本文件规定了车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的型式和参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、涂敷、包装、运输和储存等要求。 本文件适用于设计、制造公称工作压力为20 MPa、25 MPa、30 MPa，公称容积为30 L～450 L，工作温度为-40 ℃～65 ℃，设计使用寿命为15年的缠绕气瓶。 按本文件制造的缠绕气瓶，仅用于固定在汽车上、充装符合GB 18047的用作汽车燃料的车用压缩天然气储存容器；使用条件中不包括因外力等引起的附加载荷。

ICS23.020.30
CCSJ74
中华人民共和国国家标准
GB/T241602022
代替GB/T24160—2009
车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶Hoop-wrapped composite cylinders with steel liner for the on-boardstorage of compressed natural gas as a fuel for automotive vehicles(ISO 11439:2013,Gas cylinders—High pressure cylinders for the on-boardstorage of natural gas as a fuel for automotive vehicles,NEQ)2022-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2023-04-01实施
2规范性引用文件
3术语、定义和符号，
型式和参数
5技术要求
试验方法
检验规则.
8标志、涂敷、包装、运输、储存目
9产品合格证、产品使用说明书和批量检验质量证明书附录A（规范性）硫化氢应力腐蚀试验附录B（资料性）NDE缺陷尺寸确定方法附录C（规范性）超声检测.
附录D（资料性）车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶批量检验质量证明书参考文献
GB/T 24160—2022
GB/T24160—2022
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。
本文件代替GB/T241602009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》，与GB/T241602009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a）更改了公称工作压力范围（见第1章、4.2.1,2009年版的第1章、4.2.1)；b）更改了内胆公称外直径数值范围（见表1，2009年版的表1）；c）更改了温度范围的要求（见5.1.3，2009年版的5.1.3)；d）更改了钢材化学成分的要求（见5.2.1.5,2009年版的5.2.1.5）e）更改了内胆材料抗拉强度限定要求（见5.3.1.3,2009年版的5.3.1.3）；f）增加了冲压拉伸制造方法（见5.4.2,2009年版的5.4.2)；g）更改了瓶阀和安全泄放装置的执行标准（见5.5.1,2009年版的5.5.1）；h）增加了硬度检测的要求（见6.1.9、7.1.1.9)；i）增加了硫化氢应力腐蚀试验的要求和试验方法（见6.1.11、7.1.1.11、附录A)；j）增加了气瓶电子识读标识的要求（见8.1.5）。本文件参考ISO11439:2013《气瓶车用高压天然气瓶》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：北京天海工业有限公司、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、浙江大学、中材科技（成都)有限公司、浙江金盾压力容器有限公司、广安市保城特种设备检验有限公司。
本文件主要起草人：石凤文、张增营、黄强华、韩冰、李逸凡、杨明高、马夏康、韩华亮本文件于2009年首次发布，本次为第一次修订。１范围
车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶GB/T24160—2022
