搜索结果: GB/T 11640-2021, GB/T11640-2021, GBT 11640-2021, GBT11640-2021
| 标准编号 | GB/T 11640-2021 (GB/T11640-2021) | | 中文名称 | 铝合金无缝气瓶 | | 英文名称 | Seamless aluminium alloy 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 | 45,468 | | 发布日期 | 2021-04-30 | | 实施日期 | 2021-11-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 11640-2011 | | 起草单位 | 沈阳斯林达安科新材料有限公司、上海市特种设备监督检验技术研究院、浙江威能消防器材股份有限公司、江苏久维压力容器制造有限公司、沈阳中复科金压力容器有限公司、辽宁美托科技有限公司 | | 归口单位 | 全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC 31) | | 标准依据 | 国家标准公告2021年第5号 | | 提出机构 | 全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC 31) | | 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 11640-2021
(Aluminum alloy seamless gas cylinder)
ICS 23.020.30
CCSJ74
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 11640-2011
铝 合 金 无 缝 气 瓶
2021-04-30发布
2021-11-01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 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义、符号 2
4 型式和参数 3
5 技术要求 5
6 试验方法和合格指标 9
7 检验规则 15
8 标志、涂敷、包装、运输和储存 17
9 产品合格证和批量检验质量证明书 18
附录A(规范性) 腐蚀试验 20
附录B(规范性) 抗恒载荷裂纹试验 27
附录C(规范性) 铝瓶的装阀扭矩 31
附录D(资料性) 螺纹剪切应力安全系数计算方法 32
附录E(资料性) 铝瓶制造缺陷的描述和判定 35
附录F(规范性) 压扁试验方法 40
附录G(资料性) 铝合金无缝气瓶批量检验质量证明书 42
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 11640-2011《铝合金无缝气瓶》,与GB/T 11640-2011相比,主要技术变化
如下:
---在范围的适用性中,更改了公称容积的范围,容积上限调整至150L(见第1章,2011年版的第
1章);
---增加了铝瓶用铝合金材料牌号7032、7060(见5.1.1.1);
---更改了相容性的要求(见5.1.1.3,2011年版的5.1.3)
---更改了壁厚设计计算公式(见5.2.2.3,2011年版的5.2.1.3);
---增加了热处理温度和时间的控制要求(见5.3.5.2);
---增加了12L及以下铝瓶可免做容积残余变形率测定的规定(见6.6.2);
---增加了最小屈服强度保证值大于380MPa高强度铝瓶未爆先漏试验的有关规定(见6.10);
---删除了宜充装于铝瓶中的气体的规定(见2011年版的附录C)。
本文件参考ISO 7866:2012《气瓶 可重复充装的铝合金无缝气瓶 设计、制造和试验》编制,与
ISO 7866:2012的一致性程度为非等效。
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:沈阳斯林达安科新材料有限公司、上海市特种设备监督检验技术研究院、浙江威
能消防器材股份有限公司、江苏久维压力容器制造有限公司、沈阳中复科金压力容器有限公司、辽宁美
托科技有限公司。
本文件主要起草人:姜将、尹爱荣、杨树军、王晓东、宋佐涛、邓红、刘扬涛、孟丽莉、李昱。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---1989年首次发布为GB 11640-1989;
---2001年第一次修订GB/T 11640-2001,2011年第二次修订;
---本次为第三次修订。
铝 合 金 无 缝 气 瓶
1 范围
