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GB/T 42612-2023

基本信息

标准号: GB/T 42612-2023

中文名称:车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Fully-wrapped carbon fiber reinforced cylinders with a plastic liner for the on-board storage of compressed hydrogen as a fuel for land vehicles

标准状态:现行

发布日期:2023-05-23

实施日期:2024-06-01

出版语种:简体中文

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相关标签: 车用 压缩 氢气 塑料 内胆 碳纤维 缠绕 气瓶

标准分类号

标准ICS号:流体系统和通用件>>流体存储装置>>23.020.30压力容器、气瓶

中标分类号:机械>>通用机械与设备>>J74压力容器

关联标准

采标情况:ISO 19881:2018

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:80页【胶订-大印张】

标准价格:100.0

相关单位信息

起草人:郑津洋、胡军、李逸凡、陈学东、高继轩、常彦衍、黄强华、张保国、薄柯、范志超、刘岩、彭文珠、韩冰、徐平、姜将、花争立、郭伟灿、杨明高、石凤文、白江坤、杨葆英、韩武林、刘东华、王建中、金鑫

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、大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司、中国特种设备检测研究院、中国机械工业集团有限公司、合肥通用机械研究院有限公司、北京天海工业有限公司、中材科技(苏州)有限公司、中集安瑞科控股有限公司等

归口单位:全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC 31)、全国氢能标准化技术委员会(SAC/TC 309)

提出单位:全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC 31)

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本文件规定了车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶(以下简称气瓶)的型式、参数、分类和型号、技术要求和试验方法、检验规则以及安装、防护、标志、包装、运输和储存等要求。 本文件适用于设计和制造公称工作压力35 MPa和70 MPa、公称容积大于或等于20 L且不大于450 L、工作温度不低于-40 ℃且不高于85 ℃、固定在机动车辆上用于盛装氢气燃料的可重复充装气瓶。 氢燃料电池城市轨道交通、氢能船舶、氢能飞行器、氢能发电装置等供氢用气瓶可参照本文件。


