本文件规定了高压氢气瓶塑料内胆氢气相容性试验的通用要求、试验条件、试验方法和试验报告。本文件适用于贮存介质为氢气、工作温度不低于-40 ℃且不高于85 ℃的高压氢气瓶用塑料内胆和氢气的相容性试验。

ICS23.020.30
CCS J74
中华人民共和国国家标准國
GB/T42610—2023
高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验方法
Test method for evaluating hydrogen compatibility of plastic liner ofhigh pressure gaseous hydrogen cylinders(ISO 11114-5:2022, Gas cylinders—Compatibility of cylinder and valvematerials with gas contentsPart 5: Test methods for evaluating plastic, NEQ)2023-05-23发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-06-01实施
GB/T42610—2023
规范性引用文件
术语、定义和符号.
通用要求
试验条件
试验方法
试验报告
附录A（资料性）
氢气渗透试验装置主体基本结构·次
GB/T42610—2023
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
本文件参考IS011114-5：2022《气瓶：气瓶和阀门材料与气体的相容性第5部分：评估塑料内胆的试验方法》起草，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：浙江大学、国家市场监督管理总局特种设备安全监察局、中国特种设备检测研究院、大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司、北京海德利森科技有限公司、合肥通用机械研究院有限公司、东海实验室、浙江省特种设备科学研究院、北京天海工业有限公司、中材科技（苏州)有限公司、山东奥扬新能源科技股份有限公司、中集安瑞科控股有限公司、佛山市南海区华南氢安全促进中心、上海市特种设备监督检验技术研究院。本文件主要起草人：郑津洋、彭文珠、胡军、常彦衍、黄强华、薄柯、刘岩、张保国、韩武林、李逸凡、范志超、郭伟灿、韩冰、施建峰、杨明高、石凤文、姜将、白江坤、杨葆英、袁奕雯1范围
高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验方法
GB/T42610—2023
本文件规定了高压氢气瓶塑料内胆氢气相容性试验的通用要求、试验条件、试验方法和试验报告本文件适用于贮存介质为氢气、工作温度不低于一10℃且不高于85℃的高压氢气瓶用塑料内胆和氢气的相容性试验。
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/T1033.1
GB/T1040.1
GB/T1040.2
GB/T5163
的测定
GB/T5330.1
部分：通则
GB/T5832.1
GB/T5832.2
GB/T6285
GB/T13005
GB/T28726
GB/T29729
塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法塑料拉伸性能的测定第1部分：总则塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件烧结金属材料（不包括硬质合金）可渗透性烧结金属材料密度、含油率和开孔率工业用金属丝筛网和金属丝编制网网孔尺寸与金属丝直径组合选择指南第1
气体分析微量水分的测定第1部分：电解法气体分析微量水分的测定第2部分：露点法气体中微量氧的测定电化学法
气瓶术语
气体分析氨离子化气相色谱法
氢系统安全的基本要求
GB/T34542.1
GB/T37244
氢气储存输送系统第1部分：通用要求质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气3术语、定义和符号
3.1术语和定义
GB/T13005界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1.1
塑料内胆
