| 标准编号 | GB/T 5100-2020 (GB/T5100-2020) | | 中文名称 | 钢质焊接气瓶 | | 英文名称 | Welded steel gas cylinders | | 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 | 35,325 | | 发布日期 | 2020-12-14 | | 实施日期 | 2021-07-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 5100-2011 | | 引用标准 | GB/T 228.1; GB/T 229; GB/T 232; GB/T 1804; GB/T 7144; GB/T 8335; GB/T 9251; GB/T 9252; GB/T 12137; GB/T 13005; GB/T 14193; GB/T 15383; GB/T 15385; GB/T 17925; GB/T 33209; NB/T 47013.1; NB/T 47013.2; NB/T 47013.3; NB/T 47013.4; NB/T 47013.5; NB/T 47013.6; | | 采用标准 | ISO 4706-2008, NEQ | | 标准依据 | 国家标准公告2020年第28号 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了钢质焊接气瓶(以下简称钢瓶)的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存等。本标准适用于在正常环境温度-40℃～60℃下使用的、耐压试验压力不大于12MPa(表压)、公称容积为0.5L～1000L、可重复充装低压液化气体的钢瓶和具有多孔填料的充装乙炔气体的钢瓶。本标准也适用于充装消防灭火用低压液化气体及其与压缩气体混合物的消防气瓶。 | GB/T 5100-2020: 钢质焊接气瓶
中华人民共和国国家标准
代替 GB/T 5100-2011
钢 质 焊 接 气 瓶
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发 布
1 范围
本标准规定了钢质焊接气瓶(以下简称钢瓶)的基本参数、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包
装、运输、贮存等。
本标准适用于在正常环境温度-40℃~60℃下使用的、耐压试验压力不大于12MPa(表压)、公
称容积为0.5L~1000L、可重复充装低压液化气体的钢瓶和具有多孔填料的充装乙炔气体的钢瓶。
本标准也适用于充装消防灭火用低压液化气体及其与压缩气体混合物的消防气瓶。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是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 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法
GB/T 1804 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T 7144 气瓶颜色标志
GB/T 8335 气瓶专用螺纹
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 12137 气瓶气密性试验方法
GB/T 13005 气瓶术语
GB/T 14193 液化气体气瓶充装规定
GB/T 15383 气瓶阀出气口连接型式和尺寸
GB/T 15385 气瓶水压爆破试验方法
GB/T 17925 气瓶对接焊缝X射线数字成像检测
GB/T 33209 焊接气瓶焊接工艺评定
NB/T 47013(所有部分) 承压设备无损检测
NB/T 47018(所有部分) 承压设备用焊接材料订货技术条件
JJG14 非自行指示秤检定规程
3 术语和定义、符号
4 基本参数
4.1 公称容积和公称直径
钢瓶公称容积V 和公称直径D 的推荐值按表1的规定。
4.2 公称工作压力和耐压试验压力
4.2.1 公称工作压力
钢瓶公称工作压力的确定应遵循以下原则:
a) 对于盛装低压液化气体和压缩气体混合物的钢瓶,其公称工作压力为达到规定环境温度上限
时瓶内气体压力值;
b) 盛装低压液化气体的钢瓶,其公称工作压力不得小于其所盛装介质在60℃时的饱和蒸汽压;
c) 盛装有毒和剧毒危害的液化气体的钢瓶,其公称工作压力的选用应适当提高;
d) 低压液化气体60℃时的饱和蒸汽压值按GB/T 14193或相应气体标准规定。
4.2.2 耐压试验压力
盛装液化气体或液化气体与压缩气体混合物的钢瓶,其耐压试验压力不得小于公称工作压力的
1.5倍;盛装乙炔气体的钢瓶,其耐压试验压力为5.2MPa。
