TCATSI 02009-2021 英文版 氣瓶安全泄壓裝置用玻璃泡技術(shù)條件

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前言
? ?本文件按照GB/T 1.1-2020給出的規(guī)則起草。
? ?本文件修改采用GB 18428-2010《自動(dòng)滅火系統(tǒng)用玻璃球》。
? ?本文件與GB 18428-2010的主要區(qū)別如下：
? ?——玻璃泡公稱動(dòng)作溫度不同，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)車用氣瓶安全泄壓裝置動(dòng)作溫度確定，為110℃；
? ?——?jiǎng)h去了快速響應(yīng)玻璃泡和標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)玻璃泡的定義和試驗(yàn)相關(guān)要求；
? ?——?jiǎng)h去了光褪色試驗(yàn)和工作液揮發(fā)試驗(yàn)。
? ?請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。
? ?本文件由中國(guó)技術(shù)監(jiān)督情報(bào)協(xié)會(huì)氣瓶安全標(biāo)準(zhǔn)化與信息工作委員會(huì)提出并歸口。
氣瓶安全泄壓裝置用玻璃泡技術(shù)條件
1 ?范圍
? ?本文件規(guī)定了氣瓶安全泄壓裝置用玻璃泡（以下簡(jiǎn)稱玻璃泡）的技術(shù)要求、檢查與試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、使用說(shuō)明書和產(chǎn)品數(shù)據(jù)單、標(biāo)志、包裝、貯運(yùn)等。
? ?本文件適用于氣瓶安全泄壓裝置用玻璃泡。
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 2828.1 計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃
(GB/T2828.12003，ISO2859-1：1999，IDT)
? ?GB/T 2829 ?周期檢驗(yàn)計(jì)數(shù)抽樣程序及表(適用于對(duì)過(guò)程穩(wěn)定性的檢驗(yàn))
? ?GB/T 13005 ?氣瓶術(shù)語(yǔ)
? ?GB/T 35544 ?車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶。
3 ?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
? ?靜態(tài)動(dòng)作溫度static operating temperature
? ?一定的升溫速率下，在液浴中玻璃泡圓柱體破碎時(shí)的溫度，單位為攝氏度(℃)。
3.2
? ?公稱動(dòng)作溫度 ?Nominal action temperature
? ?玻璃泡的設(shè)計(jì)動(dòng)作溫度值，單位為攝氏度(℃)。
3.3
? ?響應(yīng)時(shí)間系數(shù) RTI response time index
? ?在標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定的用于度量玻璃泡靈敏度的一個(gè)系數(shù)。
? ?表達(dá)式：RTI＝τu0.5
? ?式中：
? ?RTI——響應(yīng)時(shí)間系數(shù)，單位為(m?s)0.5；
? ?τ——響應(yīng)時(shí)間常數(shù)，單位為秒(s)；
? ?u——?dú)怏w流速，單位為米每秒(m/s)。
4 ?技術(shù)要求
4.1 ?通用要求
? ?玻璃泡除應(yīng)滿足如下條款要求外，還應(yīng)滿足GB/T 35544附錄B的要求。
4.2 ?外觀和尺寸
4.2.1 ?玻璃泡外表面不應(yīng)有損傷，玻璃材料內(nèi)部不應(yīng)有氣泡或其他雜質(zhì)，同種規(guī)格的玻璃泡工作液體內(nèi)氣泡大小應(yīng)均勻一致。
4.2.2 ?玻璃泡的直徑與標(biāo)稱直徑的偏差不應(yīng)超過(guò)±0.1mm，玻璃泡裝配長(zhǎng)度與標(biāo)稱裝配長(zhǎng)度的偏差不應(yīng)超過(guò)±0.2mm。
4.2.3 ?玻璃泡圓柱體上應(yīng)至少牢固標(biāo)注產(chǎn)品的型號(hào)和生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)志或商標(biāo)。
4.2.4 ?玻璃泡的公稱動(dòng)作溫度應(yīng)為110℃，工作液顏色應(yīng)為藍(lán)色。
4.3 ?靜態(tài)動(dòng)作溫度
? ?按5.2的規(guī)定進(jìn)行靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)，玻璃泡的靜態(tài)動(dòng)作溫度不應(yīng)超過(guò)(110±4.47)℃。
4.4 ?疲勞強(qiáng)度
? ?按5.3的規(guī)定進(jìn)行疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)，玻璃泡不應(yīng)有任何破損。試驗(yàn)后玻璃泡的靜態(tài)動(dòng)作溫度應(yīng)符合4.3的規(guī)定。
4.5 ?熱穩(wěn)定性能
? ?按5.4的規(guī)定進(jìn)行熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，玻璃泡不應(yīng)有任何破損。試驗(yàn)后玻璃泡的靜態(tài)動(dòng)作溫度應(yīng)符合4.3的規(guī)定。
4.6 ?破碎載荷
? ?玻璃泡的平均破碎載荷不應(yīng)小于6.0KN。
? ?按5.5的規(guī)定進(jìn)行破碎載荷試驗(yàn)，測(cè)得的平均破碎載荷不應(yīng)低于6.0KN，且破碎載荷誤差下限(TL)不應(yīng)低于平均破碎載荷的50%。