本文件规定了铝合金无缝气瓶(以下简称“铝瓶”)的术语和定义、符号、型式和参数、技术要求、试验
方法和合格指标、检验规则、标志、涂敷、包装、运输、储存及产品合格证和批量检验质量证明书等要求。
本文件适用于设计、制造公称工作压力不大于30MPa,公称容积不大于150L,使用环境温度
-40℃~60℃,用于盛装压缩气体或液化气体的可重复充装的铝瓶。
本文件不适用于运输工具和机器设备上附属的瓶式压力容器。
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 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 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 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 6519 变形铝、镁合金产品超声波检验方法
GB/T 7144 气瓶颜色标志
GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法
GB/T 8335 气瓶专用螺纹
GB/T 8336 气瓶专用螺纹量规
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 15385 气瓶水压爆破试验方法
GB/T 15970.6-2007 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第6部分:恒载荷或恒位移下的预裂
纹试样的制备和应用
GB/T 20975(所有部分) 铝及铝合金化学分析方法
YS/T 67 变形铝及铝合金圆铸锭
ISO 11114-1 气瓶 气瓶和瓶阀材料与盛装气体的相容性 第1部分:金属材料(Gascylinders-
3 术语和定义、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
固溶处理 solutiontreatment
将铝瓶瓶体加热至适当温度并保温,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却以获得过饱和固
溶体的热处理工艺。
3.1.2
批量 batch
按同一设计、同一炉罐号材料、同一制造工艺以及同一热处理规范,在同一时期内热处理的铝瓶所
限定的数量。
注:质量要素控制条件相同时,不同炉热处理的产品可组成一批。
3.1.3
屈服强度 yieldstress
规定非比例延伸率为0.2%时的强度。
3.1.4
设计应力系数 designstressfactor
水压试验压力下等效壁应力和屈服强度保证值的比值。
3.1.5
人工时效处理 artificialageing
铝瓶瓶体经固溶处理后在适当的温度下保温,使强化相沉淀析出,以提高其屈服强度和拉伸强度的
热处理工艺。
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
A ---断后伸长率,%;
a ---疲劳裂纹长度,单位为毫米(mm);
a0 ---拉伸试样的原始厚度,单位为毫米(mm);
b0 ---拉伸试样的原始宽度,单位为毫米(mm);
C ---爆破破口环向撕裂宽度,单位为毫米(mm);
Df ---弯曲试验的压头直径,单位为毫米(mm);
Di ---筒体公称内径,单位为毫米(mm);
Do ---筒体公称外径,单位为毫米(mm);
E ---弹性模量,单位为兆帕(MPa);
F ---设计应力系数(见5.2.2.3);
KIAPP ---施加的弹性应力强度,单位为兆帕二分之一次方米(MPa·m1/2);
L0 ---人工缺陷长度,单位为毫米(mm);
l0 ---拉伸试样的原始标距,单位为毫米(mm);
pb ---实测爆破压力,单位为兆帕(MPa);
ph ---水压试验压力,单位为兆帕(MPa);
pw ---公称工作压力,单位为兆帕(MPa);
py ---实测屈服压力,单位为兆帕(MPa);
R ---压扁试验的压头刃口半径,单位为毫米(mm);
Rc ---刀具切削半径,单位为毫米(mm);
Re ---瓶体材料热处理后的最小屈服强度保证值,单位为兆帕(MPa);
Rea ---实测屈服强度,单位为兆帕(MPa);
ReSLC ---在室温条件下,从试验铝瓶中制备的代表SLC试样部位的两件试样屈服应力的平均
值,单位为兆帕(MPa);
Rg ---瓶体材料热处理后的最小抗拉强度保证值,单位为兆帕(MPa);
Rm ---实测抗拉强度,单位为兆帕(MPa);
r ---瓶底内转角半径,单位为毫米(mm);
rc ---刀尖顶角半径,单位为毫米(mm);
r1 ---瓶底内形半径,单位为毫米(mm);
