國家標準英文翻譯/英文版 GB/T 42626-2023 英文版 車用壓縮氫氣纖維全纏繞氣瓶定期檢驗與評定

GB/T 42626-2023 英文版 Periodic inspection and evaluation of fully wrapped fibre reinforced composite gas cylinders of compressed hydrogen gas for automotive vehicles

1 ?范圍
? ?本文件規(guī)定了車用壓縮氫氣纖維全纏繞氣瓶(以下簡稱“氣瓶”)的定期檢驗與評定的基本方法和技術(shù)要求。
? ?本文件適用于按照GB/T 35544 和GB/T 42612設(shè)計、制造的氣瓶，其公稱工作壓力不超過70MPa、公稱水容積不大于450L、貯存介質(zhì)為壓縮氫氣、工作溫度不低于－40℃且不高于85℃。
? ?本文件不適用于安裝在長度不超過8m且座位數(shù)不超過19座的載客車輛上，無法拆卸進行定期檢驗的氣瓶。
? ?氫燃料電池城市軌道交通、氫能船舶、氫能發(fā)電裝置等供氫用氣瓶的定期檢驗與評定可參照本文件。
2 ?規(guī)范性引用文件
? ?下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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，僅該日期對應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 3464.1 ?機用和手用絲錐 ?第1部分：通用柄機用和手用絲錐
? ?GB/T 3836.1 ?爆炸性環(huán)境 ?第1部分：設(shè)備通 用要求
? ?GB/T 3934 ?普通螺紋量規(guī) ?技術(shù)條件
? ?GB/T 8979 ?純氮、高純氮和超純氮
? ?GB/T 9251 ?氣瓶水壓試驗方法
? ?GB/T 13005 ?氣瓶術(shù)語
? ?GB/T 35544 ?車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶
? ?GB/T 42612 ?車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶
? ?TSG 23 ?氣瓶安全技術(shù)規(guī)程
3 ?術(shù)語和定義
? ?GB/T 13005界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
? ?磨損 ?abrasion
? ?因刮、磨或振動導致材料發(fā)生摩擦而引起的氣瓶損傷。
3.2
? ?龜裂 ?crazing
? ?樹脂紋狀開裂，呈不透明、霜狀
3.3
? ?分層 ?delamination
? ?在纏繞層之間發(fā)生分離的損傷。
? ?注：分層通常是由于過大的載荷垂直沖擊纏繞層表面而引起的損傷。
3.4
? ?一級損傷 ?level 1 damage
? ?使用中發(fā)生的微小損傷。
? ?注：在氣瓶表面有較小損傷，但沒有纖維破損的現(xiàn)象均可判定為此類損傷。這種損傷對氣瓶的安全沒有構(gòu)成有害的影響，可繼續(xù)使用。
