GB/T 40073-2021.External pressure strength test procedure for metal pressure hull of submersibles.
1范围
GB/T 40073规定了潜水器金属耐压壳(含耐压壳附件)进行外压强度试验的试验目的、试验条件、试验内容和方法以及试验报告。
GB/T 40073适用于潜水器金属耐压壳(含耐压壳附件)的短期静水外压试验。其他水下装置及其承压设备的外压强度试验也可参照本标准执行。
注:矩期静水外压试验为不考虑惯性作用和加速度影响.试验介质为水且试验时间较矩的外压试验。
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 150.1-2011压力容器第 1部分:通用要求.
GB/T 150.4-2011压力容器第4部分:制造、检验和验收
GB/T 13407潜水器与水下装置术语
潜水系统与潜水器人级与建造规范(中国船级社2013)
3术语和定义
GB/T 150.1-2011.GB/T 13407和《潜水系统与潜水器人级与建造规范》界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
潜水器 submersible
各种水下运行器具的总称。
注:潜水器包括载人潜水器和无人潜水器,载人潜水器为携带乘员的潜水器,通常包括作业型载人潜水器、深潜救生艇、水下游览船、潜水钟.救生钟、单人常压潜水服和双功能潜水器等;无人潜水器为不携带乘员的潜水器,通常包括遥控潜水器、自主式潜水器、水下滑翔器和拖航潜水器等。
3.2
金属耐压壳 pressure hull
潜水器上可以承受外部海水或淡水压力的金属壳体,为乘员或仪器设备等提供一个常压、密封空间。

1CS 47.020.10
中华人民共和国国家标准
GB/T400732021
潜水器金属耐压壳外压强度试验方法External pressure strength test procedure for metal pressure hull of submersibles2021-04-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-11-01实施
GB/T 40073—2021
规范性引用文件
3术语和定义
试验目的
5试验条件
金属耐压壳(含耐压壳附件)的要求材料
文件资料
试验设备和仪器仪表
试验介质
试验环境
试验压力
6试验内容和方法
试验前准备
外压强度试验
试验中断与故障处理
7试验结果的分析与评定
试验结论…
7.2应变值判断
7.3成力值计算
7.1试验结果评定
8试验报告
附录A（规范性附录）潜水器最人工作压力的计算附录B（规范性附录）试验记录表次
附录C（规范性附录）应变片电阻值、绝缘电阻值检查记录表-rrKaeerKa-
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准由全国浩水器标准化技术委员会（SAC/TC306)提出并归口。本标准起草单位：中国船舶重工集团公司第七二研究所。本标准主要起草人：沈允生、黄进浩、姜心胤、胡震、刘涛、喻太君、姜需、何再明rrKaeerkAca
GB/T40073—2021
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1范围
潜水器金属耐压壳外压强度试验方法GB/T40073—2021
本标准规定广潜水器金属耐压壳（含耐压壳附件）进行外压强度试验的试验日的、试验条件、试验内容和方法以及试验报告。