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标准内容

ICS 23.020.30
CCSJ74
中华人民共和国国家标准國
GB/T42612—2023
车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶Fully-wrapped carbon fiber reinforced cylinders with a plastic liner for theon-board storage of compressed hydrogen as a fuel for land vehicles(ISO 19881:2018,Gaseous hydrogen—Land vehicle fuel containers,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/T42612—2023
规范性引用文件
3术语、定义和符号·
型式、参数、分类和型号
技术要求和试验方法
检验规则,
安装和防护
8标志、包装、运输和储存
9产品合格证和批量检验质量证明书…附录A(规范性)讠
试验参数允差
附录B(规范性)
附录C(规范性)
附录D(规范性)
附录E(规范性)
附录F(资料性)
附录G(规范性)
附录H(规范性)
附录I(规范性)
附录J(资料性)
参考文献
气瓶日常保养检查
气瓶塑料内胆与氢气相容性评定方法气瓶用O形密封圈性能评定方法
气瓶塑料内胆焊接工艺评定方法气瓶塑料内胆焊接接头可视化超声相控阵检测与质量分级方法层间剪切试验方法·
气瓶气密性氨泄漏检测方法
气瓶火烧试验方法
车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶批量检验质量证明书24
GB/T42612—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《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。
本文件参考ISO19881:2018《气态氢道路车辆燃料箱》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。本文件由全国气瓶标准化技术委员会(SAC/TC31)和全国氢能标准化技术委员会(SAC/TC309)共同归口。
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、大连锅炉压力容器检验检测研究院有限公司、中国特种设备检测研究院、中国机械工业集团有限公司、合肥通用机械研究院有限公司、北京天海工业有限公司、中材科技(苏州)有限公司、中集安瑞科控股有限公司、山东奥扬新能源科技股份有限公司、佛山市南海区华南氢安全促进中心、东海实验室、浙江省特种设备科学研究院、北京海德利森科技有限公司、浙江金象科技有限公司、中国标准化研究院本文件主要起草人:郑津洋、胡军、李逸凡、陈学东、高继轩、常彦衍、黄强华、张保国、薄柯、范志超、刘岩、彭文珠、韩冰、徐平、姜将、花争立、郭伟灿、杨明高、石凤文、白江坤、杨葆英、韩武林、刘东华、王建中、金鑫。
1范围
车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶GB/T 42612—2023
本文件规定了车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶(以下简称气瓶)的型式、参数、分类和型号、技术要求和试验方法、检验规则以及安装、防护、标志、包装、运输和储存等要求。本文件适用于设计和制造公称工作压力35MPa和70MPa、公称容积大于或等于20L且不大于450L、工作温度不低于一40℃且不高于85℃、固定在机动车辆上用于盛装氢气燃料的可重复充装气瓶。
氢燃料电池城市轨道交通、氢能船舶、氢能飞行器、氢能发电装置等供氢用气瓶可参照本文件。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/T223.3
GB/T 223.4
GB/T223.5
GB/T223.11
GB/T223.25
GB/T223.28
GB/T223.59
GB/T223.60
二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量钢铁及合金化学分析方法
钢铁及合金锰含量的测定电位滴定或可视滴定法钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原型硅钼酸盐分光光度法钢铁及合金铬含量的测定可视滴定或电位滴定法钢铁及合金化学分析方法丁二酮重量法测定镍量钢铁及合金化学分析方法α-安息香重量法测定钼量钢铁及合金磷含量的测定铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法钢铁及合金化学分析方法高氯酸脱水重量法测定硅含量GB/T223.61
钢铁及合金化学分析方法
云磷钼酸铵容量法测定磷量
GB/T223.62
GB/T223.63
GB/T 223.64
GB/T223.68
GB/T223.72
GB/T223.85
GB/T223.86
GB/T 228.1
GB/T229
GB/T528
钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷量钢铁及合金锰含量的测定高碘酸钠(钾)分光光度法钢铁及合金锰含量的测定火焰原子吸收光谱法钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量钢铁及合金,
硫含量的测定重量法
钢铁及合金硫含量的测定感应炉燃烧后红外吸收法钢铁及合金总碳含量的测定
感应炉燃烧后红外吸收法
金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法金属材料夏比摆锤冲击试验方法硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GB/T533一2008硫化橡胶或热塑性橡胶密度的测定GB/T1040.1