S ---筒体设计壁厚,单位为毫米(mm);
Sa ---筒体实测壁厚,单位为毫米(mm);
Sa0 ---筒体实测平均壁厚,单位为毫米(mm);
SLC ---恒载荷裂纹;
S0 ---拉伸试样的原始横截面积,单位为平方毫米(mm2);
S1 ---瓶底中心厚度,单位为毫米(mm);
T ---压扁试验的压头间距,单位为毫米(mm);
V ---公称容积,单位为升(L);
V1 ---裂纹开口位移(CMOD),单位为毫米(mm),指由弹性和塑料变形引起裂纹位移的模式
1(也叫开口模式)的组成部分,在单位载荷弹性位移最大的裂纹面测得。
4 型式和参数
4.1 型式
铝瓶瓶体典型结构一般应符合图1所示的型式。
5.2.5 底座设计
铝瓶设计带有底座结构时,应保证底座具有足够的强度,且底座材料应与瓶体材料相容。底座形状
应为圆筒状并能保证铝瓶的直立稳定性。底座与瓶体的连接不应使用焊接方法,其结构不应造成积水。
5.2.6 颈圈设计
铝瓶设计带有颈圈时,应保证颈圈具有足够的强度,且颈圈材料应与瓶体材料相容。颈圈与瓶体的
连接不应使用焊接方法。颈圈的轴向拉脱力应不小于10倍的空瓶重且不小于1000N,抗转动扭矩应
不 小于100N·m。
5.3 制造
5.3.1 一般要求
铝瓶制造应符合产品设计图样及相关技术文件的要求。
5.3.2 筒体
5.3.2.1 瓶体以铸锭、挤压棒材为原材料,采用冷挤压或热挤压,或挤压后冷拉深等工艺制成。
5.3.2.2 瓶体以管材为原材料,采用旋压等工艺制成。
5.3.2.3 瓶体以板材为原材料,采用冲压拉深、旋压等工艺制成。
5.3.3 端部
5.3.3.1 肩部可用模压或旋压收口工艺成形。
5.3.3.2 瓶口和瓶肩过渡部位表面应光滑,表面不应有突变或明显皱折。
5.3.3.3 端部在成形过程中加热要均匀,确保材料无过烧组织。
5.3.3.4 不应进行焊接处理。
5.3.4 组批
制造应按批管理,每批数量不大于200只加上破坏性试验用瓶数。
5.3.5 热处理
5.3.5.1 铝瓶瓶体应进行整体热处理,热处理按评定合格的固溶和人工时效热处理工艺执行。
5.3.5.2 铝瓶瓶体进行固溶、人工时效热处理时,温度和时间允许偏差应符合表3的规定。
表3 铝瓶瓶体热处理温度和时间允许偏差
5.3.6 瓶口螺纹
瓶口螺纹的牙型、尺寸和公差,锥螺纹应符合GB/T 8335,普通螺纹应符合GB/T 192、GB/T 196、
GB/T 197或相关标准的规定。
5.3.7 水压试验
铝瓶瓶体应逐只进行水压试验,水压试验后应进行内表面干燥处理,不应有残留水渍。
5.3.8 附件
5.3.8.1 根据充装气体性质选装相应的瓶阀,按规定扭矩(见附录C)装配瓶阀。
5.3.8.2 铝瓶需要配装护罩出厂时,护罩可用金属或树脂材料制成,并能够保证足够的强度。
6 试验方法和合格指标
6.1 壁厚和制造公差
6.1.1 试验方法
6.1.1.1 瓶体壁厚采用超声波测厚仪或专用测量工具进行检测。
6.1.1.2 瓶体制造公差采用标准的或专用的量具、样板进行检验,检验项目包括筒体的平均外径、圆度、
垂直度和直线度。
6.1.2 合格指标
6.1.2.1 瓶体任意一点的壁厚应不小于设计壁厚。
6.1.2.2 筒体圆度,在同一截面上应不超过该截面平均外径的2%。
6.1.2.3 筒体直线度,应不超过筒体长度的0.3%。
6.1.2.4 筒体平均外径不超过公称外径的±1%。
6.1.2.5 瓶体的垂直度应不超过筒体长度的1%。
6.2 内、外表面
6.2.1 试验方法
目测检查。表面检查应有足够的光照,内表面可借助于内窥镜或适当的工具进行检查。
6.2.2 合格指标
6.2.2.1 瓶体内、外表面应光滑圆整,不应有肉眼可见的凹坑、凹陷、裂纹、鼓包、皱折、夹层等影响强度
的缺陷。内、外观缺陷可按附录E进行评定。
6.2.2.2 铝瓶端部与筒体应圆滑过渡,肩部不应有沟痕存在。
6.3 瓶口螺纹
6.3.1 试验方法
目测和用量规检查。量规应符合GB/T 8336、GB/T 3934或相关标准的规定。
6.3.2 合格指标
6.3.2.1 螺纹的牙型、尺寸及公差,应符合GB/T 8335或相关标准的规定。
6.3.2.2 螺纹的有效螺纹数应符合设计要求。
通过试验。
6.10.3.2.2 如果压力循环试验过程中,裂纹扩展偏离径向,可重新取2只铝瓶进行试验,如果其中任意
1只铝瓶不合格,则铝瓶未通过试验。
6.10.3.2.3 直径和压力不大于已通过试验的铝瓶,可不进行此项试验。
6.10.4 加压泄漏
6.10.4.1 试验方法
按6.6.1进行加压泄漏试验,加压时间不少于1min至2/3ph×(Sa/S),保压10s,继续升压至
泄漏。
6.10.4.2 合格指标
6.10.4.2.1 测量的泄漏缺陷总长度不超过1.1L0,则铝瓶通过试验。
