158-2025 | 标准编号 | GB/T 19158-2025 (GB/T19158-2025) | | 中文名称 | 集装及站用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶 | | 英文名称 | Fully-wrapped carbon-fibre reinforced aluminum lined gas cylinders used on containers or skids for transportation or skids for fueling station of compressed hydrogen | | 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 | 70,747 | | 发布日期 | 2025-08-29 | | 实施日期 | 2026-03-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 19158-2003 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 19158-2025: 集装及站用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶
ICS 23.020.30
CCSJ74
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 19158-2003
集装及站用压缩氢气铝内胆碳纤维
全缠绕气瓶
2025-08-29发布
2026-03-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语、定义和符号 2
4 型式、参数和型号 4
5 技术要求 6
6 试验方法和合格指标 10
7 检验规则 21
8 安装和防护 26
9 标志、包装、运输和储存 26
10 产品合格证和批量检验质量证明书 27
附录A(规范性) 站用气瓶附加要求 29
附录B(规范性) 气瓶用O形密封圈性能评定方法 34
附录C(规范性) 截止阀和安全泄压装置型式试验方法与合格指标 37
附录D(规范性) 层间剪切试验方法 50
附录E(规范性) 瓶式集装箱气瓶火烧试验方法 54
附录F(资料性) 瓶式集装箱(集束装置/站用气瓶)压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶批量检验
质量证明书 60
参考文献 62
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替GB/T 19158-2003《站用压缩天然气钢瓶》,与GB/T 19158-2003相比,除了结构调
整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 更改了适用范围(见第1章,2003年版的第1章);
b) 更改了气瓶结构型式、参数和型号命名方式(见第4章,2003年版的第4章);
c) 增加了公称容积、设计循环次数、设计年限等要求(见5.1);
d) 更改了气瓶材料要求(见5.2,2003年版的5.1、5.2);
e) 更改了气瓶设计要求(见5.3,2003年版的5.3);
f) 更改了气瓶制造要求(见5.4,2003年版的5.4);
g) 更改了试验方法和合格标准(见第6章,2003年版的第6章、第7章);
h) 更改了气瓶标志要求(见9.1,2003年版的8.1);
i) 删除了气瓶涂敷要求(见2003年版的8.2);
j) 增加了气瓶电子标签的要求(见9.2);
k) 增加了“站用气瓶附加要求”(见附录A);
l) 增加了“气瓶用密封件性能试验方法”(见附录B);
m) 增加了“截止阀和安全泄压装置型式试验方法与合格指标”(见附录C);
n) 增加了“层间剪切试验方法”(见附录D);
o) 增加了“瓶式集装箱气瓶火烧试验方法”(见附录E)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC31)提出并归口。
本文件起草单位:大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司、石家庄安瑞科气体机械有限公司、
沈阳欧施盾新材料科技有限公司、国家市场监督管理总局、上海市气体工业协会、大连度达理工安全系
统有限公司、浙江大学、中国特种设备检测研究院、北京天海工业有限公司、北京天海氢能装备有限公