本标准活用士潜水器金属耐压壳（含耐压壳附件）的短期艳水外压试验。其他水下装置及其年压设备的外压强度试验也可参照本标准执行，注：短期静水外压试验为不考虑惯性作用和加速度影响、试验介质为水口试验时间较短的外压试验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Ⅱ期的引用文件，仅注Ⅱ期的版本适用于本文件。凡是不注山期的引用文件.其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150.12011压力容器第1部分：通用要求GB/T150.42011压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T13407潜水器与水下装置术语潜水系统与潜水器入级与建造规范（中国船级社2013)3术语和定义
GB/T150.12011,GB/T13407和≤潜水系统与潜水器人级与建造规范》界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
潜水器submersible
各种水下运行器具的总称。
注：潜水器包括载人潜水器利无人潜水器，载人潜水器为携带乘员的潜水器.通常包括作业型载人潜水器、深潜救牛艇、水下游览船、潜水钟救牛钟、单人常压潜水服和双功能潜水器等；无人潜水器为不携带来员的潜水器通常包括遥控济水器、白主式济水器、水下滑期器和拖航游水器等，3.2
金属耐压壳
pressure hul
潜水器「可以承受外部海水或淡水压力的金属壳体，为乘员或仪器设各等提供二个常压、密封空间。
耐压壳附件pressurehullaccessory安装在金属耐压壳开孔处的结构件或设备注：如电气贯穿件、舱11盖、观察窗等。3.4
exiernal pressurestrengthlest外压强度试验
通过对金属耐压壳（含耐压壳附件)施加外部压力，测定具承受力且不发生破坏环所进行的试验：1
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GB/T40073—2021
超差outor tolerance
实际测量值超出设计充许值。
最大工作深度maximumworkingdepth潜水器能安全使用的最天作业或航行深度注：单位为米(m)。
最大工作压力maximumworkingpressure相刘对丁最大工作深度时的水压力。注：单位为兆帕(MPa)。
4试验目的
潜水器金属耐压壳（含耐压壳附件)外压强度试验的目的是通过密封性、应变和变形或位移等检测试验，验证落水器金属耐压壳（含耐压壳附件）的设计可靠性和建造质量：试验包括但不限是丁以下内容：
检测潜水器金属耐压壳（含耐压壳附件)的密封性a）
b）测量潜水器金属耐压壳(含耐压壳附件)的应变；测量潜水器金属耐压壳(含耐压壳附件)的变形或位移，5试验条件
金属耐压壳（含耐压壳附件）的要求5.1
5.1.1金属耐压壳（含耐压壳附件）应在完成焊接、热处理（如有）和装配等工序后，并按相关质量检验要求，验收合格后方川迹行外压强度试验。5.1.2耐压壳附件可以承受的压力不应低于潜水器最人工作压力.且应能确保金属耐压壳开孔处的密。
5.1.3需要时应提供以下质量证明文件：a）金属耐压壳（含耐压壳附件)的结构材料材质证明文件及复验证明记录；b）金属耐压壳（含耐压壳附件)的外形检测记录和壁厚检测记录；金属耐压壳(含耐压壳附件)的焊缝无损检测及返修记录；d）金属耐压壳（含耐压壳附件)的超差测量记录及超差强处理记录；耐压壳附件的压力试验合格证明。e
5.2材料
需要时，应提供金属耐压壳(含耐压壳附件)的材料力学性能数和曲线，如弹性模量E、泊松比μ、抗拉强度Rm、屈服强度R和材料的拉伸/压缩曲线等5.3文件资料
试验前，试验委托方成编与试验大纲，其内容成包括金属耐压壳（含耐压壳附件)参数、试验要求、试验内容战验程序、诚验结果处现方法和试验报告内容要求等，2
-rrKaeerKca-
5.4试验设备和仪器仪表