本文件规定了车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶（以下简称“缠绕气瓶”）的型式和参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、涂敷、包装、运输和储存等要求。本文件适用于设计、制造公称工作压力为20MPa、25MPa、30MPa,公称容积为30L～450L,工作温度为一40℃~65℃，设计使用寿命为15年的缠绕气瓶。按本文件制造的缠绕气瓶，仅用于固定在汽车上、充装符合GB18047的用作汽车燃料的车用压缩天然气储存容器；使用条件中不包括因外力等引起的附加载荷。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/T222钢的成品化学成分允许偏差GB/T223（所有部分）钢铁及合金化学分析方法GB/T224钢的脱碳层深度测定法
GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T232金属材料弯曲试验方法
GB/T1458纤维缠绕增强塑料环形试样力学性能试验方法GB/T3362
碳纤维复丝拉伸性能试验方法
GB/T4157金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法GB/T4336石
碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）GB/T4612
塑料环氧化合物环氧当量的测定GB/T5777无缝和焊接（埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向缺欠的全圆周自动超声检测GB/T 7690.1
增强材料纱线试验方法第1部分：线密度的测定GB/T7690.3增强材料纱线试验方法第3部分：玻璃纤维断裂强力和断裂伸长的测定GB/T8335气瓶专用螺纹
GB/T8336气瓶专用螺纹量规
GB/T9251气瓶水压试验方法
GB/T9252气瓶压力循环试验方法GB/T12137气瓶气密性试验方法
GB/T13005气瓶术语
GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T13320钢质模锻件金相组织评级图及评定方法GB/T24160—2022
GB/T15385气瓶水压爆破试验方法GB/T17926车用压缩天然气瓶阀
GB/T19466.2塑料差示扫描量热法(DSC）第2部分：玻璃化转变温度的测定GB/T33215气瓶安全泄压装置
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
内胆批量：采用同一设计、同一炉罐号材料、同一制造工艺、同一热处理工艺规程连续制造的内胆的限定数量。
缠绕气瓶批量：采用同一尺寸规格、同一设计、同一制造工艺、同一复合材料型号连续制造的缠绕气瓶的限定数量。
3.2符号
下列符号适用于本文件。
内胆材料断后伸长率，%；
拉伸试样的原始厚度，mm
拉伸试样的原始宽度，mm；
内胆公称外直径，mm
冷弯试验弯心直径，mm;
人工缺陷长度，mm；
拉伸试样的原始标距，mm；
公称工作压力，MPa
水压试验压力，MPa;
缠绕气瓶的许用压力，MPa；
内胆材料热处理后的屈服强度保证值，MPa；内胆材料屈服强度实测值，MPa;内胆材料热处理后的抗拉强度保证值，MPa;内胆材料抗拉强度实测值，MPa;内胆筒体实测平均壁厚，mm；
人工缺陷深度，mm;
公称容积，L；
人工缺陷宽度，mm；
内胆材料冲击值，J/cm2；
缠绕层复合材料抗拉强度，MPa;缠绕层复合材料层间剪切强度，MPa型式和参数
缠绕气瓶瓶体结构应符合图1所示的型式。2
4.2参数
图1结构型式
4.2.1缠绕气瓶的公称工作压力P(20℃)应为20MPa、25MPa或30MPa。4.2.2公称容积和内胆公称外直径应符合表1的规定。表1公称容积和内胆公称外直径
公称容积V/L
内胆公称外直径D。/mm
4.3型号标记
型号标记由以下部分组成：
CNG2-0J-□--□
30~450
Φ165~Φ450
瓶体结构型式(A或B)
公称工作压力，单位为兆帕(MPa)公称容积，单位为升(L)
内胆公称外直径，单位为毫米(mm)GB/T 24160—2022
型式A
型式E
允许偏差/%
纤维种类(G表示玻璃纤维、C表示碳纤维、A表示芳纶纤维)车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶示例：公称工作压力为20MPa,公称容积为50L，内胆公称外直径为325mm，纤维采用玻璃纤维，结构型式为A型的车用压缩天然气钢质内胆玻璃纤维环向缠绕气瓶，其型号标记为：CNG2-G-325-50-20A。GB/T24160—2022