司、中材科技(苏州)有限公司、佛吉亚斯林达安全科技(沈阳)有限公司、北京科泰克科技有限责任公司、
中国海洋工程研究院(青岛)、江苏国富氢能技术装备股份有限公司。
本文件主要起草人:胡军、金鑫、王红霞、姜将、高继轩、常彦衍、周伟明、喻健良、黄强华、张保国、
岳增柱、王艳辉、杨明高、袁卓伟、冯存江、杨树军、屠硕、李奇楠、赵亮、张国、葛安泉、宋薛思、张强。
本文件于2003年首次发布,本次为第一次修订。
集装及站用压缩氢气铝内胆碳纤维
全缠绕气瓶
1 范围
本文件规定了集装及站用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶的型式、参数和型号、技术要求、试验
方法和合格指标、检验规则、安装和防护以及标志、包装、运输和储存。
本文件适用于设计制造工作温度为-40℃~85℃,安装于瓶式集装箱或集束装置等集装储运用
途的可重复充装气瓶(以下简称集装运输用气瓶)和加氢站等应用场景、作为储存容器固定使用的可重
复充装气瓶(以下简称站用气瓶):
a) 瓶式集装箱用气瓶:公称工作压力为30MPa~52MPa,公称容积为150L~450L;
b) 集束装置用气瓶:公称工作压力不大于35MPa,公称容积为40L~150L,集束装置上气瓶的
总容积不大于3000L;
c) 站用气瓶:公称工作压力不大于70MPa,公称容积为150L~450L。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 192 普通螺纹 基本牙型
GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸
GB/T 197 普通螺纹 公差
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法
GB/T 528 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定
GB/T 533-2008 硫化橡胶或热塑性橡胶 密度的测定
GB/T 1458 纤维缠绕增强复合材料环形试样力学性能试验方法
GB/T 1677 增塑剂环氧值的测定
GB/T 2941-2025 橡胶 物理试验方法试样制备和调节通用程序
GB/T 3191 铝及铝合金挤压棒材
GB/T 3246.1 变形铝及铝合金制品组织检验方法 第1部分:显微组织检验方法
GB/T 3246.2 变形铝及铝合金制品组织检验方法 第2部分:低倍组织检验方法
GB/T 3362 碳纤维复丝拉伸性能试验方法
GB/T 3452.2 液压气动用O形橡胶密封圈 第2部分:外观质量检验规范
GB/T 3512 硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验
GB/T 3634.2 氢气 第2部分:纯氢、高纯氢和超纯氢
GB/T 3880.1 一般工业用铝及铝合金板、带材 第1部分:一般要求
GB/T 3880.2 一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分:力学性能
GB/T 3880.3 一般工业用铝及铝合金板、带材 第3部分:尺寸偏差
GB/T 3934 普通螺纹量规 技术条件
GB/T 4437.1 铝及铝合金热挤压管 第1部分:无缝圆管
GB/T 4612 塑料 环氧化合物 环氧当量的测定
GB/T 5720 O形橡胶密封圈试验方法
GB/T 6031 硫化橡胶或热塑性橡胶 硬度的测定(10IRHD~100IRHD)
GB/T 6519 变形铝、镁合金产品超声波检验方法
GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法
GB/T 7690.3 增强材料 纱线试验方法 第3部分:玻璃纤维断裂强力和断裂伸长的测定
GB/T 7758 硫化橡胶 低温性能的测定 温度回缩程序(TR试验)
GB/T 7759.1-2015 硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定 第1部分:在常温及高温条件下
GB/T 7762-2014 硫化橡胶或热塑性橡胶 耐臭氧龟裂 静态拉伸试验
GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法
GB/T 9251 气瓶水压试验方法
GB/T 9252 气瓶压力循环试验方法
GB/T 11640 铝合金无缝气瓶