塑料拉伸性能的测定第1部分:总则GB/T1040.2一2022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GB/T1220
不锈钢棒
GB/T1458
纤维缠绕增强塑料环形试样力学性能试验方法1
GB/T42612—2023
热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定GB/T1633—2000
GB/T1636—2008
塑料能从规定漏斗流出的材料表观密度的测定增塑剂环氧值的测定
GB/T1677
GB/T2941—2006橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序GB/T3190
GB/T3191bzxz.net
GB/T3362
变形铝及铝合金化学成分
铝及铝合金挤压棒材
碳纤维复丝拉伸性能试验方法
GB/T 3452.2
GB/T3512
液压气动用O形橡胶密封圈
1第2部分:外观质量检验规范
硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T3682.1一2018塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定第1部分:标准方法
GB/T4612
GB/T5720
GB/T6031
GB/T7758
塑料环氧化合物环氧当量的测定O形橡胶密封圈试验方法
硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定(10IRHD~100IRHD)硫化橡胶低温性能的测定温度回缩程序(TR试验)GB/T7759.1一2015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/T7999
GB/T9251
GB/T9252
GB/T11170
GB/T13005
GB/T13262
GB/T13264
GB/T13979
GB/T15385
GB/T15823
铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法气瓶水压试验方法
气瓶压力循环试验方法
不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)气瓶术语
不合格品百分数的计数标准型一次抽样检验程序及抽样表不合格品百分数的小批计数抽样检验程序及抽样表质谱检漏仪
气瓶水压爆破试验方法
无损检测氨泄漏检测方法
GB/T19466.2
GB/T19466.3
GB/T20123
塑料差示扫描量热法(DSC)第2部分:玻璃化转变温度的测定塑料差示扫描量热法(DSC)第3部分:熔融和结晶温度及热恰的测定钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)GB/T20975(所有部分)
铝及铝合金化学分析方法
GB/T21060—2007
GB/T21843
GB/T32249
GB/T33215
GB/T37244
GB/T42536
GB/T42610
HG/T4280
塑料流动性的测定
氯乙烯均聚和共聚树脂
用机械筛测定粒径
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气瓶安全泄压装置
质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气车用高压储氢气瓶组合阀门
高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验方法塑料焊接工艺评定
JJG539—2016
NB/T47010
NB/T47013.8
TSG D0001
数字指示秤检定规程
承压设备用不锈钢和耐热钢锻件承压设备无损检测第8部分:泄漏检测压力管道安全技术监察规程
工业管道
一般工业用铝及铝合金锻件
YS/T479
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
Eplasticliner
GB/T 42612—2023
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
seamlessplasticliner
无缝塑料内胆
采用一体成型、没有拼接焊缝的塑料内胆。3.1.3
焊接塑料内胆
weldedplasticliner
含有拼接焊缝的塑料内胆。
thermally-activated pressurerelief device(TPRD)end plugTPRD端塞
安装在双头口结构气瓶的一端,装有温度驱动安全泄压装置(以下简称TPRD),并具备盲堵功能的端塞。
全缠绕fully-wrapping
用浸渍树脂基体的碳纤维连续在塑料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。
全缠绕气瓶fully-wrappedcylinder对带瓶阀座的塑料内胆(以下简称内胆)全缠绕后并经加热固化成型的气瓶,3.1.7
Jnominalworkingpressure
公称工作压力
气瓶在基准温度(15℃)下的限定充装压力。3.1.8
许用压力
Jallowablepressure
充装和使用过程中,气瓶所允许承受的最大压力。3.1.9
气瓶批量batchofgascylinder
采用同一设计,具有相同材料和结构尺寸塑料内胆及瓶阀座,具有相同复合材料,且制造工艺相同的气瓶的限定数量。
量batchof liner
内胆批量
采用同一设计,带有相同材料和结构尺寸瓶阀座,具有相同结构尺寸,且具有同一塑料材料批号和制造工艺的内胆的限定数量。
0形密封圈批量
batch of O-ring
采用同一设计,具有相同结构尺寸,且具有同一材料批号和制造工艺的O形密封圈的限定数量。3
GB/T42612—2023
设计使用年限
servicelife
在规定使用条件下,气瓶允许使用的年限。3.1.13
纤维应力比
fiber stressratio
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。3.1.14
