GB/T 42610-2023 英文版 高壓氫氣瓶塑料內(nèi)膽和氫氣相容性試驗(yàn)方法
GB/T 42610-2023 英文版 Test method for evaluating hydrogen compatibility of plastic liner of high pressure gaseous hydrogen cylinders

標(biāo)準(zhǔn)翻譯網(wǎng)提供更多標(biāo)準(zhǔn)英文版。

1范圍
本文件規(guī)定了高壓氫氣瓶塑料內(nèi)膽氫氣相容性試驗(yàn)的通用要求、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法和試驗(yàn)報(bào)告。
本文件適用于貯存介質(zhì)為氫氣、工作溫度不低于-40 °C且不高于85°C的高壓氫氣瓶用塑料內(nèi)膽和氫氣的相容性試驗(yàn)。
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 1033.1塑料非泡沫塑料密度的測(cè)定第1部分:浸漬法、液體比重瓶法和滴定法?
GB/T 1040.1塑料拉伸性能的測(cè)定第1部分:總則?
GB/T 1040.2塑料拉伸性能的測(cè)定第2部分:模塑和擠塑塑料的試驗(yàn)條件?
GB/T 5163燒結(jié)金屬材料(不包括硬質(zhì)合金）可滲透性燒結(jié)金屬材料密度、含油率和開(kāi)孔率 的測(cè)定
GB/T 5330.1工業(yè)用金屬絲篩網(wǎng)和金屬絲編制網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸與金屬絲直徑組合選擇指南第1 部分:通則
GB/T 5832.1氣體分析微量水分的測(cè)定第1部分：電解法
GB/T 5832.2氣體分析微量水分的測(cè)定第2部分:露點(diǎn)法
GB/T 6285氣體中微量氧的測(cè)定電化學(xué)法
GB/T 13005 氣瓶術(shù)語(yǔ)
GB/T 28726氣體分析氦離子化氣相色譜法
GB/T 29729氫系統(tǒng)安全的基本要求
GB/T 34542.1氫氣儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)第1部分:通用要求
GB/T 37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣
3術(shù)語(yǔ)、定義和符號(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
塑料內(nèi)膽 plastic liner
外部纏繞碳纖維增強(qiáng)層，用于密封氣體、按不承受壓力載荷進(jìn)行設(shè)計(jì)的內(nèi)層塑料殼體。
3.1.2
無(wú)縫塑料內(nèi)膽 seam丨ess plastic liner
采用一體成型、沒(méi)有拼接焊縫的塑料內(nèi)膽。?
3.1.3
焊接塑料內(nèi)膽 welded plastic liner
含有拼接焊縫的塑料內(nèi)膽。
3.1.4
鼓泡 blister
聚合物中形貌如同氣泡的局部缺陷。
聚合物中形貌如同氣泡的局部缺陷。
5.2.1試驗(yàn)前，應(yīng)用氮?dú)饣蚨栊詺怏w置換試驗(yàn)系統(tǒng)和供氫管路系統(tǒng)，再用氫氣置換。通人氫氣前，應(yīng)檢 測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其值應(yīng)小于或等于1%。置換結(jié)束時(shí)，試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小 于或等于1X1CT6,水的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于或等于5X1CT6。
5.2.2 氧氣含量應(yīng)按GB/T 28726或GB/T 6285的規(guī)定檢測(cè)，水含量應(yīng)按GB/T 5832. 1或 GB/T 5832.2的規(guī)定檢測(cè)。
5.2.3試驗(yàn)用氫氣、置換氣體和置換程序分別符合5.1.1、5丄2和5.2.1的規(guī)定，且試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)氧氣和水 的含量在連續(xù)3次測(cè)試中均滿足5.2.1的要求時(shí)，6個(gè)月內(nèi)不需要檢測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的氧氣和水含量。?