plasticliner
外部缠绕碳纤维增强层，用于密封气体、按不承受压力载荷进行设计的内层塑料壳体3.1.2
Eseamlessplasticliner
无缝塑料内胆
采用一体成型、没有拼接焊缝的塑料内胆。GB/T42610—2023
焊接塑料内胆
weldedplasticliner
含有拼接焊缝的塑料内胆。
鼓泡blister
聚合物中形貌如同气泡的局部缺陷3.1.5
公称工作压力
nominal working pressure
高压氢气瓶在基准温度（15℃）下的限定充装压力。2符号
下列符号适用于本文件。
圆片试样厚度，m；
气瓶公称工作压力，MPa；
材料的气体渗透系数，mol·m/（m2·s·Pa）；渗透试验时试样曝露于氢气的表面积，m\；渗透试验时试样高压侧与低压侧的压力差，Pa；稳定渗透时气体的传输速率，mol/s。4通用要求
高压氢气瓶塑料内胆氢气相容性试验包括塑料内胆材料试验和气瓶内胆试验。塑料内胆材料试4.1
验包括氢气渗透试验、物理性能试验、拉伸性能试验、氢气循环试验和氢气老化试验，气瓶内胆试验包括极限温度渗透试验、内胆屈曲和鼓泡试验。试验流程如图1所示。4.2氢气相容性试验装置应按照GB/T29729和GB/T34542.1进行总体设计、安装调试和使用管理。4.3
氢气相容性试验装置中不应存在能与被测样品相互作用或会污染测试氢气环境的杂质成分5试验条件
5.1气体
5.1.1氢气：应满足GB/T37244的要求。5.1.2氮气或惰性气体：纯度≥99.999%。5.2置换
5.2.1试验前，应用氮气或惰性气体置换试验系统和供氢管路系统，再用氢气置换。通人氢气前，应检测试验系统内氧气的体积分数，其值应小于或等于1%。置换结束时，试验系统内氧气的体积分数应小于或等于1×10-6，水的体积分数应小于或等于5×10-6。5.2.2氧气含量应按GB/T28726或GB/T6285的规定检测，水含量应按GB/T5832.1或GB/T5832.2的规定检测。
5.2.3试验用氢气、置换气体和置换程序分别符合5.1.1、5.1.2和5.2.1的规定，且试验系统内氧气和水的含量在连续3次测试中均满足5.2.1的要求时，6个月内不需要检测试验系统内的氧气和水含量。2
母材：12个
氢气渗透试验
氢气渗透试验
试验方法
母材：3个
物理性能试验
塑料内胆材料试验
高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验试样
材：9个×2组
每道焊接接头：9个×2组
每道合模线：3个×2组
第一组
拉伸性能试验
第二组
氢气循环试验
物理性能试验
材料性能变化评估
不合格
第二组
拉伸性能试验
不合格
材：6个
每道焊接接头：6个
每道合模线：2个
氢气老化试验
不合格
图1高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验流程塑料内胆材料试验
一般要求Www.bzxZ.net
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气瓶内胆试验
气瓶（1个）
极限温度渗透
内胆屈曲和
鼓泡试验
无缝塑料内胆应进行母材试验，焊接塑料内胆应进行母材试验和焊接接头试验，香
不合格
不合格
母材试验应在同一内胆的两个环形截面处取样。在一个截面处沿环向每隔120°取1个氢气渗透试样和1个物理性能试样，在另一个截面处沿环向每隔120°取6个拉伸性能试样和2个氢气老化试样，如图2所示：
无缝塑料内胆：在筒体中部取样，截面间距应大于200mm；焊接塑料内胆：含有一道环向焊接接头时，在筒体两端与焊接接头之间的中间部位取样：含有两道环向焊接接头时，在筒体中部取样，截面间距应大于200mm。6.1.1.3对于焊接塑料内胆，在每道焊接接头处沿环向每隔120°取6个拉伸性能试样和2个氢气老化试样，对于含合模线的吹塑内胆，在每道合模线处取6个拉伸性能试样和2个氢气老化试样，取样部位如图2所示。取样时应确保焊缝或合模线位于试样中部。3
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氢气渗透试样
物理性能试样
气渗透试料
>200mm
无缝塑料内胆
力学性能试样
氢气老化试样
焊接接头9
力学性能试样
物理性能试栏
氢气老化试样
焊接塑料内胆（含有一道环向焊接接头）力学性能试样4
合模线
焊接接头B
>200 mm
氢气渗透试样
物理性能试样
力学性能试样
氢气老化试样