3.5
? ?二級損傷 ?level 2 damage
? ?損傷程度比一級損傷嚴重，經(jīng)處理后不影響氣瓶安全使用的損傷。
3.6
? ?三級損傷 ?level 3 damage
? ?影響氣瓶安全使用的損傷。
3.7
? ?樹脂 ?resin
? ?用于粘接纖維和傳遞載荷的材料。
? ?注：通常為熱固性。
3.8
? ?應力腐蝕裂紋 ?stress corrosion cracking
? ?由于載荷和惡劣環(huán)境共同作用造成的復合材料開裂或斷裂。
3.9
? ?TPRD端塞 ?thermally-activated pressure relief device(TPRD)end plug
? ?安裝在雙頭口結(jié)構(gòu)氣瓶的一端，裝有溫度驅(qū)動型安全泄壓裝置(TPRD)，并具備盲堵功能的端塞。
3.10
? ?極限彈性膨脹量 ?rejection elastic expansion； REE
? ?在每種規(guī)格型號氣瓶設(shè)計定型階段，由制造單位規(guī)定的氣瓶彈性膨脹量的許用上限值，單位為毫升。
3.11
? ?鼓包 ?bulge
? ?可見的氣瓶局部凸起。
3.12
? ?屈曲 ?buckling
? ?在壓應力作用下，塑料內(nèi)膽失去原有規(guī)則幾何形狀而導致的失效。
3.13
? ?鼓泡 ?blister
? ?塑料內(nèi)膽中形貌如同氣泡的局部缺陷。
3.14
? ?儲氫系統(tǒng) ?hydrogen storage system
? ?與車載氫氣儲存、輸送有關(guān)的部件集合。
? ?注：通常由氣瓶(含瓶閥)、閥門以及連接管路等組成。對單只氣瓶，指氣瓶和瓶閥；對兩只及以上氣瓶組成的瓶組，指氣瓶(含瓶閥)、框架范圍內(nèi)的連接管路和閥門等。
4 ?技術(shù)要求
4.1 ?氣瓶類型和說明
4.1.1 ?3型氣瓶
? ?鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶。
4.1.2 ?4型氣瓶
? ?塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶。
4.2 ?檢驗工具和裝置
? ?檢驗機構(gòu)應至少具備下列工具和裝置：
? ?a) ?防爆燈：用于檢查氣瓶內(nèi)外表面及附件表面，電壓應不超過12V，且滿足GB/T 3836.1中防爆等級ⅡC類，T1組要求；
? ?b) ?檢驗鏡和內(nèi)窺鏡：用于檢查由安裝造成部分被遮住的氣瓶表面和氣瓶內(nèi)表面(包括頸部內(nèi)表面)，內(nèi)窺鏡應為高清晰度彩色并具有存儲功能；
? ?c) ?力矩扳手等專用工具：用于氣瓶、瓶閥或TPRD端塞的拆卸和安裝；
? ?d) ?深度規(guī)：用于測定劃傷、凹陷和磨損等損傷深度；
? ?e) ?長度測量工具：包括直尺、直角尺和卷尺，用于測定損傷長度等；
? ?f) ?水壓試驗裝置：用于氣瓶水壓試驗；
? ?g) ?氣密性試驗裝置：用于氣瓶氣密性試驗；
? ?h) ?氣密性氦檢漏裝置：用于氣瓶的氦檢漏檢測；
? ?i) ?氫氣放空/回收裝置：用于氫氣的排放或回收；
? ?j) ?清潔裝置：用于氣瓶內(nèi)外表面沾染物和腐蝕產(chǎn)物等的清潔；