liner buckling
内胆屈曲
在压应力作用下,内胆失去原有规则几何形状而导致的失效。3.1.15
最leakage
气瓶中的氢气通过界面间隙或穿透壁厚缺陷释放到大气的过程。2符号
下列符号适用于本文件。
错边量,单位为毫米(mm);
焊缝卷边中心高度,单位为毫米(mm);气瓶设计循环次数,单位为次;镍当量,%;
气瓶公称工作压力,单位为兆帕(MPa);气瓶最小设计爆破压力,单位为兆帕(MPa);气瓶爆破压力期望值,单位为兆帕(MPa);气瓶水压试验压力,单位为兆帕(MPa);气瓶许用压力,单位为兆帕(MPa);塑料内胆厚度,单位为毫米(mm);气瓶公称容积,单位为升(L);碳元素在钢中的质量分数,%;
铬元素在钢中的质量分数,%;
硅元素在钢中的质量分数,%;
钼元素在钢中的质量分数,%;
锰元素在钢中的质量分数,%;
镍元素在钢中的质量分数,%。
型式、参数、分类和型号
气瓶结构型式如图1所示,其中T型为单头口结构,S型为双头口结构。标引序号说明:
瓶阀座;
碳纤维缠绕层:
塑料内胆:
玻璃纤维保护层。
注:S型气瓶一端为瓶阀座,另一端为盲堵或用于安装TPRD端塞的阀座。图1气瓶结构型式
4.2参数
气瓶公称工作压力应为35MPa或70MPa。气瓶公称容积及允许偏差应符合表1的规定。表1气瓶公称容积及允许偏差
公称容积/L
20V≤120
1204.3分类
允许偏差/%
GB/T 42612—2023
4.3.1气瓶分为A类气瓶和B类气瓶。A类气瓶的公称工作压力为35MPa,B类气瓶的公称工作压力为70MPa。A类气瓶分为A1类气瓶和A2类气瓶,B类气瓶分为B1类气瓶和B2类气瓶。4.3.2
A1类和B1类气瓶仅适用于至少有四个车轮、车长不超过8m且座位数不超过19座的载客车辆。
3A1类和B1类气瓶不推荐用于运动型多功能乘用车(SUV)和越野车。4.4型号
气瓶型号标记应由以下部分组成:5
GB/T42612—2023
CHG4--□-□-□/
气瓶类别(A1类、A2类、B1类、B2类)瓶体结构型式(T型或S型)
公称工作压力,MPa
公称容积,L
气瓶公称外直径,mm
车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶示例:气瓶公称外直径为380mm,公称容积为70L,公称工作压力为70MPa,结构型式为S型的B1类车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶,其型号标记为CHG4-380-70-70-S/B1。技术要求和试验方法
5.1一般要求
5.1.1设计使用年限
气瓶的设计使用年限为15年。
设计循环次数
气瓶的设计循环次数为11000次,5.1.3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5.1.4试验参数充差
除特别注明外,试验参数充差应符合附录A的规定。5.1.5
温度范围
在充装和使用过程中,气瓶的温度应不低于一40℃且不高于85℃。5.1.6氢气品质
充装气瓶的压缩氢气应符合GB/T37244的规定5.1.7工作环境
气瓶设计应考虑其连续承受机械损伤或化学侵蚀的能力,其外表面至少应适应下列工作环境:间断地浸入水中或道路溅水;
b)车辆在海洋附近或在用盐融化冰的路面上行驶;阳光中的紫外线辐射;
车辆振动或碎石冲击;
接触酸溶液、碱溶液和肥料;
接触汽车用液体,如汽油、液压油、电池酸、乙二醇和其他油脂;接触排放的废气。
5.1.8日常保养检查
GB/T42612—2023
气瓶使用寿命内应进行日常保养检查,检查的基本方法和技术要求应符合附录B的规定。5.2材料
5.2.1一般要求
材料性能应符合相应国家标准或行业标准的规定。5.2.1.1
5.2.1.2材料应有材料制造单位提供的质量证明书原件,或加盖了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塑料内胆
塑料内胆材料宜选用聚乙烯(包括改性聚乙烯)或聚酰胺(包括改性聚酰胺),其与氢气相容性5.2.2.1
应满足附录C的要求。
塑料内胆材料的熔融峰温应大于或等于设计文件的规定值。5.2.2.2
塑料内胆原材料为粒状时,聚乙烯(包括改性聚乙烯)熔体质量流动速率和聚酰胺(包括改性聚5.2.2.3
酰胺)熔体体积流动速率应满足设计文件的要求。5.2.2.4塑料内胆原材料为粉状时,表观密度、粉体流动性和粒度分布应满足设计文件的要求。5.2.2.5气瓶制造单位应按批对塑料内胆材料进行复验。熔融峰温按GB/T19466.3规定的试验方法测定,其中,聚乙烯(包括改性聚乙烯)的升降温速率为10℃/min,聚酰胺(包括改性聚酰胺)的升降温速率为20℃/min。当塑料内胆原材料为粒状时,熔体质量流动速率或熔体体积流动速率按GB/T3682.1一2018的方法A测定,试验温度和负荷根据设计文件确定。当塑料内胆原材料为粉状时,表观密度按GB/T1636—2008的规定测定,采用A型漏斗;粉体流动性按GB/T21060—2007规定的方法A测定;粒度分布按GB/T21843的规定测定。5.2.3瓶阀座
5.2.3.1瓶阀座应采用铝合金6061或奥氏体不锈钢S31603的棒材或锻件。铝合金挤压棒材应符合GB/T3191的规定,锻件应符合GB/T32249、YS/T479的规定;奥氏体不锈钢棒材应符合GB/T1220的规定,锻件应符合NB/T47010的规定。5.2.3.2铝合金6061的化学成分应符合表2的规定,其偏差应满足GB/T3190的要求。表2铝合金6061化学成分
质量分数/最小值
最大值
奥氏体不锈钢S31603的镍含量应大于或等于12%、镍当量应大于或等于28.5%、断面收缩率应大于或等于70%。镍当量按公式(1)计算:Ni=12.6Wc+0.35Wsi+1.05Wmn+Wni+0.65Wcr+0.98WMc.(1)
5.2.3.4气瓶制造单位应按材料炉号进行化学成分复验。铝合金6061化学成分复验按GB/T7999或GB/T20975(所有部分)的规定执行。奥氏体不锈钢S31603化学成分复验按GB/T223.3、GB/T223.4、7
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