? ?破碎載荷誤差的計(jì)算按正態(tài)分布進(jìn)行。對(duì)所有玻璃泡的99%正態(tài)分布的置信系數(shù)為0.99。
4.7 ?耐低溫儲(chǔ)存性能
? ?按5.6的規(guī)定進(jìn)行低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)，玻璃泡不應(yīng)損壞。試驗(yàn)后玻璃泡的靜態(tài)動(dòng)作溫度應(yīng)符合4.3的規(guī)定。
4.8 ?環(huán)境溫度的適應(yīng)性
? ?按5.7的規(guī)定進(jìn)行環(huán)境溫度試驗(yàn)，玻璃泡不應(yīng)出現(xiàn)任何損壞。試驗(yàn)后玻璃泡的靜態(tài)動(dòng)作溫度應(yīng)符合4.3的規(guī)定。
4.9 ?動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能
? ?按5.8的規(guī)定進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)，玻璃泡平均RTI值應(yīng)在50(m?s)0.5～80(m?s)0.5之間，且任一值不得小于40(m?s)0.5或大于100(m?s)0.5。
4.10 ?功能
? ?按5.9的規(guī)定進(jìn)行功能試驗(yàn)，玻璃泡應(yīng)在120s內(nèi)爆破。
5 ?檢查與試驗(yàn)方法
5.1 ?外觀和尺寸檢查
? ?對(duì)照技術(shù)文件檢查玻璃泡的外觀、尺寸和標(biāo)志，判斷每一個(gè)樣品是否符合4.2的規(guī)定。
5.2 ?靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)
? ?試驗(yàn)環(huán)境溫度為(20±5)℃，試驗(yàn)在甘油浴中進(jìn)行。油浴的溫度應(yīng)均勻，油浴試驗(yàn)區(qū)域的溫度偏差不得超過(guò)0.5℃，溫度測(cè)量精度不低于±0.1℃。
? ?將玻璃泡樣品垂直置于油浴中，玻璃泡中心距液面為(40±5)mm，以不超過(guò)20℃/min的升溫速率從室溫升溫到(90±2)℃，保持10min后，以0.4℃/min～0.6℃/min 的速率升溫，直至樣品全部破碎，記錄每只樣品的動(dòng)作溫度，判斷試驗(yàn)結(jié)果是否符合4.3的規(guī)定。
5.3 ?疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)
? ?試驗(yàn)環(huán)境溫度應(yīng)為(20±5)℃，試驗(yàn)在甘油浴中進(jìn)行。將樣品置于試驗(yàn)容器中，以不超過(guò)20℃/min的升溫速率從室溫升溫到(90±2)℃，然后以1℃/min的速率升溫直至玻璃泡內(nèi)氣泡消失或至105℃，立即將樣品從油浴中取出，保持玻璃泡密封尖端朝下，在空氣中自然冷卻，直至玻璃泡內(nèi)部氣泡重新出現(xiàn)。
? ?每一樣品重復(fù)上述試驗(yàn)6次，判斷試驗(yàn)結(jié)果是否符合4.4的規(guī)定。試驗(yàn)后按5.2的規(guī)定進(jìn)行靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)。
5.4 ?熱穩(wěn)定性試驗(yàn)
? ?試驗(yàn)在甘油浴中進(jìn)行，試驗(yàn)前使玻璃泡樣品置于(20±5)℃的環(huán)境溫度中不少于2h，然后將玻璃泡浸入(100±2)℃的油浴中，油浴試驗(yàn)區(qū)域的溫度偏差不應(yīng)超過(guò)±1℃。保持5min后取出，使玻璃泡密封尖端朝下，立即浸入(10±1)℃的水中。判斷試驗(yàn)結(jié)果是否符合4.5的規(guī)定。試驗(yàn)后按5.2的規(guī)定進(jìn)行靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)。
5.5 ?破碎載荷試驗(yàn)
? ?將玻璃泡以適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ㄔ谥卧g，支撐元件為鋼質(zhì)材料，洛氏硬度為(44±6)HRC。
? ?沿玻璃泡軸線方向施加均勻載荷，直至玻璃泡發(fā)生爆破，載荷增加的速率為(250±25)N/s。用于測(cè)量破碎載荷的設(shè)備的最大偏差不得超過(guò)測(cè)量值的±1%。
? ?至少取25只試樣進(jìn)行本項(xiàng)試驗(yàn)，也可要求使用更多的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，以取得精確的測(cè)量結(jié)果。
? ?使用測(cè)量得到的數(shù)據(jù)計(jì)算破碎載荷的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，標(biāo)準(zhǔn)偏差(s)按公式(1)確定，判斷計(jì)算結(jié)果是否符合 4.6 的規(guī)定。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)
? ?式中：
? ?s——標(biāo)準(zhǔn)偏差，單位為牛頓(N)；
? ?x——破碎載荷平均值，單位為牛頓(N).
? ?xi——每次測(cè)得的破碎載荷值，單位為牛頓(N).
? ?n——試樣個(gè)數(shù)。
? ?破碎載荷的誤差下限按公式(2)計(jì)算，k值根據(jù)試樣的數(shù)量從表1中選取。
TL=x－ks ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)
? ?式中：
? ?TL——確定的破碎載荷誤差下限，單位為牛頓(N)；
? ?x——確定的平均破碎載荷，單位為牛頓(N)；
? ?k——從表2中選取的k值；
? ?s——根據(jù)公式(1)得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
表1正態(tài)分布下的單邊誤差限k值

