國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)英文翻譯/英文版 GB/T 42536-2023 英文版 車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶組合閥門

GB/T 42536-2023 英文版 Assembly valve on high pressure hydrogen storage cylinder for vehicles

1 ?范圍
? ?本文件規(guī)定了車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶組合閥門（以下簡(jiǎn)稱組合閥門）的基本型式、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法與合格指標(biāo)、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等要求。
? ?本文件適用于公稱工作壓力不大于70 MPa、工作溫度為－40℃～85℃、固定在道路車輛上用作燃料箱的車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶用組合閥門。
? ?車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶用溫度驅(qū)動(dòng)安全泄壓裝置的型式試驗(yàn)可參照本文件進(jìn)行。
2 ?規(guī)范性引用文件
? ?下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
? ?GB/T 192 ?普通螺紋 ?基本牙型
? ?GB/T 196 ?普通螺紋 ?基本尺寸
? ?GB/T 197 ?普通螺紋 ?公差
? ?GB/T 223（所有部分） ?鋼鐵及合金化學(xué)分析方法
? ?GB/T 228.1 ?金屬材料 ?拉伸試驗(yàn) ?第1部分：室溫試驗(yàn)方法
? ?GB/T 229 ?金屬材料 ?夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法
? ?GB/T 528 ?硫化橡膠或熱塑性橡膠 ?拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測(cè)定
? ?GB/T 1220 ?不銹鋼棒
? ?GB/T 2941 ?橡膠物理試驗(yàn)方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序
? ?GB/T 3191 ?鋁及鋁合金擠壓棒材
? ?GB/T 3452.2 ?液壓氣動(dòng)用O形橡膠密封圈 ?第2部分：外觀質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范
? ?GB/T 3512 ?硫化橡膠或熱塑性橡膠 ?熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)
? ?GB/T 3934 ?普通螺紋量規(guī) ?技術(shù)條件
? ?GB/T 5720 ?O形橡膠密封圈試驗(yàn)方法
? ?GB/T 6031 ?硫化橡膠或熱塑性橡膠 ?硬度的測(cè)定（10IRHD～100IRHD）
? ?GB/T 6682 ?分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法
? ?GB/T 7758 ?硫化橡膠 ?低溫性能的測(cè)定 ?溫度回縮程序（TR試驗(yàn)）
? ?GB/T 7762—2014 ?硫化橡膠或熱塑性橡膠 ?耐臭氧龜裂 ?靜態(tài)拉伸試驗(yàn)
? ?GB/T 7999 ?鋁及鋁合金光電直讀發(fā)射光譜分析方法
? ?GB/T 11170 不銹鋼 ?多元素含量的測(cè)定 ?火花放電原子發(fā)射光譜法（常規(guī)法）
? ?GB/T 13005 ?氣瓶術(shù)語(yǔ)
? ?GB/T 13893.2 ?色漆和清漆 ?耐濕性的測(cè)定 ?第2部分：冷凝（在帶有加熱水槽的試驗(yàn)箱內(nèi)曝露）
? ?GB/T 13979 ?質(zhì)譜檢漏儀
? ?GB/T 20668 ?統(tǒng)一螺紋 ?基本尺寸
? ?GB/T 20975（所有部分） ?鋁及鋁合金化學(xué)分析方法
? ?GB/T 32249 ?鋁及鋁合金模鍛件、自由鍛件和軋制環(huán)形鍛件 ?通用技術(shù)條件
? ?GB/T 34542.2 ?氫氣儲(chǔ)存輸送系統(tǒng) ?第2部分：金屬材料與氫環(huán)境相容性試驗(yàn)方法