5 技术要求
5.1 材料一般规定
5.1.1 用于制造钢瓶主体的材料,应采用电炉或转炉冶炼的镇静钢,并具有良好的成形和焊接性能。
5.1.2 钢瓶主体一般应采用同一牌号的材料制作。
5.1.3 与钢瓶主体焊接的所有零部件,应采用与钢瓶主体材料的焊接性能相适应的材料,其中阀座、塞
座用材料的含碳量应小于0.25%。
5.1.4 所采用的焊接材料应符合NB/T 47018的规定,纵、环焊缝焊接接头的抗拉强度不得低于母材抗
拉强度规定值的下限。
5.1.5 材料(包括焊接材料)应符合相应技术标准,且应提供有效的质量证明文件。
5.2 化学成分
钢瓶主体材料的化学成分(熔炼分析),应符合表2的规定。对含有添加微量合金元素的钢材,其含
量应符合表3的规定。
5.3 力学性能
5.3.1 当钢瓶主体名义壁厚Sn≥6mm时,其主体材料的常温冲击吸收能量KV2 应符合表4的规定。
5.3.2 当钢瓶主体名义壁厚Sn≥6mm,且在等于或低于-20℃的环境温度下使用时,若按-20℃时
钢瓶内压力计算的瓶体周向应力大于常温下材料标准屈服点的1/6,则钢瓶主体材料应做-40℃低温
冲击试验,其冲击吸收能量KV2 应符合表4的规定。
5.3.3 钢瓶主体材料的屈强比(ReL/Rm)应符合以下规定:
a) 对Rm< 490MPa者,不大于0.75;
b) 对Rm≥490MPa者,不大于0.85。
5.4 设计一般规定
5.4.1 钢瓶主体壁厚计算所依据的内压力为耐压试验压力。
5.4.2 钢瓶主体的组成最多不超过三部分,即纵焊缝不得多于一条,环焊缝不得多于两条。
a) (Hi≥0.2Di) b) (Ri≤Di r≥0.1Di)
5.4.3 钢瓶封头的形状应为椭圆形[见图1a)]、碟形[见图1b)]或半球形,椭圆形和碟形封头的直边高
度h规定如下:
a) 当名义壁厚Sn≤8mm时,直边高度h≥25mm;
b) 当名义壁厚Sn >8mm时,直边高度h≥40mm。
5.4.4 对于充装无腐蚀性气体,且公称容积不大于150L的钢瓶,可采用凸面承压封头。
5.5 钢瓶主体壁厚计算
5.5.1 筒体设计壁厚S1 按公式(1)计算,并向上圆整,保留一位小数。
5.5.3 筒体设计壁厚S1 和封头设计壁厚S2 的最小值应满足以下的规定:
5.5.4 凸面承压封头的设计厚度至少应为2S1。
5.5.5 在确定钢瓶筒体和封头的名义壁厚时,应考虑腐蚀裕量、钢板厚度负偏差和工艺减薄量。钢瓶
筒体和封头的名义壁厚取值应相等(凸面承压封头除外)。
5.6 开孔
5.6.1 不准许在筒体上开孔。在封头上开孔时,开孔最大直径不应超过0.5Di,且沿封头的轴线垂直方
向测量孔边缘与封头外圆周的距离不宜小于瓶体外直径的10%。
5.6.2 开孔均应考虑补强,且应采用整体补强的方式。
5.6.3 开孔所需的最小补强面积应在规定的截面上求取,该截面应通过封头开孔中心点,沿开孔最大
尺寸方向,且垂直于壳体表面。所需的补强面积按公式(3)确定:
5.6.4 SC 应不小于公式(2)确定的封头设计厚度S2,除非:
a) 对于碟形封头上的开孔,当开孔及补强部分全都位于一个碟形封头的球冠部分内,那么SC 应
不小于碟形封头的球冠部分所要求的厚度,该厚度按公式(4)确定:
b) 对于椭圆形封头上的开孔,当开孔及补强部分全部位于从中心测量,半径为0.40Di的一个圆
内,那么SC 应是等效半径为Q 的球形所要求的厚度,该厚度按公式(4)确定,将式中Ri替换
为Q。等效半径Q 按表5选取,中间值可从图4中插值取得。
5.6.5 有效补强范围及补强面积:
a) 可用于补强的材料总面积A 如图5所示,其值不应小于B。在计算可用于补强的接管材料面
积时,其外、内伸有效长度P1、P2 按公式(5)确定;若接管实际外、内伸长度小于公式(5)的计
算结果,则P1、P2 按实际长度选取。
5.7 焊接接头
5.7.1 钢瓶主体焊缝的焊接接头一般应采用全焊透对接型式。凸面承压封头与筒体连接的焊接接头
可采用角接或搭接方式,其中搭接接头的最小搭接长度应为4Sn,焊缝宽度至少为2Sn,见图6。
5.7.2 纵焊缝不得有永久性垫板。
5.7.3 环焊缝允许采用永久性垫板,或在接头的一侧做成台阶形的整体式垫板。
a) 角接接头 b) 搭接接头
5.8 附件
5.8.1 附件的结构设计和布置应便于操作及焊缝的检查。附件与钢瓶主体的连接焊缝应避开钢瓶主
体的纵、环焊缝。附件的结构形状及其与钢瓶主体的连接,应防止造成积液。
5.8.2 底座应保证钢瓶直立时的稳定性,并具有供排液和通风的孔。
5.8.3 水容积大于150L的钢瓶应考虑吊装附件或吊装孔。
5.8.4 选配的瓶阀应满足所盛装介质的要求,瓶阀螺纹应与阀座螺纹相匹配,并符合 GB/T 8335、
GB/T 15383及相关标准的规定。阀座、塞座锥螺纹长度应不小于相关螺纹标准规定的最小长度。消防