GB/T 12137 气瓶气密性试验方法
GB/T 13005 气瓶术语
GB/T 13893.2 色漆和清漆 耐湿性的测定 第2部分:冷凝(在带有加热水槽的试验箱内曝露)
GB/T 15385 气瓶水压爆破试验方法
GB/T 17394.1 金属材料 里氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB/T 19466.2 塑料 差示扫描量热法(DSC) 第2部分:玻璃化转变温度的测定
GB/T 20668 统一螺纹 基本尺寸
GB/T 20975(所有部分) 铝及铝合金化学分析方法
GB/T 23987 色漆和清漆 涂层的人工气候老化曝露 曝露于荧光紫外线和水
GB/T 32249 铝及铝合金模锻件、自由锻件和轧制环形锻件 通用技术条件
GB/T 33215 气瓶安全泄压装置
GB/T 35544 车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶
GB/T 37244 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气
YS/T 67 变形铝及铝合金圆铸锭
YS/T 479 一般工业用铝及铝合金锻件
3 术语、定义和符号
3.1 术语和定义
GB/T 13005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
铝内胆 aluminumliner
外部缠绕碳纤维增强层,用于密封气体且可承受部分压力载荷的无缝铝合金壳体。
3.1.2
安装在两端收口结构气瓶的一端,装有安全泄压装置,并具备盲堵功能的端塞。
3.1.3
全缠绕 fuly-wrapped
用浸渍树脂基体的碳纤维连续在内胆上进行螺旋和环向缠绕,以增强气瓶环向和轴向强度的缠绕
方式。
3.1.4
气瓶在基准温度(15℃)下的限定充装压力。
3.1.5
气瓶批量 batchofcylinder
采用同一设计,具有相同结构尺寸铝内胆、复合材料,且用同一工艺进行缠绕、固化的气瓶的限定
数量。
3.1.6
铝内胆批量 batchofaluminumliner
采用同一设计,具有相同的公称外直径、设计壁厚,用同一炉罐号材料,同一制造工艺制成,按同一
热处理规范及相同的工艺参数进行连续热处理的铝内胆的限定数量。
3.1.7
设计使用年限 servicelife
在按规定使用、检验和维护的前提下,气瓶允许使用的最长年限。
3.1.8
纤维应力比 fiberstressratio
气瓶在最小设计爆破压力下的碳纤维应力与公称工作压力下的碳纤维应力之比。
3.1.9
在每种规格型号气瓶设计定型阶段,制造单位规定的气瓶弹性膨胀量的许用上限值。
3.1.10
压力循环中压力上限与压力下限之差。
3.1.11
气瓶使用时在任何部位允许达到的最高温度。
3.1.12
许用压力 alowablepressure
充装和使用过程中,气瓶所允许承受的最大压力。
3.1.13
循环压力上限不小于1.25p、下限不大于2MPa的压力循环。
3.1.14
全幅压力循环(3.1.13)条件下进行的压力循环次数。
3.1.15
加氢站、综合能源站、实验室、生产企业等应用场景作为储存容器固定使用的压缩氢气铝内胆碳纤
维全缠绕气瓶。
3.1.16
循环幅度不大于30%气瓶许用压力(pA)的站用气瓶压力循环。
3.1.17
站用气瓶浅幅压力循环(3.1.16)条件下进行的压力循环次数。
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
A ---室温下铝内胆材料断后伸长率实测值,%;
ao ---铝内胆材料拉伸试样的原始厚度,单位为毫米(mm);
bo ---铝内胆材料拉伸试样的原始宽度,单位为毫米(mm);
Df ---冷弯试验弯心直径,单位为毫米(mm);
Do ---铝内胆公称外直径,单位为毫米(mm);
H ---铝内胆材料压扁试验压头间距,单位为毫米(mm);
l ---气瓶缠绕层长度,单位为毫米(mm);
lo ---铝内胆材料拉伸试样的原始标距,单位为毫米(mm);
neq ---浅幅压力循环等效于全幅压力循环的循环次数(通过计算方法或实际循环试验方法进
行确定);
ni ---浅幅压力循环次数;
niMAX ---设计最大浅幅压力循环次数;
p ---气瓶、截止阀或安全泄压装置公称工作压力,单位为兆帕(MPa);
pbmin ---气瓶最小设计爆破压力,单位为兆帕(MPa);
pb0 ---气瓶爆破压力期望值,单位为兆帕(MPa);