? ?GB/T 34542.3 ?氫氣儲(chǔ)存輸送系統(tǒng) ?第3部分：金屬材料氫脆敏感度試驗(yàn)方法
? ?NB/T 47010 ?承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件
? ?YS/T 479 ?一般工業(yè)用鋁及鋁合金鍛件
3 ?術(shù)語(yǔ)和定義、符號(hào)
3.1 ?術(shù)語(yǔ)和定義
? ?GB/T 13005 ?界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1.1 ?車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶組合閥門 ?assembly valve on high pressure hydrogen storage cylinder for vehicles
? ?由手動(dòng)截止閥、自動(dòng)截止閥、單向閥、溫度驅(qū)動(dòng)安全泄壓裝置（TPRD）以及溫度傳感器等部件組成的安裝在車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶上的閥門。
3.2 ?符號(hào)
? ?下列符號(hào)適用于本文件。
? ?p：組合閥門公稱工作壓力， 單位為兆帕（MPa）。
4 ?基本型式
4.1 ?組合閥門應(yīng)包含手動(dòng)截止閥、自動(dòng)截止閥、單向閥、TPRD以及溫度傳感器。
4.2 ?組合閥門型號(hào)標(biāo)記由以下部分組成。

設(shè)計(jì)序號(hào)
額定電壓，V
公稱工作壓力，MPa
車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶組合閥門
? ?示例：公稱工作壓力為35MPa，額定直流電壓為12V，設(shè)計(jì)序號(hào)為Ⅰ的車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶組合閥門，其型號(hào)標(biāo)記為：CQZF-35-12-Ⅰ。
5 ?技術(shù)要求
5.1 ?材料
5.1.1 ?金屬材料
5.1.1.1 ?組合閥門的主要零部件材料（閥體、閥桿等受壓零部件）應(yīng)有材料制造單位提供的質(zhì)量證明書原件，或者加蓋了材料經(jīng)營(yíng)單位公章且有經(jīng)辦人簽字（章）的質(zhì)量證明書復(fù)印件。
5.1.1.2 ?組合閥門的主要零部件材料應(yīng)與氫氣具有良好相容性，并滿足相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)的要求。
5.1.1.3 ?組合閥門的主要零部件材料宜選用6061鋁合金或S31603奧氏體不銹鋼。6061鋁合金擠壓棒材應(yīng)符合GB/T 3191的規(guī)定，鍛件應(yīng)符合GB/T 32249或YS/T 479的規(guī)定。S31603奧氏體不銹鋼棒材應(yīng)符合GB/T 1220的規(guī)定，鍛件應(yīng)符合NB/T 47010的規(guī)定。S31603奧氏體不銹鋼的Ni含量應(yīng)不低于12％，斷面收縮率應(yīng)不小于70％；對(duì)于1.25倍公稱工作壓力下應(yīng)力值大于25％材料抗拉強(qiáng)度保證值的零部件材料，還應(yīng)滿足Ni當(dāng)量不低于28.5％（Ni當(dāng)量計(jì)算公式為：Nieq＝12.6C＋0.35Si＋1.05Mn＋Ni＋0.65Cr＋0.98Mo）。
5.1.1.4 ?對(duì)于公稱工作壓力大于40MPa的組合閥門，主要零部件如選用除6061鋁合金、S31603奧氏體不銹鋼外的材料時(shí)，應(yīng)按6.1.3和6.1.4的規(guī)定進(jìn)行氫相容性試驗(yàn)和氫脆敏感性試驗(yàn)。
5.1.2 ?非金屬密封件材料
5.1.2.1 ?非金屬密封件材料應(yīng)有材料制造單位提供的質(zhì)量證明書原件，或者加蓋了材料經(jīng)營(yíng)單位公章且有經(jīng)辦人簽字（章）的質(zhì)量證明書復(fù)印件。質(zhì)量證明書應(yīng)包含非金屬密封件材料的硬度、拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率等。
5.1.2.2 ?非金屬密封件應(yīng)采用與高壓氫氣具有良好相容性的材料，密封件材料性能應(yīng)滿足6.7的要求。
5.2 ?設(shè)計(jì)和制造