5技术要求
5.1一般要求
5.1.1设计使用寿命
以本文件中规定的使用条件为基础的缠绕气瓶，其设计使用寿命为15年。5.1.2许用压力
在充装和使用过程中，缠绕气瓶许用压力Pm为公称工作压力P的1.3倍。5.1.3温度范围
在充装和使用过程中，缠绕气瓶的温度应不低于-40℃且不高于65℃。5.1.4外表面
设计缠绕气瓶时，应考虑其连续承受机械损伤或化学侵蚀的能力。缠绕气瓶外表面应能适应下列工作环境：
间断地浸入水中，或者道路溅水a
车辆在海洋附近行驶，或者在用盐融化冰的路面上行驶；b)
阳光中的紫外线辐射；
砾石的冲击；
e）接触酸和碱溶液、肥料；
f）汽车用液体的侵蚀，包括汽油、液压油、电池酸、乙二醇和油；g）接触排放的废气。
5.2材料
5.2.1内胆材料
5.2.1.1应是电炉或氧气转炉冶炼的无时效性镇静钢。5.2.1.2应选用优质铬钼钢(30CrMo或34CrMo4)。5.2.1.3应符合其相应的国家标准或行业标准的规定，并有质量合格证明书。缠绕气瓶制造单位应按炉罐号进行各项指标的验证分析。5.2.1.4材料的化学成分限定如表2所示，其化学成分允许偏差应按GB/T222的规定。5.2.1.5钢坏低倍组织不应有白点、残余缩孔、分层、气泡、异物和夹杂；中心疏松不应大于2.0级，偏析不应大于2.5级。
表2钢材化学成分
0.17~0.370.40~0.90.80~1.200.15~0.30≤0.0105.2.1.6无缝钢管
5.2.1.6.1
钢管的直线度应不大于1.5mm/m，圆度应不大于外直径允许偏差的80%。Ni
GB/T241602022
5.2.1.6.2钢管的内外表面不应有裂纹、折叠、轧折、离层和结疤。若有缺陷，应完全清除，清除处应光滑，清除后的实际壁厚不应小于壁厚充许的最小值。5.2.1.6.3无缝钢管应由钢厂按GB/T5777的规定逐根进行纵向和横向超声波探伤检验，应符合验收等级U2的规定。
5.2.2缠绕层材料
5.2.2.1树脂
5.2.2.1.1浸渍材料可以是热固性或热塑性树脂。适合的基体材料有：环氧、改性环氧、聚酯和乙烯类热固性树脂和聚乙烯、聚酰胺热塑性树脂。5.2.2.1.2浸渍材料的性能和技术指标应符合相应的国家标准或行业标准的规定，并有质量合格证明书。
5.2.2.2纤维
5.2.2.2.1结构增强性的纤维材料类型应是玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维。5.2.2.2.2纤维材料应符合相应的国家标准或行业标准的规定，并有质量合格证明书5.3设计
5.3.1一般规定
5.3.1.1本文件不提供设计公式，但要求设计时进行适当的计算、分析和论证，以使缠绕气瓶能顺利地通过本文件所规定的材料、型式和批量等试验。5.3.1.2设计应保证缠绕气瓶在正常使用期间，由于承压部件质量退化而引起的失效模式为“未爆先漏”。如果金属内胆发生泄漏，只应是由于疲劳裂纹的扩展所致。5.3.1.3应对瓶体内胆材料的最大抗拉强度进行限定，如果其硫、磷含量分别不大于0.005%和0.010%，并按附录A及GBT4157进行硫化氢应力腐蚀试验（应力环法），充许材料的实际抗拉强度大于880MPa，但是不应大于1000MPa。设计时，内胆材料屈服强度的保证值应不超过抗拉强度保证值的90%。
5.3.1.4缠绕气瓶水压试验压力Ps为公称工作压力P的1.5倍。5.3.1.5内胆最小设计爆破压力应为缠绕气瓶公称工作压力P的1.3倍。5.3.1.6缠绕气瓶最小设计爆破压力不应小于表3中的给定值。为保证在承受持续载荷和循环载荷条件下复合材料缠绕层的设计具有高度可靠性，纤维应力比应满足表3的规定。表3缠绕气瓶纤维应力比和最小设计爆破压力纤维类型
玻璃纤维
芳纶纤维
碳纤维
纤维应力比
最小设计爆破压力/MPa
5.3.1.7应采用能用于材料非线性分析的软件（专用计算机程序或有限元分析程序），建立计算复合材料力学性能的适当模型，对缠绕气瓶进行自紧压力、自紧后零压力、公称工作压力和最小设计爆破压力下的应力分析，确定缠绕层和内胆中的应力分布，纤维应力比应符合表3的规定。5.3.1.8如果采用碳纤维，设计上应采取防止缠绕气瓶金属部件产生电化学腐蚀的措施。5
GB/T 24160—2022
5.3.2端部结构
端部结构可采用半球形、随圆形、碟形等凸形结构，允许缠绕气瓶在端部开瓶口，瓶口的中心线应与缠绕气瓶的中心线一致。
5.3.3瓶口螺纹
瓶口螺纹应按GB/T8335的规定。瓶口的厚度，应能保证在承受紧阀的力偶矩和铆合颈圈的附加外力时不变形。
5.3.4最大允许缺陷尺寸