焊接塑料内胆（含有两道环向焊接接头）>200mm
力学性能试样
氢气老化试样
合模线
吹塑内胆（含有四道合模线）
氢气渗透试样物理性能试样
氢气渗透试样物理性能试样
焊接接头氢气渗透试样物理性能试样BB
合模线
合模线
氢气渗透试样物理性能试样
力学性能试样氢气老化试样
力学性能试样氢气老化试样
力学性能试样氢气老化试样
A-A,CC,DD
力学性能试样氢气老化试样
气老化试样
力学性能试样
A向,CC
图2塑料内胆材料试验取样位置
6.1.1.4试样表面不应存在褶皱、折痕、夹杂、孔隙及其他缺陷。6.1.1.5试样应在干燥环境中妥善保存。6.1.2氢气渗透试验
6.1.2.1取样
B向,D-D
6.1.2.1.1宜采用直径为（78土1)mm的圆片试样，试样与氢气接触区域的直径应大于或等于25mm，试样厚度取内胆厚度。
6.1.2.1.2同一内胆材料应准备12个氢气渗透试样，分三组，每组4个。GB/T42610—2023
6.1.2.1.3试验前应将试样放置在绝对压力为1000Pa～5000Pa、温度为65℃的真空干燥箱内，直至试样在24h内的质量损失小于0.1%。试验装置
氢气渗透试验装置主体基本结构参见附录A。6.1.2.2.1
6.1.2.2.2金属丝筛网的网孔尺寸应小于或等于0.15mm，筛分面积百分率应大于或等于35%，金属丝直径应按GB/T5330.1的规定选取。6.1.2.2.3烧结金属支撑件的开孔率应大于或等于10%。试验前应按GB/T5163的规定对烧结金属支撑件的开孔率进行标定
6.1.2.2.4每进行一次氢气渗透试验，宜更换密封圈。温度控制装置的控制精度应不低于士1℃，压力控制装置的控制精度应不低于试验压力的6.1.2.2.5
±1%。
试验程序
6.1.2.3.1
试验前应按5.2.1的规定置换试样高压侧腔体每组试样分别在以下温度和压力条件下进行氢气渗透试验：6.1.2.3.2
（55士1）℃，1.15倍气瓶公称工作压力；（15士1)℃，1.0倍气瓶公称工作压力；b）
（55土1）℃，0.1倍气瓶公称工作压力；c）
（15土1）℃，0.1倍气瓶公称工作压力6.1.2.3.3在规定的试验温度下，对试样高压侧加压至规定的试验压力，温度和高压侧压力稳定后，测量试样低压侧的氢气传输速率，在非稳态阶段至少每10min采样1次，在稳态阶段至少30min采样1次，直至在超过24h的时间内，氢气传输速率的最大偏差小于或等于土1%。记录低压侧氢气传输速率与时间关系曲线，如图3所示。6.1.2.3.4低压侧氢气传输速率测量方法包括但不限于：测量低压侧的氢气浓度变化；
测量低压侧的气体压力变化：
测量低压侧的气体体积变化；
采用其他等效方法
6.1.2.3.5试验结束后试样高压侧的泄压速率应不小于实际使用时气瓶最大放氢气速率的1.2倍6.1.2.3.6试验结束后应检查并记录试样表面是否存在鼓泡及其他缺陷，在试验前和试验结束18h后应分别测量并记录试样质量。
6.1.2.3.7每组试样应按图1的试验流程，分别在氢气循环试验前和氢气循环试验结束18h后进行氢气渗透试验
6.1.2.3.8按公式（1）计算氢气渗透系数：AQ.B
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(s/lo)/
6.1.3物理性能试验
6.1.3.1.1
6.1.3.1.2
非稳态阶段
稳态阶段
图3低压侧氢气传输速率与时间关系曲线时间/s
宜采用长度（40土0.2)mm、宽度（10土0.2）mm的长条形试样，试样厚度取内胆厚度。同一内胆材料至少应准备3个物理性能试样。试验装置
6.1.3.2.1
6.1.3.2.2
1 mg。
密度测量仪器和浸渍液应符合GB/T1033.1中A法的相关规定。样品的质量为1g～5g，测量值应精确到0.1mg；样品的质量大于5g，测量值应精确到试验程序
6.1.3.3.1
按以下步骤测量样品质量、密度和体积：使用数码相机记录试样的外观图像；使用分析天平测量样品的干质量；使用分析天平称量浸渍容器及浸渍液的总质量，并单独称量悬挂导线及沉降块的质量；将试样浸没于浸渍液中，除去试样表面的气泡并称重，试样不应与浸渍容器壁接触；对取出的试样进行表面干燥处理；根据GB/T1033.1的规定计算样品密度和体积，6.1.3.3.2
6.1.3.3.3
使用工具显微镜或其他适合的测量仪器测量试样的尺寸。分别在氢气循环试验开始前、试验结束1h内、试验结束21h后及试验结束48h后测量试样的尺寸、体积、质量和密度，并记录试样的表观图像计算氢气循环试验前后试样的体积变化率、质量变化率和密度变化率，6.1.3.3.4