5.2.1 ?用于因車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因無(wú)法拆卸的車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶上的組合閥門，設(shè)計(jì)使用年限不少于15年；用于其他車用高壓儲(chǔ)氫氣瓶上的組合閥門，設(shè)計(jì)使用年限不少于6年。
5.2.2 ?組合閥門應(yīng)具備以下功能：
? ?a）單向截止功能，未通電時(shí)氫氣可通過(guò)組合閥門單向充入氣瓶，同時(shí)防止瓶?jī)?nèi)氣體反向流出；
? ?b）安全泄壓功能，在火災(zāi)等特殊情況下，氣瓶?jī)?nèi)氣體可通過(guò)組合閥門TPRD自動(dòng)泄放；
? ?c）溫度監(jiān)測(cè)功能，可監(jiān)測(cè)氣瓶?jī)?nèi)部氣體溫度；
? ?d）手動(dòng)啟閉功能，可通過(guò)手動(dòng)操作開啟或關(guān)閉閥門；
? ?e）自動(dòng)啟閉功能，可通過(guò)電信號(hào)開啟或關(guān)閉閥門。
5.2.3 ?組合閥門閥體應(yīng)進(jìn)行有限元應(yīng)力分析。2.5倍公稱工作壓力下，閥體各部位應(yīng)力不應(yīng)大于閥體材料的屈服強(qiáng)度保證值。
5.2.4 ?組合閥門進(jìn)出氣口螺紋規(guī)格應(yīng)采用符合GB/T 192、GB/T 196、GB/T 197或GB/T 20668規(guī)定的直螺紋，或者其他符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的螺紋。
5.2.5 ?組合閥門螺紋應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，螺紋在1.5倍公稱工作壓力下的切應(yīng)力安全系數(shù)應(yīng)不小于4。螺紋切應(yīng)力安全系數(shù)計(jì)算方法按照附錄A執(zhí)行。
5.2.6 ?安全泄壓裝置應(yīng)選用易熔合金或玻璃泡，動(dòng)作溫度為（110±5）℃，易熔合金和玻璃泡應(yīng)符合相應(yīng)氣瓶安全泄壓裝置標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。組合閥門的安全泄壓通道應(yīng)獨(dú)立，不應(yīng)與其他功能的通道連通， 每個(gè)安全泄壓通道上只可安裝一個(gè)安全泄壓裝置。
5.2.7 ?閥體宜鍛壓成型，不應(yīng)有裂紋、折皺、夾雜物、疏松、縮孔等缺陷。
5.2.8 ?O形圈選用前應(yīng)按附錄B中B.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，壓縮永久變形試驗(yàn)、硬度變化試驗(yàn)、氫氣損傷試驗(yàn)和溫度回縮試驗(yàn)應(yīng)由O形圈制造單位進(jìn)行并提供測(cè)試報(bào)告。
6 ?試驗(yàn)方法與合格指標(biāo)
6.1 ?主要零部件金屬材料試驗(yàn)
6.1.1 ?力學(xué)性能試驗(yàn)
6.1.1.1 ?試驗(yàn)方法
? ?主要零部件材料的拉伸試樣和試驗(yàn)方法應(yīng)按GB/T 228.1的規(guī)定執(zhí)行，沖擊試樣和試驗(yàn)方法按照GB/T 229執(zhí)行（鋁合金材料除外）。
6.1.1.2 ?合格指標(biāo)
? ?試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合材料標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)的要求。
6.1.2 ?化學(xué)成分分析
6.1.2.1 ?分析方法
? ?6061鋁合金的化學(xué)成分分析按照GB/T 7999或GB/T 20975執(zhí)行，S31603奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分分析按照GB/T 223（所有部分）或GB/T 11170執(zhí)行。采用其他材料時(shí)，化學(xué)成分分析按照相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
6.1.2.2 ?合格指標(biāo)
? ?分析結(jié)果應(yīng)符合材料標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)的要求。
6.1.3 ?氫相容性試驗(yàn)
6.1.3.1 ?試驗(yàn)方法
? ?材料在氫氣中的拉伸性能、疲勞性能和斷裂力學(xué)性能的測(cè)定應(yīng)滿足GB/T 34542.2的要求。
6.1.3.2 ?合格指標(biāo)