应规定内胆任何一点的最大允许缺陷尺寸以保证缠绕气瓶通过压力循环试验。确定最大允许缺陷尺寸方法见附录B。
5.4制造
5.4.1内胆和缠绕气瓶制造应符合本文件的规定，并应符合产品图样和有关技术文件的规定5.4.2内胆一般采用下列制造方法：a）以钢坏、钢锭、钢棒为原材料，经挤压、拉伸或旋压减薄、收口制成b）以无缝钢管为原材料，经收底、收口制成；c）以钢板为原材料，经冲压、拉伸或旋压减薄、收口制成。5.4.3内胆制造前应以材料的炉罐号对化学成分进行验证，分析方法按GB/T223（所有部分）或GB/T4336执行，结果应符合5.2.1的要求。5.4.4内胆不应进行焊接处理。
5.4.5采用无缝钢管经收底制成的内胆应在收口前逐只进行底部密封性试验。5.4.6对内胆和缠绕气瓶的表面缺陷允许采用专用工具进行修磨。5.4.7制造应分批管理，内胆成品和缠绕气瓶成品均以不大于200只加上破坏性试验用内胆或缠绕气瓶数量为一个批。
5.4.8热处理内胆应通过连续加热炉进行整体热处理，热处理应按经评定合格的热处理工艺进行。淬火工艺可用油或水中加添加剂作为淬火介质。在水中加添加剂作为淬火介质时，内胆在介质中的冷却速度不应大于在20℃水中冷却速度的80%。内胆热处理后应逐只进行无损检测。5.4.9缠绕气瓶制造前应对缠绕层材料按批进行确认，应符合5.2.2及以下要求：a）树脂的环氧当量应按GB/T4612测定：b）纤维线密度（公制号数)应按GB/T7690.1测定；c）纤维的断裂强度应按GB/T7690.3或GB/T3362测定。5.4.10缠绕和固化应按评定合格的工艺进行，并按GB/T19466.2规定的方法对缠绕层复合材料进行玻璃化转变温度的测定。
5.4.11应在缠绕气瓶水压试验前进行自紧处理。自紧压力应大于水压试验压力，且不大于按5.3.1.7计算的自紧压力的上限。
5.4.12缠绕气瓶在水压试验后，应进行内表面干燥处理，不应有残留水渍。5.4.13瓶口螺纹的牙型、尺寸和公差，应按GB/T8335或相关标准的规定。5.5附件
5.5.1瓶阀
5.5.1.1瓶阀应按GB/T17926的规定，应有安全泄压装置，型式应为易熔合金塞和爆破片复合式6
结构。
GB/T 24160—2022
5.5.1.2爆破片的公称爆破压力为水压试验压力，允许偏差为土60%；易熔合金塞的动作温度为110℃土5℃，其余要求应符合相关标准的规定。5.5.1.3安全泄压装置的额定排量应按GB/T33215进行计算，不应小于气瓶的安全泄放量，并能保证气瓶通过6.2.10规定的火烧试验5.5.2颈圈
如需装配，颈圈与瓶体的装配禁止用焊接方式。5.5.3瓶帽
如需装配，瓶帽宜采用可卸式结构。5.5.4附件螺纹
采用螺纹联接的附件，其螺纹牙型、尺寸和公差应按GB/T8335或相关标准的规定。6试验方法
6.1 内胆
6.1.1壁厚和制造公差
内胆壁厚应按附录C进行超声波全覆盖壁厚测量。内胆制造公差应采用标准量具或专用的量具、样板进行检查。
6.1.2底部密封性试验
采用适当的试验装置对内胆底部内表面中心区加压，加压面积至少应为内胆底部面积的1/16，且加压区域直径至少为20mm，试验介质可为洁净的空气或氮气。加压到密封性试验压力后，至少应保压1min.保压期间在内胆底部外表面中心区涂刷肥皂液，观察是否有泄漏发生。6.1.3内、外观
目测检查，可借助于内窥灯或内窥镜检查内表面。6.1.4瓶口内螺纹
目测和用按GB/T8336或相应标准的量规检查。6.1.5内胆热处理后各项性能指标测定6.1.5.1取样
取样要求如下
a）取样部位见图2所示；
b）试样应从筒体中部截取，采用实物扁试样：c）取样数量：拉伸试样1件，横向冲击试样3件，冷弯试样4件。GB/T
24160—2022
标引序号说明：
冷弯试样；www.bzxz.net
横向冲击试样：
拉伸试样。
6.1.5.2拉伸试验
拉伸试验应符合以下要求：
图2取样部位图
试验的测定项目包括：抗拉强度、屈服强度和断后伸长率；拉伸试样采用实物扁试样，试样制备形状见图3；拉伸试样尺寸偏差和拉伸试验方法按GB/T1/5
标引符号说明：
拉伸试样的原始厚度；
拉伸试样的原始宽度；
拉伸试样的原始标距。
注: b。228.1执行。
图3拉伸试样图
6.1.5.3冲击试验
冲击试验应符合以下要求：
规定以(3mm~5
mm)×10
mm×55mm、(5mm~7.5mm)×10mm×55mm)×10
mm×55
mm带有V型缺口的横向试样作为标准试样；试样形状尺寸及偏差按GB/T
试验方法按GB/T
229执行。
229执行；
mm或（7.5mm~
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