GB/T 40073—2021
5.4.1试验设各（如压力坏境模拟装置、加载系统和测试系统等）应满足试验要求，几处于良好工作状态，具备为金属耐压壳（含耐压壳附件）提供外压独度试验的条件5.4.2试验所用的测量仪器、仪表应经过计量检定合格·并在有效期内。测试前后仪器、仪表应进行校验，并在待试期闻保持定常状态5.4.3试验所用的测量仪器、仪表应根据测试项的要求及有关操作规程，安装在合适的位置.并注意防潮·防止在试验过程中因外界环境等因素影响测试结果，5.4.4测量试验压力时，应使用两个量程和精度相同的压力表，也可用压力传感器代替其巾个压力表。压力表的量程和精度应符合（G3/T150.1一2011中11.2见定的要求。压力传感器的量程与压力表的量程要求一致，精度不应低于压力表的精度。5.4.5测量位移变形时.可采用电测位移传感器或百分表.位移传感器的量程应不小于测量范围的2倍，在30mm以内精度不应小于0.01mm。5.4.6试验时，供电电压及电压偏差成满足试验设各及仪器仪表止常工作的电压输入要求。5.5试验介质
试验介质为水。
5.6试验环境
试验环境要求如下：
a）试验介质温度为室温，即10℃～30℃；对丁安装有有机玻璃观察窗的金属耐压壳，其试验介质的温度应与有机玻璃观察窗的设计温度相同，温度允许误差和延续时问符合《潜水系统与潜水器人级与建造规范》5.4.1.3的要求：b）大气压：84kPa~106kPa；
相对湿度要求：30%-95%。
5.7试验压力
试验压力按如下原则确立：
a）最大上作深度不大丁6000m的潜水器，其金属耐压壳（含耐压壳附件)试验压力取1.25倍的潜水器最大工作压力。
b）最大工作深度人于6000m的潜水器，其金属耐压壳（含耐压壳附件)试验压力取1.1倍~1.25倍的潜水器最大工作压力，设计金属耐压壳（含耐压壳附件)时，如安全系数和材料的许用应力按照《潜水系统与潜水器人级与建造规范》选取，其试验压力应取1.25倍的潜水器最大工作压力，如末按照“潜水系统与潜水器人级与建造规范》选取安全系数和材料的许用应力或所选用材料不在《潜水系统与辫水器人级与建造规范》规定范围内，其试验压力白行确定，但不应低于1.1倍的游水器最大工作压力。潜水器最大工作压力按附录A迹行计算。6试验内容和方法
6.1试验前准备
6.1.1试验前，应检查金属耐压壳（含耐压壳附件）的完整性，检查内容包括金属耐压壳及其川强结构电气贯穿件和辅助工装设备或部件等。用作载人舱的金属耐压壳还应检查舱口盖及舱口盖启闭机构和3
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GB/T40073—2021
观繁窗等内容。各连接部位的紧固件成装配齐全·并紧固要当：为进行外压试验而装配的临时受压元件，应采取适当的措施·保证其安全性。6.1.2试验前，应对金属耐压壳（含耐压壳附件)进行外观检测，要求外观完好，表面应无影响承载能力的划痕、坑等缺陷。如存在缺陷,应重新评估能否逊行外压强度试验。6.1.3如条件许可，试验前可在金属耐压壳泄漏后易些烂水的位置安装具有漏水报警功能的传感器6.1.4试验前密封性检测要求如下：a）试验前，应对金属耐压壳（含耐压壳附件）进行密封性检测.金属耐压壳（含耐压壳附件）不应发生泄漏，可采用静水外压密封性试验或气密性试验进行检测：密封性检测合格后，方可进行外压强度试验。bzxZ.net