? ?試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合材料標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)的要求。
6.1.4 ?氫脆敏感性試驗(yàn)
6.1.4.1 ?試驗(yàn)方法
? ?氫脆敏感性試驗(yàn)應(yīng)按照GB/T 34542.3執(zhí)行。
6.1.4.2 ?合格指標(biāo)
? ?試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合材料標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)的要求。
6.2 ?外觀檢查
6.2.1 ?試驗(yàn)方法
? ?閥體外觀采用目視方法檢查。
6.2.2 ?合格指標(biāo)
? ?檢查結(jié)果是否滿足如下要求：
? ?a）閥體表面不應(yīng)有裂紋、折皺、夾雜物、疏松、縮孔等缺陷；
? ?b）螺紋應(yīng)光滑平整，不準(zhǔn)許有倒牙、平牙、牙雙線、牙底平、牙尖、牙闊以及螺紋表面上的明顯跳動(dòng)波紋。
6.3 ?螺紋檢查
6.3.1 ?試驗(yàn)方法
? ?采用符合GB/T 3934或相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的量規(guī)檢查。
6.3.2 ?合格指標(biāo)
? ?檢查結(jié)果應(yīng)滿足如下要求：
? ?a）螺紋有效螺距數(shù)和表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；
? ?b）螺紋牙型、尺寸和公差應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
6.4 ?氣密性試驗(yàn)
6.4.1 ?試驗(yàn)方法
? ?按照附錄C的規(guī)定，在常溫條件下分別在（2±0.5）MPa和不低于1.25p的壓力下進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)介質(zhì)為純氦氣。根據(jù)組合閥門的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行內(nèi)漏和外漏試驗(yàn)。
6.4.2 ?合格指標(biāo)
? ?氦氣漏率不應(yīng)超過(guò)7.5 mL/h。
6.5 ?TPRD試驗(yàn)
6.5.1 ?氫循環(huán)試驗(yàn)
6.5.1.1 ?試驗(yàn)方法
? ?采用氫氣對(duì)5個(gè)TPRD進(jìn)行15 000次壓力循環(huán)，循環(huán)頻率應(yīng)不超過(guò)10次/min，試驗(yàn)要求如表1所示。
表1 ?氫循環(huán)試驗(yàn)方法
循環(huán)壓力 循環(huán)次數(shù)/次 試驗(yàn)溫度/℃
下限 上限 ?
≤2 MPa ≥1.5p 10 ≥85
≤2 MPa ≥1.25p 2240 ≥85
≤2 MPa ≥1.25p 10 000 20±5
≤2 MPa ≥0.8p 2 750 ≤－40
6.5.1.2 ?合格指標(biāo)
? ?氫循環(huán)試驗(yàn)后，TPRD應(yīng)符合6.5.9泄漏試驗(yàn)、6.5.10動(dòng)作試驗(yàn)和6.5.11流量試驗(yàn)的規(guī)定。
6.5.2 ?加速壽命試驗(yàn)
6.5.2.1 ?試驗(yàn)方法
? ?試驗(yàn)步驟如下。
? ?a）對(duì)8個(gè)TPRD進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，其中3個(gè)TPRD的試驗(yàn)溫度為動(dòng)作溫度Tact，另外5個(gè)TPRD的試驗(yàn)溫度為加速壽命溫度Tlife，計(jì)算公式如下：

? ?式中，β取273.15℃，TME取85℃，Tact取110℃。
? ?b）將TPRD置于恒溫箱或水浴箱中，試驗(yàn)中溫度允許偏差為±1℃。
? ?c）TPRD進(jìn)氣口的氫氣或惰性氣體壓力應(yīng)不低于1.25p。壓力源可位于恒溫箱或水浴箱的外部，并以單一或者分支管路系統(tǒng)為TPRD加壓。若采用分支管路系統(tǒng)，則每個(gè)分支管路都應(yīng)包含一個(gè)單向閥。
6.5.2.2 ?合格指標(biāo)
? ?在Tact下測(cè)試的TPRD動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不超過(guò)10h。在Tlife下測(cè)試的TPRD，500 h內(nèi)不應(yīng)動(dòng)作，試驗(yàn)后的TPRD應(yīng)符合6.5.9泄漏試驗(yàn)的規(guī)定。