ph ---气瓶水压试验压力,单位为兆帕(MPa);
pA ---气瓶许用压力,单位为兆帕(MPa);
Rp0.2 ---室温下铝内胆材料0.2%非比例延伸强度,单位为兆帕(MPa);
Rm ---室温下铝内胆材料抗拉强度实测值,单位为兆帕(MPa);
Sao ---冷弯试验铝内胆筒体实测平均壁厚,单位为毫米(mm);
t ---缠绕层厚度,单位为毫米(mm);
V ---气瓶公称容积,单位为升(L);
Δpi ---站用气瓶实际的浅幅压力循环幅,单位为兆帕(MPa);
Δpimax---站用气瓶设计最大浅幅压力循环幅,单位为兆帕(MPa);
Δpmax ---站用气瓶全幅压力循环时的压力循环幅,单位为兆帕(MPa)。
4 型式、参数和型号
4.1 型式
气瓶结构型式一般采用S型双开口结构,如图1所示,公称容积小于或等于50L的集束装置用气
瓶可以选用T型结构。
标引序号说明:
1---内胆; 3---碳纤维缠绕层;
2---防电偶腐蚀层; 4---玻璃纤维保护层。
图1 气瓶结构型式
4.2 参数
4.2.1 气瓶公称工作压力应符合表1的规定。
表1 气瓶公称工作压力
单位为兆帕
气瓶分类 公称工作压力
瓶式集装箱用气瓶 30~52
集束装置用气瓶 ≤35
站用气瓶 ≤70
4.2.2 气瓶公称容积、铝内胆公称外直径以及允许偏差应符合表2的规定。
表2 气瓶公称容积和铝内胆公称外直径及允许偏差
项目 允许偏差
公称容积(V)/L
40≤V≤120
+5.0%
120< V≤450
+2.5%
铝内胆公称外直径(Do)/mm 180≤Do≤660 ±1%
4.3 型号
气瓶型号标记表示如下:
××
用途(CC:瓶式集装箱用;SC:集束装置用;SS:站用)
铝内胆碳纤维全缠绕气瓶
铝内胆公称外直径,mm
气瓶公称容积,L
气瓶公称工作压力,MPa
瓶体结构型式(T型或S型)
H2
示例1:瓶式集装箱用碳纤维缠绕气瓶,铝内胆公称外直径660mm,气瓶公称容积350L,气瓶公称工作压力
52MPa,结构形式为S型,氢介质,其型号标记为:CC3-660-350-52-SH2。
示例2:站用碳纤维缠绕气瓶,铝内胆公称外直径660mm,气瓶公称容积450L,气瓶公称工作压力70MPa,结构形
式为S型,氢介质,其型号标记为:SS3-660-450-70-SH2。
5 技术要求
5.1 一般要求
5.1.1 公称容积
设计时气瓶公称容积的选取应按10L一档系列化。
5.1.2 设计循环次数
5.1.2.1 集装运输用气瓶的设计循环次数
集装运输用气瓶的设计循环次数为15000次。
5.1.2.2 站用气瓶浅幅压力循环次数
气瓶设计允许的最大浅幅压力循环次数应按实际需求确定。
a) 年循环次数小于10000次的按10000次确定,对应的设计使用年限为15年,对应的设计最大
浅幅压力循环次数为 150000 次。实际运行时应控制最大浅幅压力循环次数不超
过135000次。
b) 如果实际运行工况年循环次数大于10000次,应按实际需求的最大浅幅压力循环次数确定设
计使用年限。允许的最大浅幅压力循环次数所对应的按照附录A中A.3.2得出的等效全幅
压力循环次数应小于15000次,否则应调整设计使用年限,或提高全幅压力循环次数。
5.1.3 设计使用年限
5.1.3.1 集装运输用气瓶
集装运输用气瓶的设计使用年限为15年。
5.1.3.2 站用气瓶
5.1.3.2.1 以全幅压力循环模式运行的站用气瓶,根据5.1.2.2规定的全幅压力循环次数,除以站用气
瓶每年预期的全幅循环次数,来确定设计使用年限,且不超过15年。
5.1.3.2.2 以浅幅压力循环模式运行的气瓶,根据允许的最大浅幅压力循环次数,除以站用气瓶每年预
期的浅幅压力循环次数,来确定设计使用年限,且不超过15年。
5.1.4 许用压力
在充装和使用过程中,气瓶的许用压力为公称工作压力的1.25倍。
5.1.5 温度范围
在充装和使用过程中,气瓶的温度范围应不低于-40℃且不高于85℃。
5.1.6 氢气品质
充装气瓶的压缩氢气成分应符合GB/T 3634.2或GB/T 37244的规定。
5.1.7 极限弹性膨胀量
极限弹性膨胀量应不超过设计定型批相同规格型号气瓶在水压试验压力下弹性膨胀量平均值的
1.1倍。
5.1.8 工作环境
设计气瓶时,要考虑其连续承受机械损伤或化学侵蚀的能力,其外表面至少应能适应下列工作
环境:
a) 雨水、雪水环境;
b) 车辆在海洋附近行驶,或者在用盐融化冰的路面上行驶;
c) 阳光中的紫外线辐射;
d) 车辆振动和碎石冲击;