? ?k) ?便攜泵吸式氫氣泄漏檢測儀：用于檢測氫氣濃度；
? ?l) ?螺紋量規(guī)和絲錐：用于瓶口螺紋的檢查和修復；
? ?m) ?氫氣分析儀：用于分析氫氣的體積濃度；
? ?n) ?顆粒雜質(zhì)物檢測儀器：用于檢測顆粒雜質(zhì)物。
4.3 ?檢驗周期
4.3.1 ?氣瓶的定 期檢驗周期應符合TSG 23的有關(guān)規(guī)定。
4.3.2 ?在使用過程中，如遇到下列情況，應提前進行檢驗：
? ?a) ?車輛發(fā)生火災；
? ?b) ?車輛遭受碰撞；
? ?c) ?氣瓶安裝期間發(fā)生跌落或受到?jīng)_擊；
? ?d) ?氣瓶因其他原因暴露于過熱環(huán)境；
? ?e) ?氣瓶受損；
? ?f) ?氣瓶內(nèi)氫氣壓力異常下降；
? ?g) ?使用中出現(xiàn)異常的尖銳響聲；
? ?h) ?用戶反映使用中出現(xiàn)異常的味道；
? ?i) ?檢驗人員認為有必要提前檢驗的。
4.3.3 ?庫存或停用時間超過一個檢驗周期的氣瓶，啟用前應進行檢驗。
4.4 ?檢驗項目
4.4.1 ?氣瓶定期檢驗項目包括外觀檢查、內(nèi)部檢查、瓶口螺紋檢查、水壓試驗、瓶閥檢查與裝配、氣密性試驗。
4.4.2 ?檢驗機構(gòu)應在 氣瓶檢驗前對儲氫系統(tǒng)進行預檢查，以便對儲氫系統(tǒng)的安全狀況做出初步判斷。對首次檢驗的氣瓶，檢驗機構(gòu)可根據(jù)氣瓶的使用狀況及儲氫系統(tǒng)預檢查的結(jié)果確定是否進行拆卸檢驗。
4.4.3 ?若預檢查的結(jié)果滿足5.1的有關(guān)規(guī)定，檢驗機構(gòu)可不拆卸氣瓶完成檢驗，不拆卸氣瓶的檢驗項目僅為外觀檢查。
4.4.4 ?若預檢查的結(jié)果不滿足5.1的有關(guān)規(guī)定，或者需要更換瓶閥的，則應將氣瓶拆卸后，進行全部項目檢驗。
4.4.5 ?對于GB/T 35544中公稱工作壓力為35MPa的氣瓶和GB/T 42612中A2類氣瓶，第二次、第四次及之后檢驗時，應對氣瓶進行全部項目檢驗，第三次檢驗可采用與首次檢驗相同的判斷方式確定是否進行拆卸檢驗。對于GB/T 35544中公稱工作壓力為70MPa的氣瓶和GB/T 42612中B2類氣瓶，第二次及之后檢驗時，應對氣瓶進行全部項目檢驗。
5 ?檢驗準備
5.1 ?儲氫系統(tǒng)預檢查
5.1.1 ?概述
? ?儲氫系統(tǒng)預檢查包括外觀巡查和氫泄漏檢測。
5.1.2 ?外觀巡查
? ?外觀巡查前應確認車載氫系統(tǒng)已經(jīng)斷電。外觀巡查應巡查氣瓶、瓶閥、連接管路、固定支架或緊固帶，滿足下述條件巡查結(jié)果為合格：
? ?a) ?氣瓶固定支架或緊固帶完好，無松動、變形；
? ?b) ?瓶組或單個氣瓶的瓶閥和氫氣管路無松動、損壞，無明顯漏氣跡象；
? ?c) ?氣瓶、瓶閥表面無異常。
5.1.3 ?氫泄漏檢測
5.1.3.1 ?外觀巡查后應逐只對氣瓶、瓶閥/TPRD端塞及儲氫系統(tǒng)上的連接管路接頭及其他可能出現(xiàn)泄漏的部位進行氫泄漏檢測。
5.1.3.2 ?氫泄漏的檢測壓力應不低于20％公稱工作壓力。
5.1.3.3 ?應使用便攜泵吸式氫氣泄漏檢測儀進行檢測，儀器的分辨率應不低于1mL/m3，最小檢測濃度應不大于100mL/m3。