5.6 ?低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)
? ?將玻璃泡樣品放置在低溫試驗(yàn)箱中，箱內(nèi)溫度為(－40±5)℃，保持24h，判斷試驗(yàn)結(jié)果是否符合4.7的規(guī)定。試驗(yàn)后待樣品溫度恢復(fù)至室溫，按5.2的規(guī)定進(jìn)行靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)。
5.7 ?環(huán)境溫度試驗(yàn)
? ?將玻璃泡安裝在專用卡具上，其承受的裝配載荷為300N。
? ?將玻璃泡置于溫度試驗(yàn)箱內(nèi)，箱內(nèi)溫度保持在94℃，溫度控制精度要求±2℃，每隔7d取出樣品檢查一次，整個(gè)試驗(yàn)歷時(shí)90d，判斷試驗(yàn)結(jié)果是否符合4.8的規(guī)定。試驗(yàn)后玻璃泡按5.2的規(guī)定進(jìn)行靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)。
5.8 ?動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)
5.8.1 ?試驗(yàn)步驟
? ?動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)在風(fēng)洞試驗(yàn)裝置(見圖1)上進(jìn)行。
? ?玻璃泡試樣裝配在專用卡具上稱為組件，專用卡具見圖2，卡具的球座及螺釘見圖3、圖4，密封件采用聚四氟乙烯塑料墊片。玻璃泡的裝配扭矩為(0.20±0.03)N?m。在下述試驗(yàn)中，風(fēng)洞試驗(yàn)段氣流的方向應(yīng)與玻璃泡的軸線及專用卡具雙臂所在的平面垂直。
? ?組件應(yīng)安裝在黃銅固定座上，固定座應(yīng)保證在每一個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)中，歷時(shí)55s的試驗(yàn)期間固定座溫升不超過(guò)2℃(固定座的溫升采用熱電偶進(jìn)行測(cè)量，將熱電偶置于卡具入口中心部的水中，測(cè)點(diǎn)位于基座內(nèi)從內(nèi)螺紋根部徑向向外不超過(guò)8mm處)。在每個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)中，如果響應(yīng)時(shí)間超過(guò)55s，固定座溫升數(shù)值不得超過(guò)響應(yīng)時(shí)間(s)的0.036倍。
? ?在組件接口螺紋處纏 1～1.5圍的聚四氟乙烯帶，擰入固定座的力矩為(15±3)N?m。將每個(gè)組件安裝在風(fēng)洞試驗(yàn)段蓋上，保存在溫度為(20±5)℃的恒溫箱內(nèi)不少于30min。
? ?試驗(yàn)前應(yīng)將不少于25mL達(dá)到(20±5)℃的水引入組件入口，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)在其入口端充0.05MPa的水壓。用精度為±0.01s的計(jì)時(shí)裝置測(cè)量從組件捕入風(fēng)洞到其動(dòng)作的時(shí)間，即響應(yīng)時(shí)間t。
? ?在試驗(yàn)過(guò)程中，風(fēng)洞試驗(yàn)段(組件部位)的氣流流速為(2.4～2.6)m/s，空氣流速在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)保持恒定，精度為±0.03m/s；空氣溫度為(191～203)℃，空氣溫度在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)保持恒定，控溫精度為±2℃。
? ?為了將組件和限流邊界(風(fēng)洞壁)之間的輻射交換盡量減小，風(fēng)洞的最大設(shè)備期望誤差不應(yīng)超過(guò)3%。應(yīng)在設(shè)計(jì)上保證試驗(yàn)段可將輻射效果限制在RTI計(jì)算值的±3%以內(nèi)，可通過(guò)在一個(gè)涂黑(高輻射率)的金屬試件和一個(gè)拋光(低輻射率)的金屬試件上進(jìn)行試驗(yàn)比較來(lái)確定輻射效果。
5.8.2 ?RTI值的計(jì)算
? ?RTI值按公式(3)計(jì)算。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)
? ?式中：
? ?t——玻璃泡的響應(yīng)時(shí)間，單位為秒(s)；
? ?μ——風(fēng)洞試驗(yàn)段的實(shí)際氣流速度，單位為米每秒(m/s)；
? ?ΔTe——玻璃泡的平均液浴動(dòng)作溫度-環(huán)境溫度，單位為攝氏度(℃)；
? ?ΔTg——風(fēng)洞試驗(yàn)段實(shí)際氣體溫度-環(huán)境溫度，單位為攝氏度(℃)。