b）静水外压密封性试验，检测压力宜不小于0.3MPa：宜个易产生渗漏区域做好标记，如涂抹白粉等.以使确定其体渗漏位置，通过日视观察金属耐压壳（含耐压壳附件）或检查谢水报警数据判断金属耐压壳（含耐压壳附件)是香产牛泄漏，c）气密性试验检测,试验介质为空气,其试验压力最设计压力如金属耐压壳内部为常压，则试验压力宜不大于0.1MPa,保压时问不少于0.5h.应足够对所有焊接接头和连接部位行渗漏检查，可通过肥皂水等起泡剂或浸水检测是否存在渗漏。采用起泡剂检测，面应无气泡心生；浸水检测.水而成无气泡产生。d）若金属耐压壳（含耐压壳附件)无法进行整休密封性检测，可采用辅助试验工装对金属耐压壳开孔位置的密封性进行检测，试验介质为水。试验时，通过辅助试验工装在开孔位置局部区域建立一个可承受内压的密闭空腔，对密闭空腔注水，加压，试验压力宜不小丁0.3MPa，保压时间不小于15min，开孔位置不应发生泄漏.e）如发牛泄溯，修复后重新进行密封性试验，直至合格6.2外压强度试验
6.2.1一般要求
外压强度试验至少成进行两次卸载试验：试验时，如试验委托方要求，成进行成变测量和位移或变形测量，如无需进行应变测量和变形或位移测量，试验加卸载步骤按照应变测量试验时的试验步执行。
试验时,在压力保持过程中金属耐压壳(含耐压壳附件)不应产生端变等水久变形。6.2.2加卸载要求
试验载速度不应小于潜水器设计下潜速度.卸载速度不成小于潜水器设计上浮速度。安装有有机破璃观察窗的金属耐压壳，卸载速度不应人于A.5MPa/min，试验时，接附录B中的表B.1记录试验加卸载各阶段压力起始和终止时的压力值和时间。6.2.3应变测量
6.2.3.1一般要求
根据试验月的，确定应变测量部位，对应变片进行统一编号，编制金属耐压壳（含耐压壳附件)应变片测点布置方案：
6.2.3.2应变测量部位
金属耐压壳（含耐压壳附件）应变测量部位由试验委托方根据设计结果确定.亢包含以下部位：a）典型部位，即壳体典型截而「的壳板和加强肋骨处；-riKacerKAca-
b）开孔加强区与壳体连接部位：GB/T40073—2021
局部结构应力集中部位，如电气贯穿件开孔位置等，可根据有限元计算结果确定；建造工艺因素影响强度的部位，如焊缝位置：d)
工艺缺陷部位，如外形超差、壁厚超差、强制装配、多次补处等；e）
焊接在壳体上、用丁连接固定的构件处；f）
其他试验委托方认为需要测量的部位g）
6.2.3.3应变片粘贴要求
应变片粘贴时，按照以下要求逊行：a）应变片贴片部位应逝行打磨，白接受水压的结构衣面，每一个测点打磨面积一般不小丁50mm×50mm（补偿变要求相同），不受水压的结构表而测点打磨而积不小30mm×30mm（补偿应变片要求相同），打蘑后表面粗糙度Ra不应人于3.2um.应采用贴片胶水粘贴应变片。在应变片粘贴至少24h片，对粘贴质量进行检查：应变片的粘贴位置与划线方向无明显偏离，应变片无翘曲，无脱胶，且与壳体表面之问1
气泡；
2）应变片的电阻侦在出厂标称值士0.5α范围内，测量数侦记入附录C的表C.1中；应变片的绝缘电阻值不应低于100MQ,测量数值记人表（.1中，3）
b）应变片粘贴质量符合要求后，按各白编号与连接导线焊接，检查电阻值与绝缘电阻值，测量数值记人衣C.1中，合格条件按a)中2)和3，其中电阻值应附加导线电阻值：所有应变片的连接导线应为同一规格，
c）用硫化硅橡胶或其他密胶逐层过盖应变片和成变片与导线的焊接点，应确保全部覆盖，对接受水压的表而测点覆盖而积不小于30mm0mm.对非直接受水压的表而测点覆盖而积不小于20mm×20mm，胶层中避免有气泡，涂层要均勾过渡到壳体表面，待密封胶固化后检查应变片和连接导线的总电阳值和总绝缘电阳值，测量数值记人表（.1中，总绝缘电阳值分格条件按a)中3）。
第一次加卸载（即预压试验）
第一次加卸载接照以下要求进行：预压试验压力不应大丁潜水器最大工作压力，取最大工作压力的80%。a
b）为了确保试验的顺利逊行，采用分阶段逐步加卸载的程序。试验时先缓慢加载至最大工作压力的10%，保压5min.确认无泄漏后按最大下作压力的10%或试验委托方要求逐级加载至最人工作压力的%，如若无异常现象，继续逐级加载直到顶压证试验压力，保压10mm后，缓慢卸载至零或初始压力值。在每阶段加卸载压力下采集并记录应变值，预压试验儿异常·方可行下一阶段的外压试验。c）