5.1.3.4 ?將儀器探測頭的端部在待查部位充分轉(zhuǎn)動方向，以找出最大泄漏點，讀取該位置的氫氣濃度值。當檢測部位可能有冷凝水滴落時，宜在儀器探測頭上安裝帶有側(cè)向開口的探測頭護罩。
5.1.3.5 ?經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)有泄漏的部位，實測氫氣濃度應不大于300mL/m3。
5.1.3.6 ?氫氣泄漏檢測儀應定期進行檢定或校準，檢定或校準周期按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
5.2 ?資料查閱和記錄
5.2.1 ?氣瓶檢驗前，應查閱如下資料：
? ?a) ?氣瓶制造單位提供的相關(guān)資料，包括氣瓶監(jiān)督檢驗證書、使用說明書和合格證等；
? ?b) ?車輛制造單位(當車載氫系統(tǒng)由車輛制造單位安裝時)或車載氫系統(tǒng)集成單位(當車載氫系統(tǒng)由車輛制造單位以外的單位安裝時)所提供的相關(guān)資料；
? ?c) ?車用氣瓶使用登記證；
? ?d) ?歷次檢驗報告；
? ?e) ?上次檢驗后氣瓶的充裝記錄、日常維護保養(yǎng)記錄、事故情況或者異常情況所采取的應急措施和處理情況記錄等。
5.2.2 ?檢查和記錄氣瓶制造標志和檢驗標志。記錄的內(nèi)容至少應包括制造單位許可證編號或單位代碼、氣瓶制造標準、氣瓶編號、制造年月、公稱工作壓力、水壓試驗壓力.公稱水容積、設(shè)計使用年限、設(shè)計循環(huán)次數(shù)、REE、瓶閥和TPRD端塞(若有，以下同)的制造單位和型號、上次檢驗日期及檢驗機構(gòu)名稱或代號等信息，對進口氣瓶應當記錄國別。
5.2.3 ?未取得特種設(shè)備制造許可的制造單位生產(chǎn)的氣瓶、制造標志模糊不清或項目不全又無據(jù)可查的氣瓶、特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范規(guī)定需報廢的氣瓶，登記后不予檢驗，應判廢。
5.2.4 ?自氣瓶制造之日起，使用年限超過設(shè)計使用年限的氣瓶，應判廢。
5.3 ?氣瓶的卸壓和氮氣置換
5.3.1 ?檢驗機構(gòu)完成儲氫系統(tǒng)預檢查后，對于需要拆卸進行檢驗的氣瓶應進行卸壓和氮氣置換。
5.3.2 ?氣瓶的卸壓見附錄A。
5.3.3 ?氣瓶卸壓至零壓后，應進行氮氣置換。氮氣應符合GB/T 8979中純氮的要求。嚴禁用空氣進行置換。
5.3.4 ?應至少 充放三次壓力為0.3MPa～0.5MPa的純氮進行置換處理，置換后應使用氫氣分析儀進行取樣分析，氫氣的體積濃度應小于1％。
5.3.5 ?如果卸壓場地不具備置換條件，也可將已卸壓的氣瓶拆卸后送至氣瓶檢驗機構(gòu)進行氮氣置換。
5.4 ?氣瓶、瓶閥拆卸與表面清理
5.4.1 ?氣瓶應由氣瓶制造單位、檢驗機構(gòu)、車輛制造單位或其授權(quán)的車載氫系統(tǒng)集成單位負責拆卸。
5.4.2 ?拆卸框架、固定支架和緊固帶等結(jié)構(gòu)件時應避免損壞氣瓶表面。
5.4.3 ?確認經(jīng)氮氣置換處理后的瓶內(nèi)氫氣體積濃度滿足5.3.4的規(guī)定后，拆下瓶閥和TPRD端塞。拆卸瓶閥應使用專用工具和工裝，避免損壞瓶閥和瓶頸部位。應使用合適的工裝固定瓶體或瓶頸部位，按照指示方向旋下瓶閥。