圖1高壓氫氣瓶塑料內(nèi)膽和氫氣相容性試驗(yàn)流程

6試驗(yàn)方法
6.1塑料內(nèi)膽材料試驗(yàn)
6.1.1 一般要求
6.1.1.1無(wú)縫塑料內(nèi)膽應(yīng)進(jìn)行母材試驗(yàn)，焊接塑料內(nèi)膽應(yīng)進(jìn)行母材試驗(yàn)和焊接接頭試驗(yàn)。
6.1.1.2母材試驗(yàn)應(yīng)在同一內(nèi)膽的兩個(gè)環(huán)形截面處取樣。在一個(gè)截面處沿環(huán)向每隔120°取4個(gè)氫氣滲 透試樣和1個(gè)物理性能試樣，在另一個(gè)截面處沿環(huán)向每隔120°取6個(gè)拉伸性能試樣和2個(gè)氫氣老化試 樣，如圖2所示：
a) 無(wú)縫塑料內(nèi)膽:在筒體中部取樣，截面間距應(yīng)大于200 mm;
b) 焊接塑料內(nèi)膽:含有一道環(huán)向焊接接頭時(shí)，在筒體兩端與焊接接頭之間的中間部位取樣;含有 兩道環(huán)向焊接接頭時(shí)，在筒體中部取樣，截面間距應(yīng)大于200 mm。
6.1.1.3對(duì)于焊接塑料內(nèi)膽，在每道焊接接頭處沿環(huán)向每隔120°取6個(gè)拉伸性能試樣和2個(gè)氫氣老化 試樣，對(duì)于含合模線的吹塑內(nèi)膽，在每道合模線處取6個(gè)拉伸性能試樣和2個(gè)氫氣老化試樣，取樣部位 如圖2所示。取樣時(shí)應(yīng)確保焊縫或合模線位于試樣中部。
6.1.2.1.2同一內(nèi)膽材料應(yīng)準(zhǔn)備12個(gè)氫氣滲透試樣，分三組，每組4個(gè)。
6.1.2.1.3試驗(yàn)前應(yīng)將試樣放置在絕對(duì)壓力為1 000 Pa?5 000 Pa、溫度為65 °C的真空干燥箱內(nèi)，直至 試樣在24 h內(nèi)的質(zhì)量損失小于0.1%。
6.1.2.2試驗(yàn)裝置 6.1.2.2.1氫氣滲透試驗(yàn)裝置主體基本結(jié)構(gòu)參見(jiàn)附錄A。
6.1.2.2.2金屬絲篩網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸應(yīng)小于或等于0.15 mm，篩分面積百分率應(yīng)大于或等于35%，金屬絲 直徑應(yīng)按GB/T 5330.1的規(guī)定選取。
6.1.3物理性能試驗(yàn)
6.1.3.1 取樣
6.1.3.1.1宜采用長(zhǎng)度(40±0.2)mm、寬度（10±0.2)mm的長(zhǎng)條形試樣，試樣厚度取內(nèi)膽厚度。
6.1.3.1.2同一內(nèi)膽材料至少應(yīng)準(zhǔn)備3個(gè)物理性能試樣。
6.1.3.2試驗(yàn)裝置
6.1.3.2.1密度測(cè)量?jī)x器和浸漬液應(yīng)符合GB/T 1033.1中A法的相關(guān)規(guī)定。
6.1.3.2.2樣品的質(zhì)量為1 g?5 g，測(cè)量值應(yīng)精確到0.1 mg;樣品的質(zhì)量大于5 g，測(cè)量值應(yīng)精確到
1 mg。
6.1.3.3試驗(yàn)程序
6.1.3.3.1按以下步驟測(cè)量樣品質(zhì)量、密度和體積：
a) 使用數(shù)碼相機(jī)記錄試樣的外觀圖像；
b) 使用分析天平測(cè)量樣品的干質(zhì)量；
c) 使用分析天平稱量浸漬容器及浸漬液的總質(zhì)量，并單獨(dú)稱量懸掛導(dǎo)線及沉降塊的質(zhì)量；
d) 將試樣浸沒(méi)于浸漬液中，除去試樣表面的氣泡并稱重，試樣不應(yīng)與浸漬容器壁接觸；
e) 對(duì)取出的試樣進(jìn)行表面干燥處理；
f) 根據(jù)GB/T 1033.1的規(guī)定計(jì)算樣品密度和體積。
6.1.3.3.2使用工具顯微鏡或其他適合的測(cè)量?jī)x器測(cè)量試樣的尺寸。
6.1.3.3.3分別在氫氣循環(huán)試驗(yàn)開(kāi)始前、試驗(yàn)結(jié)束1 h內(nèi)、試驗(yàn)結(jié)束24 h后及試驗(yàn)結(jié)束48 h后測(cè)量試 樣的尺寸、體積、質(zhì)量和密度，并記錄試樣的表觀圖像。
6.1.3.3.4計(jì)算氫氣循環(huán)試驗(yàn)前后試樣的體積變化率、質(zhì)量變化率和密度變化率。
6.1.4拉伸性能試驗(yàn)
6.1.4.1 取樣
6.1.4.1.1試樣應(yīng)采用GB/T 1040.2中規(guī)定的B型試樣，試樣厚度取內(nèi)膽厚度。
6.1.4.1.2同一內(nèi)膽材料應(yīng)準(zhǔn)備18個(gè)母材試樣，分兩組，每組9個(gè)。對(duì)于焊接塑料內(nèi)膽，在每道焊接接 ?