6.2.3.5第二次加卸载
第二次加卸载按照以下要求进行：a）为了确保试验的顺利进行，采用分阶段逐级加卸载的程序。b）试验时先缓慢加载至最大工作压力的10%，保压5min.确认无泄漏后按最大工作压力的10%或试验委托方要求逐级加载至最大工作压力的50为，确认无异常现象后，按上述要求逐级加压，川载至每阶段压力.待压力稳定（保压时间不宜小于1min）后.采集并记录应变值：继续加载至试验压力后停止加压.至少保压30min，保压后每隔5min或按诚验委托方规定的时间采集并记录应变值。
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GB/T 40073—2021
保压完成后，按最大工作压力的10%或试验委托方要求，分阶段逐级缓慢卸载，卸载至每阶段压力：待压力稳定（保压时间不小于1min）后，采集并记录应变值：卸载截至最人工作压力后开始保压，保压时间由试验委托方确定，保压时间亢与潜水器水下工作时闻相等，如潜水器水下工作时间过长，可适当减少，们不应小于2h。保压后每隔30min或按试验委托方规定的时问采集并记录应变值：
d）保压完成后，按最大工作压力的10或试验委托方要求，分阶段逐级缓慢卸载，卸载至每阶段压力，待压力稳定后，采集并记录应变值，然后继续卸载至零或初始压力值。保压过程巾，金属耐压壳(含耐压壳附件)不应产生蝶变等永久变形。e）
保压过程巾，压力环境模拟装置的压力应无明显变化，成在装置允许的压力波动范围内。6.2.4变形或位移测量
6.2.4.1变形或位移测量内容
变形或位移测量包括但不限定于以下内容：a）：金属耐压壳（含耐压壳附件）受压时最大变形量：h）若采用锥而观察窗-测量观察窗受压时的轴向位移量，6.2.4.2测量记录要求
变形数据和位移数据应川记录，如条件许叫，应能通过水密电缆实时输出到舱外记录仪上。6.2.4.3球壳的变形测量
在占径方间·宜采用一个带有位移传感器的测量杆，测量受压时球壳的变形量，如图1所示。说明：
球壳?
测量杆
位移传感器。
图1球壳变形测量示意图
6.2.4.4圆柱壳的变形测量
在壳板和的骨位置的径回方向，宜分别采用带有位移传感器的测量杆，测量受压时圆样壳的变形6
-rKaeerkca-
量，如图2所示：根掘圆柱壳的长度，可适当增加测量点的数量，?
说明：
圆社壳；
肋骨+
测虽杆：
位移传感器。
图2圆柱壳变形测量示意图
5圆锥壳的变形测量
GB/T 40073—2021
壳板和肋骨位置的径向方向，宜分别采用带有位移传感器的测量杆，测量受压时圆锥壳的变形量，壳板和肋骨的测量点均不应少于两个、如图3所示。-rrKaeerkca-
GB/T40073—2021
说明：
圆锥壳：
肋骨?
测量杆：
位移传感器。
6.2.4.6观察窗位移测量
图3圆锥壳变形测量示意图
在观察窗的内部安装一个位移传感器，位移传感器的滑杆测头应垂直接触观察窗的内表面，且应预留位移传感器浒杆移动的空间，不应因接触或偏斜等导致位移传感器滑杆的移动受限。6.3试验中断与故障处理
6.3.1试验暂停
在试验对程中如出现下列洗之时，成立即暂停试验，关闭阀门保持压力，排查故障.恢复止常上作状态后，方川继续试验或卸载后重新并始试验：a）停电：
h）停水：
测量用仪器、仪表等故障；
d）某种外界十扰使检测数据出现异常。6.3.2试验终止
在试验过程巾如出现下列情况之时，成立即卸载，终止试验，卸载后成对试验设备、金属耐压壳（含耐压壳附件）测量用仪器仪表设备和应变片等上作状态和安装状态行检查，分析原因、恢复正常后，方可重新进行试验：
a）试验过程中金属耐压壳（含耐压壳附件)或试验设备发生严重泄漏.不能保持其压力：8
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