5.4.4 ?瓶閥無法開啟或拆下的氣瓶，應與待檢瓶分開存放以待另行妥善處理。
5.4.5 ?用不損傷瓶體和纏繞層的方法，將氣瓶內(nèi)外表面的沾染物、腐蝕產(chǎn)物等有礙外觀檢查的雜物以及外表面的疏松涂覆物清除干凈。
6 ?外觀檢查與評定
6.1 ?損傷類型
? ?氣瓶外觀損傷的主要檢查方式為目視檢查。不拆卸氣瓶檢驗時，應借助檢驗鏡或內(nèi)窺鏡，對被遮住的氣瓶表面進行檢查。損傷的類型包括：劃傷、擦傷、鑿傷、磨損、氣瓶表面變色(積碳、碳化、化學品侵蝕等)、暴露于熱環(huán)境的痕跡、纖維暴露、纖維斷裂、纖維松散或分離、表面材料的劣化、沖擊、凹陷、凸起、分層、材料損失、龜裂、腐蝕等。應對目視檢查中發(fā)現(xiàn)的損傷進行拍攝記錄。
6.2 ?損傷級別
? ?根據(jù)損傷的程度，將損傷分為一級損傷、二級損傷和三級損傷。一級損傷可不處理并繼續(xù)使用；二級損傷可視情況用涂覆樹脂的辦法復原或咨詢氣瓶制造單位處理建議或判廢；三級損傷應判廢。被判定為一級損傷和可經(jīng)涂覆樹脂處理的二級損傷氣瓶應進行下一步檢驗。氣瓶外表面的損傷應按照表1進行檢查與評定。附錄B提供了氣瓶典型損傷圖例。
表1 ?氣瓶外表面損傷檢查與評定
6.3 ?外觀損傷檢查與評定
6.3.1 ?劃傷、擦傷、鑿傷和磨損
? ?磨損可能是由于氣瓶和緊固帶等其他部件接觸并反復摩擦而形成的，在輕微的載荷下，受磨損的表面一般較為光滑，在重載荷下，受磨損的表面會出現(xiàn)一系列平行的凹槽或劃傷，對于受到重載荷而導致的磨損還應按照6.3.6進行沖擊損傷檢查。
? ?對于劃傷、擦傷、鑿傷和磨損，不論其長度、數(shù)量或方向，表面玻璃纖維保護層損傷深度小于0.25mm的損傷均判定為一級損傷；深度大于或等于0.25mm小于1.25mm且無碳纖維暴露、斷裂或分離現(xiàn)象的損傷判定為二級或三級損傷；當深度達到碳纖維層使碳纖維暴露、斷裂或分離，應判定為三級損傷。
6.3.2 ?燒傷和過熱損傷
? ?氣瓶因火燒或者過熱引起的損傷會使其外表面出現(xiàn)燒焦、變色、熏黑、碳化等現(xiàn)象，甚至會導致纖維松散或造成瓶頸部位燒熔或變形。
? ?變色、熏黑可能是附著污染物，如可以清洗掉，應判定為一級損傷；因火燒或過熱引起損傷的氣瓶應判定為三級損傷。
6.3.3 ?氣體泄漏
? ?瓶體部位出現(xiàn)氣體泄漏的氣瓶應判定為三級損傷。
6.3.4 ?化學腐蝕
? ?化學品侵蝕造成氣瓶表面的損傷，可能表現(xiàn)為變色、斑點、起泡、軟化、應力腐蝕裂紋和樹脂脫落。嚴重時，氣瓶會出現(xiàn)纖維斷裂或松散。
? ?當確認氣瓶所沾染的已知化學品不會對氣瓶造成損害時，應判定為一級損傷；由化學品侵蝕氣瓶所引起的斑點、起泡、軟化、樹脂脫落、纖維斷裂或松散，應判定為三級損傷；當不能確定化學品類型，或不能確認對氣瓶材料產(chǎn)生的影響時，也應判定為三級損傷。
6.3.5 ?老化
? ?氣瓶長時間暴露在陽光和大氣環(huán)境下，氣瓶外表面玻璃纖維保護層會損傷老化，其結(jié)果可引起外表面材料變色或退化。若僅發(fā)生表層樹脂粉化，未發(fā)生纏繞層纖維斷裂和松散，應判定為一級或二級損傷；否則應判定為三級損傷。