孔板
被測(cè)試元件
加熱管
風(fēng)機(jī)
風(fēng)速調(diào)節(jié)板
圖1 ?風(fēng)洞裝置示意圖
單位為毫米

圖2 ?卡具組件圖

圖3 ?卡具組件——球座圖
單位為毫米

圖4 ?卡具組件——螺釘圖
5.9 ?功能試驗(yàn)
? ?將玻璃泡安裝在固定裝置上(如噴頭)，放入溫度為(310±5)℃的試驗(yàn)箱中，判斷試驗(yàn)結(jié)果是否符合4.10的規(guī)定。
6 ?檢驗(yàn)規(guī)則
6.1 ?檢驗(yàn)分類
6.1.1 ?出廠檢驗(yàn)
? ?出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目包括逐只檢驗(yàn)項(xiàng)目和批量檢驗(yàn)項(xiàng)目。逐只檢驗(yàn)項(xiàng)目為外觀和尺寸檢查，批量檢驗(yàn)項(xiàng)目為靜態(tài)動(dòng)作溫度試驗(yàn)和破碎載荷試驗(yàn)，批量檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)每批次抽取1%數(shù)量的產(chǎn)品進(jìn)行。
6.1.2 ?型式檢驗(yàn)
? ?型式試驗(yàn)的項(xiàng)目為第4章的全部項(xiàng)目。
6.2 ?組批
? ?相同材料、相同工藝、在一個(gè)輪班連續(xù)生產(chǎn)的玻璃泡為一個(gè)批次。
6.3 ?抽樣及試驗(yàn)程序
? ?樣品的抽取按 GB/T2828.1和GB/T2829 的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，型式試驗(yàn)抽樣基數(shù)不少于5000只。試驗(yàn)程序及樣品數(shù)量見圖5。