e) 接触酸和碱溶液、肥料;
f) 接触汽车用液体,包括汽油、液压油、电池酸、乙二醇和油;
g) 接触排放的废气。
5.2 材料
5.2.1 一般要求
5.2.1.1 材料性能应符合相应国家标准或行业标准的规定。
5.2.1.2 材料应有材料制造单位提供的质量证明书原件,或加盖材料经营单位公章且有经办人签字
(章)的质量证明书复印件。
5.2.1.3 材料应经气瓶制造单位复验合格后方可使用。
5.2.2 铝内胆
5.2.2.1 铝内胆应采用6061铝合金,其化学成分应符合表3的规定。
表3 铝合金6061化学成分
元素 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Pb Bi
其他
单项 总体
Al
质量分数/%
最小值 0.40 - 0.15 - 0.80 0.04 - - - - - -
最大值 0.80 0.70 0.40 0.15 1.20 0.35 0.25 0.15 0.003 0.003 0.05 0.15
余量
5.2.2.2 铝内胆材料应满足相应标准的规定,板材应符合GB/T 3880.1、GB/T 3880.2、GB/T 3880.3的
规定,热挤压管材应符合GB/T 4437.1的规定,锻造管材应符合GB/T 32249或YS/T 479的规定,挤
压棒材应符合 GB/T 3191的规定,铸锭应符合 YS/T 67的规定。板材、管材应按 A级进行超声检
测,铸锭、挤压棒材应按ϕ2mm当量平底孔进行超声检测,检测方法应符合GB/T 6519的规定。铸锭
的晶粒度不应低于二级,晶粒度按 GB/T 3246.2测定。
5.2.2.3 气瓶制造单位应按材料炉号根据GB/T 7999或GB/T 20975的规定进行化学成分复验。
5.2.3 树脂
5.2.3.1 浸渍树脂基体应采用环氧树脂或改性环氧树脂。树脂的环氧值或环氧当量应符合设计文件要
求,玻璃化转变温度应大于或等于105℃。
5.2.3.2 气瓶制造单位应按批对树脂进行复验。环氧值按GB/T 1677测定;环氧当量按GB/T 4612
测定;玻璃化转变温度按GB/T 19466.2测定。
5.2.4 纤维
5.2.4.1 碳纤维
5.2.4.1.1 碳纤维应采用无捻碳纤维,其力学性能应符合气瓶设计文件的规定。
5.2.4.1.2 气瓶制造单位应按批对碳纤维进行复验。碳纤维线密度和纤维浸胶拉伸强度按GB/T 3362
测定,试样制备应不加捻。
5.2.4.2 玻璃纤维
5.2.4.2.1 气瓶玻璃纤维保护层应采用S玻璃纤维或E玻璃纤维。
5.2.4.2.2 玻璃纤维力学性能应符合气瓶设计文件的规定。
5.2.4.2.3 气瓶制造单位应按批对玻璃纤维进行复验。玻璃纤维力学性能按GB/T 7690.3测定。
5.2.5 密封件
5.2.5.1 密封件宜采用硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、氟碳橡胶、三元乙丙橡胶或氢化丁腈橡胶与高压氢气
具有良好相容性的聚合物。集装箱气瓶的O形密封圈宜采用三元乙丙橡胶或氢化丁腈橡胶等,挡圈宜
采用聚四氟乙烯等。
5.2.5.2 密封件材料的使用温度范围应满足-50℃~85℃的要求。
5.2.5.3 O形密封圈应采用与高压氢气具有良好相容性的材料,材料性能应符合附录B中B.2的要求。
O形密封圈选用前应按B.3的规定进行试验,压缩永久变形试验、硬度变化试验和氢气损伤试验应由
O形密封圈制造单位或瓶阀制造单位进行并提供试验报告,气瓶制造单位应对O形密封圈外观、尺寸
和硬度等进行复验。
5.2.6 端塞
端塞材料应与阀体材料相同。
5.3 设计
5.3.1 碳纤维和铝内胆
5.3.1.1 碳纤维强度级别应相同。
5.3.1.2 铝内胆端部应采用凸形结构。
5.3.1.3 铝内胆端部应采用渐变厚度设计,筒体与端部应圆滑过渡。
5.3.1.4 铝内胆最小设计壁厚应通过应力分析验证。
5.3.1.5 气瓶瓶口应开在气瓶端部,且应与铝内胆同轴。
5.3.1.6 瓶口的厚度应满足瓶阀装配时的扭矩要求。
5.3.1.7 瓶口螺纹应采用与瓶阀螺纹相匹配的直螺纹,螺纹长度应大于瓶阀螺纹的有效长度。瓶口直
螺纹宜符合GB/T 192、GB/T 196、GB/T 197或GB/T 20668的规定。
5.3.1.8 瓶口螺纹在水压试验压力下的切应力安全系数应不小于4。计算螺纹切应力安全系数时,铝
合金剪切强度取0.6倍的材......
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