6.3.6 ?沖擊損傷
? ?沖擊損傷是由于氣瓶表面受到強烈撞擊而導致的，沖擊損傷可能造成氣瓶表面的永久變形、凹陷等，也可能引起纏繞層分層及纖維斷裂。與沖擊損傷有關(guān)的表面損傷有劃傷、刮傷、擦傷、纖維斷裂或松散、樹脂開裂、變色、凹陷或瓶體變形等。存在上述損傷時應對氣瓶表面進行仔細檢查，可用敲擊來測試氣瓶所受到的沖擊損傷。如使用小金屬錘輕輕敲擊纏繞層表面來測試受沖擊損傷部位，有沖擊損傷部位發(fā)出的聲音與未損傷部位發(fā)出的聲音會有明顯不同。同時應重點關(guān)注以下方面。
? ?a) ?內(nèi)壁損傷：應對已知的受沖擊區(qū)域、表面損傷的區(qū)域以及氣瓶內(nèi)壁進行檢查，以確定內(nèi)壁是否受到損傷。氣瓶表面有永久變形或內(nèi)壁有任何向內(nèi)凸起，應判定為三級損傷。
? ?b) ?氣瓶顏色：受到?jīng)_擊的氣瓶表面可能出現(xiàn)顏色局部變化。這種變化是由于纏繞層材料的分層、裂紋或開裂以及外表面的擦傷等所導致的。纏繞層分層應判定為三級損傷。
? ?c) ?表面開裂：受到?jīng)_擊的氣瓶可能會在纏繞層材料表面出現(xiàn)圓形、橢圓形或線形的局部表面開裂。開裂深度達碳纖維層的應判定為三級損傷。
6.3.7 ?應力腐蝕裂紋
? ?氣瓶的應力腐蝕裂紋可能是由環(huán)境引起的侵蝕所導致(如碳酸或其他從車輛元件泄漏的酸性物質(zhì))。
? ?纏繞層上的應力腐蝕裂紋通常呈現(xiàn)垂直于纖維方向的裂紋或裂紋群。有裂紋或裂紋群的氣瓶應判定為三級損傷。
6.3.8 ?龜裂
? ?龜裂一般呈線性，通常產(chǎn)生在沿纖維方向上的開裂，或產(chǎn)生在纏繞層表面的樹脂上沿多方向開裂。龜裂在氣瓶經(jīng)歷數(shù)次加壓后就可能產(chǎn)生。
? ?沿纖維方向的開裂寬度小于1.0mm，且在開裂處無異物，龜裂方向可能螺旋纏繞或環(huán)向纏繞方向交叉(特別是封頭區(qū)域)，纖維若未發(fā)生斷裂，應判定為一級損傷；樹脂表面開裂寬度大于或等于1.0mm，或在開裂處有異物，應判定為三級損傷。
6.3.9 ?3型氣瓶纏繞層下的金屬腐蝕
? ?在纏繞層與金屬邊界上存在金屬腐蝕，或從纏繞層材料表面發(fā)現(xiàn)返到表面的腐蝕產(chǎn)物，應判定為三級損傷。應注意不要將氣瓶腐蝕產(chǎn)物與來源于汽車部件的腐蝕沉積物混淆。
6.3.10 ?電偶腐蝕
? ?當瓶閥座與其他的導電材料接觸時(如碳纖維與金屬接觸)，可能會引起電偶腐蝕。如存在腐蝕凹點特征應判定為三級損傷。
7 ?外表面損傷的處理
7.1 ?允許采用涂覆樹脂的方法對氣瓶玻璃纖維保護層外表面損傷進行復原處理，涂覆樹脂應在水壓試驗前進行。
7.2 ?使用室溫固化的雙組分環(huán)氧樹脂進行處理，樹脂涂抹前應將待處理部位進行清理。如需使用其他類型的樹脂應咨詢氣瓶制造單位的建議。
7.3 ?水壓試驗后，應檢查經(jīng)樹脂涂覆處理后的部位有無缺陷擴展、剝離或分層等現(xiàn)象。
7.4 ?對每個損傷部位使用樹脂進行涂覆處理只允許進行一次。附錄C提供了樹脂涂覆處理典型方法的圖例。
8 ?內(nèi)部檢查與評定
8.1 ?損傷類型
? ?應逐只用內(nèi)窺鏡對氣瓶內(nèi)部進行檢查。損傷的類型包括：裂紋、劃痕、腐蝕、鼓包、屈曲、鼓泡等。