注：括號(hào)內(nèi)數(shù)字為樣品數(shù)量，方框內(nèi)數(shù)字為本文件的條款號(hào)。
圖5 ?試驗(yàn)程序及樣品數(shù)量
6.4 ?判定規(guī)則
6.4.1 ?出廠檢驗(yàn)
? ?出廠檢驗(yàn)中逐只檢驗(yàn)項(xiàng)目和批量檢驗(yàn)項(xiàng)目都合格，則判定該批產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)合格。若批量檢驗(yàn)項(xiàng)目中有任意一項(xiàng)不合格，則該批產(chǎn)品為不合格。
6.4.2 ?型式試驗(yàn)
? ?不同型號(hào)、規(guī)格的玻璃泡，按本文件規(guī)定的各項(xiàng)型式試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行型式試驗(yàn)，達(dá)到第4章相應(yīng)條款的要求為合格。若4.2～4.9中有一項(xiàng)不合格，則判定該型式試驗(yàn)不合格。
7 ?使用說(shuō)明書和產(chǎn)品數(shù)據(jù)單
7.1 ?玻璃泡產(chǎn)品應(yīng)有產(chǎn)品說(shuō)明書，產(chǎn)品說(shuō)明書中至少應(yīng)標(biāo)有產(chǎn)品的特性、用途和使用說(shuō)明。
7.2 ?玻璃泡產(chǎn)品應(yīng)有產(chǎn)品數(shù)據(jù)單，產(chǎn)品數(shù)據(jù)單應(yīng)包括以下內(nèi)容：
? ?a) ?型號(hào)；
? ?b) ?公稱動(dòng)作溫度和色標(biāo)；
? ?c) ?標(biāo)稱直徑；
? ?d) ?標(biāo)稱裝配長(zhǎng)度；
? ?e) ?平均破碎載荷。
8 ?標(biāo)志、包裝和貯運(yùn)
8.1 ?樣品應(yīng)采用適當(dāng)?shù)男问姜?dú)立包裝，每只玻璃泡占據(jù)一個(gè)位置。包裝盒內(nèi)應(yīng)有產(chǎn)品合格證、說(shuō)明書和產(chǎn)品數(shù)據(jù)單。包裝箱外宜標(biāo)有生產(chǎn)商、產(chǎn)品批號(hào)或生產(chǎn)日期、公稱動(dòng)作溫度、標(biāo)稱直徑以及易碎品標(biāo)志等。
8.2 ?產(chǎn)品應(yīng)貯存在通風(fēng)干燥處，貯存溫度應(yīng)在－10℃～+45℃范圍內(nèi)。
8.3 ?產(chǎn)品在運(yùn)輸中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以防止有可能由于磕碰、顛震等造成的損壞

Foreword

This standard is developed in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009.

This standard is modified in relation to GB 18428-2010 Glass bulbs used for automatic fire extinguishing systems.

The following main changes have been made with respect to GB 18428-2010:

——The nominal action temperature of glass bulb is different, which is 110°C in this standard according to the operating temperature of pressure relief devices of gas cylinders;

——The definitions and test-related requirements of fast response glass bulb and standard response glass bulb are deleted;

——The light fading test and the working solution volatilization test are deleted.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. The issuing body of this document shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

This document was proposed by and is under the jurisdiction of the Cylinder Safety Standardization and Information Working Committee of China Association for Technical Supervision Information.

Technical conditions of glass bulbs used for pressure relief devices of gas cylinders

1 Scope

This document specifies the technical requirements, inspection and test methods, inspection rules, operation instruction and product data sheet, marking, packaging, storage and transportation of glass bulbs used for pressure relief devices of gas cylinders (hereinafter referred to as glass bulbs).

This document is applicable to the glass bulbs used for pressure relief devices of gas cylinders.

2 Normative references

The following documents contain requirements which, through reference in this text, constitute provisions of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

GB/T 2828.1 Sampling procedures for inspection by attributes - Part 1: Sampling schemes indexed by acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection (GB/T 2828.12003, ISO 2859-1: 1999, IDT)

GB/T 2829 Sampling procedures and tables for periodic inspection by attributes (Apply to inspection of process stability)

GB/T 13005 Terminology of gas cylinders

GB/T 35544 Fully-wrapped carbon fiber reinforced cylinders with an aluminum liner for the on-board storage of compressed hydrogen as a fuel for land vehicles

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 13005 and the following apply.

3.1

static operating temperature

temperature when the glass bulb cylinder breaks in the liquid bath at certain heating rate (°C)

3.2

nominal action temperature

designed operating temperature of glass bulb (°C)

3.3

response time index (RTI)

coefficient which is determined under standard conditions and used for measuring the sensitivity of glass bulb

Expression: RTI = u0.5

where,

RTI——the response time index, (m?s)0.5;

——the response time constant, s;

u——the gas velocity, m/s.
?