6.5.3 ?溫度循環(huán)試驗(yàn)
6.5.3.1 ?試驗(yàn)方法
? ?試驗(yàn)步驟如下:
? ?a）將1個(gè)無(wú)內(nèi)壓的TPRD在溫度小于或者等于－40℃的液體中靜置至少2 h，然后在5 min內(nèi)將其轉(zhuǎn)移到溫度大于或者等于85℃的液體中，并在此溫度下靜置至少2 h，之后在5 min內(nèi)將TPRD轉(zhuǎn)移到溫度小于或者等于－40℃的液體中；
? ?b）重復(fù)a）步驟，完成15次循環(huán)；
? ?c）將TPRD在溫度小于或者等于－40℃的液體中靜置至少2 h，之后在小于或等于－40℃的環(huán)境溫度下用氫氣對(duì)TPRD進(jìn)行100次壓力循環(huán)，壓力循環(huán)下限應(yīng)不大于2 MPa，壓力循環(huán)上限應(yīng)不小于0.8p。
6.5.3.2 ?合格指標(biāo)
? ?在溫度循環(huán)試驗(yàn)后，TPRD應(yīng)符合6.5.9泄漏試驗(yàn)、6.5.10動(dòng)作試驗(yàn)和6.5.11流量試驗(yàn)的規(guī)定，其中泄漏試驗(yàn)的溫度應(yīng)不高于－40℃。
6.5.4 ?耐鹽霧腐蝕性試驗(yàn)
6.5.4.1 ?試驗(yàn)方法
? ?試驗(yàn)要求如下。
? ?a）對(duì)3個(gè)TPRD進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)前TPRD應(yīng)按照使用工況封堵相應(yīng)的端口。該試驗(yàn)為循環(huán)試驗(yàn)，共循環(huán)100次。一個(gè)循環(huán)包含正常環(huán)境階段、潮濕階段以及干燥階段，單次循環(huán)時(shí)間為24 h，試驗(yàn)流程如圖1所示。
? ?b）在正常環(huán)境階段，應(yīng)控制環(huán)境箱溫度為（25±3）℃、相對(duì)濕度為（45±10）％。試驗(yàn)時(shí)間為8 h±10 min。只在正常環(huán)境階段對(duì)TPRD施加鹽霧，正常環(huán)境階段開始時(shí)施加第1次鹽霧，共需要施加4次。施加鹽霧時(shí)間間隔約為90 min。每次施加鹽霧時(shí)，應(yīng)使TPRD表面潤(rùn)濕并形成水珠。噴霧量應(yīng)足夠清洗掉TPRD上殘留的鹽痕跡。
? ?c）在潮濕階段，控制環(huán)境箱溫度為（49±2）℃、相對(duì)濕度為100％，試驗(yàn)時(shí)間為7 h±10 min。
? ?d）在干燥階段，控制環(huán)境箱溫度為（60±2）℃且相對(duì)濕度不大于30％，試驗(yàn)時(shí)間為5 h±10 min。
? ?e）從正常環(huán)境階段到潮濕階段的轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)為1 h±5 min，從潮濕階段到干燥階段的轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)為3 h±10 min。
? ?f）因周末或節(jié)假日等特殊原因需要暫停試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在一個(gè)試驗(yàn)循環(huán)完畢后暫停，暫停期間應(yīng)保持試驗(yàn)箱溫度在（25±3）℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度在（45±10）％范圍內(nèi)。
? ?g）循環(huán)腐蝕試驗(yàn)結(jié)束后，采用清水沖洗TPRD，待其干燥后進(jìn)行評(píng)估。
? ?h）試驗(yàn)設(shè)備中環(huán)境箱應(yīng)符合GB/T 13893.2的要求，試驗(yàn)用水應(yīng)符合GB/T 6682規(guī)定的三級(jí)水要求。噴灑鹽溶液時(shí)，應(yīng)避免噴霧對(duì)TPRD直接沖擊。
? ?i）混合鹽溶液的各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求如下：
? ?1）氯化鈉（NaCl）：0.9％；
? ?2）氯化鈣（CaCl2）：0.1％；
? ?3）碳酸氫鈉（NaHCO3）：0.075％。
? ?氯化鈉應(yīng)為試劑級(jí)或食品級(jí)。氯化鈣應(yīng)為試劑級(jí)。碳酸氫鈉應(yīng)為試劑級(jí)或食品級(jí)。配制溶液用水應(yīng)符合 GB/T 6682的三級(jí)水要求。
640 mL/h。