6.1.4拉伸性能试验
6.1.4.1取样
6.1.4.1.1
试样应采用GB/T1040.2中规定的B型试样，试样厚度取内胆厚度。6.1.4.1.2
同一内胆材料应准备18个母材试样，分两组，每组9个。对于焊接塑料内胆，在每道焊接接GB/T42610—2023
头处取18个试样，分两组，每组9个；对于含合模线的吹塑内胆，在每道合模线处取6个试样，分两组，每组3个。
6.1.4.2试验装置
试验装置应符合GB/T1040.1、GB/T1040.2以及相关标准的规定。6.1.4.3试验程序
塑料内胆材料的拉伸性能试验应符合GB/T1040.1、GB/T1040.2以及相关标准的规定。试验应按以下步骤进行：
进行氢气循环试验前，第一组试样在（23士2)℃、（一50士2）℃和（90士2）℃下进行拉伸试验，记a）
录拉伸曲线；
使用第二组试样完成氢气循环试验，氢气循环试验结束48h后，在（23士2）℃、（一50士2）℃和（90士2）℃下进行拉伸试验，记录拉伸曲线；记录氢气循环试验前后的材料平均拉伸断裂应力变化率和平均拉伸断裂标称应变变化率，评c）
估试样的力学性能。
氢气循环试验
6.1.5.1取样
进行氢气循环试验的试样应包括：a）
6.1.2中完成第一次氢气渗透试验的试样：6.1.3中完成第一次物理性能试验的试样；b）
6.1.1中的第二组试样。
试验装置
6.1.5.2.1
6.1.5.2.2
试验应在温度可控的密闭容器中进行，温度控制精度应不低于土1℃供气系统应能满足试验的压力循环要求，对循环压力上下限的控制精度应不低于土1MPa。试验程序
6.1.5.3.1
氢气循环试验分为三组，试验顺序和试验条件如表1所示。表11
氢气循环试验
氢气循环试验
第一组
（50次）
第二组
（400次）
第三组
（50次）
压力循环
次数/次
时间/s
45~225
≥3600
≥3600
45~225
≥3600
时间/min
温度/℃
试验条件
压力上限
保持时间/s
压力下限
保持时间/s
GB/T42610—2023
6.1.5.3.2在氢气循环试验结束48h后，按图1的规定分别完成第二次氢气渗透试验（12个试样）、第二次物理性能试验（3个试样）和第二次拉伸性能试验（第二组试样），记录氢气循环试验前后的材料性能变化，
6.1.6氢气老化试验
6.1.6.1取样
6.1.6.1.1
试样应采用GB/T1040.2中规定的B型试样，试样厚度取内胆厚度，6.1.6.1.2同一内胆材料应准备6个母材试样；对于焊接塑料内胆，在每道焊接接头处取6个试样；对于含合模线的吹塑内胆，在每道合模线处取2个试样。6.1.6.2试验装置
试验装置为温度和压力可控的密闭容器，温度控制精度应不低于土1℃，压力控制精度应不低于±1 MPa。
6.1.6.3试验程序
6.1.6.3.1氢气老化试验应按以下步骤进行：a）试验前应按6.1.2.1.3的规定干燥试样；b）
取3个试样在压力大于或等于1.25倍气瓶公称工作压力、温度大于或等于85℃的氢气中放置1000h后，将温度冷却到室温后，缓慢降压至大气压力；另取3个试样，在环境温度、常压中保存1000h，与步骤a)同时进行；c）
d）参照GB/T1040.1和GB/T1010.2的试验方法对上述试样进行拉伸试验，记录拉伸曲线。试验过程中，试样不应接触试验箱非夹持部位。6.1.6.3.2
6.1.6.3.3
记录材料平均拉伸断裂应力变化率和平均拉伸断裂标称应变变化率6.2气瓶内胆试验
极限温度渗透试验
6.2.1.1试验装置
试验装置为温度可控的密闭容器。6.2.1.2
试验程序
通过试验装置外接质谱仪、气相色谱仪、氢气浓度检测装置及其他有效方法测量气瓶氢气渗透率，试验应按以下步骤进行：
a）将气瓶及其附件置于温度为55℃～60℃的密闭容器中；b）用氢气将气瓶及其附件缓慢加压至1.15倍的公称工作压力，并在此压力下静置至少12h；每隔12h以上测量1次氢气渗透量，至少连续测量3次，直至两次测量值之差小于或等于前c）4
次测量值的士10%，则确认渗透达到稳定状态，记录气瓶渗透达到稳定状态的时间；d）记录气瓶氢气渗透量随时间变化曲线。6.2.2内胆屈曲和鼓泡试验
完成6.2.1所述极限温度渗透试验后，对同一气瓶进行内胆屈曲和鼓泡试验，试验应按以下步骤进行：
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