6.10.4.2.2 如果铝瓶泄漏,且泄漏压力小于2/3ph×(Sa/S),则重新选取2只铝瓶加工一条小于上述
试验深度的缺陷,再进行试验,试验结果均符合6.10.4.2.1的规定,则铝瓶通过试验。
6.10.4.2.3 如果铝瓶爆破,且爆破压力大于2/3ph×(Sa/S),则重新选取2只铝瓶加工一条大于上述
试验深度的缺陷,再进行试验,试验结果均符合6.10.4.2.1的规定,则铝瓶通过试验。
6.11 颈圈装配试验
6.11.1 试验方法
6.11.1.1 以10倍气瓶的空瓶重量且不小于1000N的拉力,对颈圈进行轴向拉脱试验。
6.11.1.2 对颈圈施加100N·m的扭矩进行旋转试验。
6.11.2 合格指标
在进行轴向拉脱试验时颈圈不脱落,在施加扭矩进行旋转试验时颈圈不松动。
7 检验规则
7.1 出厂检验
7.1.1 逐只检验
铝瓶应按表5规定的项目进行逐只检验。
7.1.2 批量检验
7.1.2.1 铝瓶应按表5规定的项目进行批量检验。
7.1.2.2 每批铝瓶中应随机抽取至少1只铝瓶,进行拉伸试验、金相试验、弯曲试验或压扁试验。
7.1.2.3 每批铝瓶中应随机抽取1只铝瓶进行水压爆破试验。
7.1.3 复验规则
如果试验结果不合格,按下列规定进行处理:
a) 如果试验结果不合格是因设备异常或测量误差造成,则重新试验,如可能应在同一只铝瓶上进
行二次抽样试验,如第二次试验合格,第一次试验可忽略;
A.1.3 腐蚀前表面的准备
A.1.3.1 试剂
A.1.3.1.1 硝酸HNO3 分析纯,浓度1.33g/mL。
A.1.3.1.2 氢氟酸HF分析纯,浓度1.14g/mL。
A.1.3.1.3 去离子水或蒸馏水。
A.1.3.2 方法
将下列溶液放入烧杯里,加热至95℃:
---HNO3(A.1.3.1.1):63mL;
---HF(A.1.3.1.2):6mL;
---H2O(A.1.3.1.3):931mL。
将试样吊挂在铝或其他惰性材料的金属丝上,在上述溶液中浸泡1min。用流动的水冲洗,再用去
离子水或蒸馏水冲洗(A.1.3.1.3)。
在室温下再将试样浸入硝酸溶液1min,以去除可能生成的铜的沉淀物,再用去离子水或蒸馏水
冲洗。
在上述准备工作完成后,为防止试样氧化,应立即将它们浸入下述腐蚀溶液中。
A.1.4 试验过程
A.1.4.1 腐蚀溶液
溶液由57g/L氯化钠和3g/L过氧化氢组成。
A.1.4.2 腐蚀溶液的准备
A.1.4.2.1 试剂
A.1.4.2.1.1 氯化钠NaCl晶体,分析纯。
A.1.4.2.1.2 过氧化氢H2O2,(100~110)体积。
A.1.4.2.1.3 高锰酸钾KMnO4,分析纯。
A.1.4.2.1.4 硫酸H2SO4,分析纯,浓度1.83g/mL。
A.1.4.2.1.5 去离子水或蒸馏水。
A.1.4.2.2 过氧化氢的标定
由于过氧化氢不太稳定,在使用前应先做滴定度的标定。用吸管取10mL过氧化氢(A.1.4.2.1.2),
放在一个带有刻度的细颈瓶中,用去离子水或蒸馏水将其稀释到1000mL,由此所得到的过氧化氢溶
液称为C。用吸管将下列溶液放入三角杯中:10mL过氧化氢溶液C;约2mL硫酸(A.1.4.2.1.4)溶液。
用浓度1.859g/L高锰酸钾溶液(A.1.4.2.1.3)滴定,高锰酸钾起指示剂的作用。
A.1.4.2.3 滴定说明
在硫酸溶液中,高锰酸钾与过氧化氢的化学反应式为:
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2
由上述反应式可得,316gKMnO4 需170gH2O2 进行反应。
因此,1g纯过氧化氢与1.859g高锰酸钾作用,即1.859g/L高锰酸钾溶液(饱和的)需用相等体积
的1g/L的过氧化氢溶液进行反应。由于使用的过氧化氢在滴定过程中稀释了100倍,所以10mL试
剂仅代表0.1mL初始过氧化氢。
由滴定用的高锰酸钾毫升数乘以10,即可求得初始过氧化氢的滴定度T(g/L)。
A.1.4.2.4 腐蚀溶液的配制
配制10L溶液的方法:在去离子水或蒸馏水(A.1.4.2.1.5)中溶解570g氯化钠(A.1.4.2.1.1)得到
总体积大约9L的溶液,再加入所需过氧化氢的用量,混合并加入去离子水或蒸馏水至10L。加入溶
液中的过氧化氢体积用量按式(A.1)计算:
V=(1000×30)/T (A.1)
式中:
V ---过氧化氢体积用量,单位为毫升(mL);
30 ---10L腐蚀溶液中,过氧化氢的用量;
T ---过氧化氢滴定度,即每升腐蚀溶液过氧化氢的含量。
A.1.4.3 腐蚀过程
A.1.4.3.1 将腐......
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