气瓶的阀座、塞座可选用直螺纹,直螺纹的有效旋合长度不小于6个螺距,且在耐压试验压力下的剪切
应力安全系数至少为10。
5.8.5 钢瓶一般应配带固定式瓶帽或护罩,以防止在储存及运输过程中阀门受损而导致气体泄漏。
5.8.6 钢瓶及其附件用的密封材料,应与所盛装的介质相容。
5.8.7 钢瓶装设安全泄放装置时,其材质应与瓶内介质相容,且不得影响充装介质的质量。
5.8.8 液化丙烯、丙烷钢瓶的安全泄放装置应符合附录A的要求。
5.9 组批
钢瓶制造单位应按批组织生产。
对于公称容积小于或等于150L的钢瓶,以不多于502只为一批;对于公称容积大于150L的钢
瓶,以不多于50只为一批。
5.10 焊接工艺评定
5.10.1 钢瓶制造单位,在生产钢瓶之前,或需要改变钢瓶主体材料、焊接材料、焊接工艺时,均应进行
焊接工艺评定。
5.10.2 焊接工艺评定试件的制作、性能试验及结果评定按GB/T 33209执行。进行工艺评定的焊缝,
应能代表钢瓶纵、环焊缝的对接焊缝,凸面承压封头与筒体连接的角焊缝或搭接焊缝,阀座、塞座与钢瓶
主体焊接的承压角焊缝以及底座、护罩等与钢瓶主体焊接的非承压件角焊缝。
5.10.3 焊接工艺评定文件,应经钢瓶制造单位技术总负责人批准。
5.11 焊接的一般规定
5.11.1 钢瓶的焊接工作,应由持有有效的“特种设备焊接作业证书”的焊工承担,并能通过施焊记录或
钢印对每条焊缝的施焊人员实现追踪。对于钢瓶主体名义壁厚Sn≥6mm的钢瓶,可在所焊的焊缝附
近的适当位置打上焊工钢印。
5.11.2 钢瓶主体焊缝的焊接,应采用机械化焊接或自动焊接方法,并严格遵守经评定合格的焊接
工艺。
5.11.3 焊接坡口的形状和尺寸,应符合图样规定。坡口表面清洁、光滑,不得有裂纹、分层和夹杂等
缺陷。
5.11.4 焊接(包括焊缝返修)应在室内进行,室内相对湿度不得大于90%,否则应采取措施。当焊接件
的温度低于0℃时,应在开始施焊的部位预热。
5.11.5 施焊时,不得在非焊接处引弧。纵焊缝应有引弧板和熄弧板,板长不得小于100mm,去除引、
熄弧板时,应采用切除的方法,严禁使用敲击的方法,切除处应磨平。
5.12 焊缝外观
5.12.1 钢瓶主体对接焊缝的余高为0~3.5mm,同一焊缝最宽最窄处之差不大于4mm。
5.12.2 阀座、塞座角焊缝的几何形状应圆滑过渡至母材表面。
5.12.3 瓶体上的焊缝不准许咬边,焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑、凹陷和不规则的突
变,焊缝两侧的飞溅物应清除干净。
5.13 焊缝射线透照
5.13.1 从事钢瓶焊缝射线和X射线数字成像检测人员,应持有有效的“特种设备无损检测人员资格证
书”。
5.13.2 钢瓶主体对接焊缝应进行射线检测。采用焊缝系数φ=1设计的钢瓶,每只钢瓶的纵、环焊缝
均应进行100%射线检测。采用焊缝系数φ=0.9设计的钢瓶,对于只有一条环焊缝的按生产顺序每50
只抽取一只(不足50只时,也应抽取一只)进行焊缝全长的射线检测;对于有一条纵焊缝,两条环焊缝的
钢瓶,每只钢瓶的纵、环焊缝均应进行不少于该焊缝长度的20%的射线检测。
5.13.3 射线透照的部位应包括纵、环焊缝的交接处。
5.13.4 焊缝射线检测按NB/T 47013.2进行,射线检测技术等级不低于AB级;对于采用X射线数字
成像检测的按GB/T 17925的规定。焊缝接头质量等级不低于Ⅱ级。
5.13.5 未经射线透照的钢瓶主体对接焊缝质量也应符合5.13.4的要求。如经复验发现仅属于气孔超
标的缺陷,可由钢瓶制造单位和用户协商处理。
5.14 焊缝返修
5.14.1 焊缝返修应按评定合格的返修工艺进行。返修部位应重新按5.12及5.13.4进行外观和射线检
测合格。
5.14.2 焊缝同一部位的返修次数,不宜超过两次。若超过时,每次返修均应经技术总负责人批准。
5.14.3 返修次数和返修部位应记入产品生产检验记录,并在产品合格证中注明。
5.15 筒体
5.15.1 筒体由钢板卷焊时,钢板的轧制方向应与筒体的环向一致。
5.15.2 筒体同一横截面最大最小直径差e不大于0.01D。
5.15.3 筒体纵焊缝对口错边量b不大于0.1Sn,见图7。
5.15.4 筒体纵焊缝棱角高度E 不大于0.1Sn+2mm,见图8。用长度l为0.5Di但不大于300mm的
样板进行测量。
5.16 封头
5.16.1 封头应用整块钢板制成。
5.16.2 封头的形状与尺寸公差不得超过表6的规定,符号见图9所示。
5.16.3 封头实测最小壁厚不得小于封头设计壁厚与腐蚀裕量之和,对于不含钢印的封头曲面部分,其
值不得小于封头设计壁厚值的0.9倍与腐蚀裕量之和。
5.16.4 封头直边部分不得存在纵向皱折。
5.17 未注公差尺寸的极限偏差
未注公差线......
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