頭處取18個(gè)試樣,分兩組，每組9個(gè);對(duì)于含合模線的吹塑內(nèi)膽，在每道合模線處取6個(gè)試樣，分兩組，
每組3個(gè)。
6.1.4.2試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置應(yīng)符合GB/T 1040.1、GB/T 1040.2以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
6.1.5.3.2在氫氣循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束48 h后，按圖1的規(guī)定分別完成第二次氫氣滲透試驗(yàn)（12個(gè)試樣）、第 二次物理性能試驗(yàn)(3個(gè)試樣）和第二次拉伸性能試驗(yàn)（第二組試樣），記錄氫氣循環(huán)試驗(yàn)前后的材料性 能變化。
6.1.6氫氣老化試驗(yàn)
6.1.6.1 取樣
6.1.6.1.1試樣應(yīng)采用GB/T 1040.2中規(guī)定的B型試樣，試樣厚度取內(nèi)膽厚度。
6.1.6.1.2同一內(nèi)膽材料應(yīng)準(zhǔn)備6個(gè)母材試樣;對(duì)于焊接塑料內(nèi)膽，在每道焊接接頭處取6個(gè)試樣；對(duì) 于含合模線的吹塑內(nèi)膽，在每道合模線處取2個(gè)試樣。
6.1.6.2試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置為溫度和壓力可控的密閉容器，溫度控制精度應(yīng)不低于±1 °C，壓力控制精度應(yīng)不低于 ±1 MPa。
6.1.6.3試驗(yàn)程序
6.1.6.3.1氫氣老化試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：
a) 試驗(yàn)前應(yīng)按6.1.2.1.3的規(guī)定干燥試樣；
b) 取3個(gè)試樣在壓力大于或等于1.25倍氣瓶公稱工作壓力、溫度大于或等于85 °C的氫氣中放 置1 000 h后，將溫度冷卻到室溫后，緩慢降壓至大氣壓力；
c) 另取3個(gè)試樣，在環(huán)境溫度、常壓中保存1 000 h，與步驟a)同時(shí)進(jìn)行；
d) 參照GB/T 1040.1和GB/T 1040.2的試驗(yàn)方法對(duì)上述試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，記錄拉伸曲線。
6.1.6.3.2試驗(yàn)過(guò)程中，試樣不應(yīng)接觸試驗(yàn)箱非夾持部位。
6.1.6.3.3記錄材料平均拉伸斷裂應(yīng)力變化率和平均拉伸斷裂標(biāo)稱應(yīng)變變化率。
6.2氣瓶?jī)?nèi)膽試驗(yàn) 6.2.1極限溫度滲透試驗(yàn)
6.2.1.1 試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置為溫度可控的密閉容器。
6.2.1.2試驗(yàn)程序
通過(guò)試驗(yàn)裝置外接質(zhì)譜儀、氣相色譜儀、氫氣濃度檢測(cè)裝置及其他有效方法測(cè)量氣瓶氫氣滲透率， 試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟進(jìn)行：
a) 將氣瓶及其附件置于溫度為55 °C?60 °C的密閉容器中；
b) 用氫氣將氣瓶及其附件緩慢加壓至1.15倍的公稱工作壓力，并在此壓力下靜置至少12 h;
c) 每隔12 h以上測(cè)量1次氫氣滲透量，至少連續(xù)測(cè)量3次，直至兩次測(cè)量值之差小于或等于前 一次測(cè)量值的±10%，則確認(rèn)滲透達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，記錄氣瓶滲透達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間；
d) 記錄氣瓶氫氣滲透量隨時(shí)間變化曲線。
6.2.2內(nèi)膽屈曲和鼓泡試驗(yàn)
完成6.2.1所述極限溫度滲透試驗(yàn)后，對(duì)同一氣瓶進(jìn)行內(nèi)膽屈曲和鼓泡試驗(yàn)，試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟 進(jìn)行：
8?
a) 以實(shí)際使用時(shí)氣瓶最大放氫速率將氣瓶壓力降至大氣壓，放氣過(guò)程中氣瓶表面溫度應(yīng)大于或 等于一40 °C;
b) 在（20±5)°C環(huán)境中靜置5 h，將氣瓶加壓至公稱工作壓力并保壓，保壓時(shí)間應(yīng)大于或等于 6.2.1.2中滲透達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間；
c) 重復(fù)步驟a)、b),直至完成9次循環(huán)；
d) 切割氣瓶并檢查內(nèi)表面和切割面；
e) 觀察內(nèi)膽是否屈曲，內(nèi)膽表面及切割面是否有鼓泡、氣孔等缺陷。
7試驗(yàn)報(bào)告
試驗(yàn)報(bào)告至少應(yīng)包含以下內(nèi)容。
a) 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法：
1) 本文件編號(hào)；
2) 其他參考文件(包括其出版年份）；
3) 試樣方法說(shuō)明。
b) 試樣參數(shù)：
1) 氣瓶型號(hào)；
2) 內(nèi)膽材料成型工藝；
3) 內(nèi)膽材料類型；
4) 試樣的尺寸、數(shù)量、取樣位置和制備方法；
5) 試樣儲(chǔ)存環(huán)境的溫度、濕度。
c) 試驗(yàn)條件：
1) 測(cè)試裝置的規(guī)格、型號(hào)和制造商；
2) 試驗(yàn)介質(zhì)；
3) 試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)壓力；
4) 氣瓶最快降壓速率，實(shí)際降壓速率。
d) 試驗(yàn)結(jié)果：
1) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
2) 試驗(yàn)前后的試樣圖像記錄；
3) 試驗(yàn)結(jié)果及分析。