国家标准英文翻译/英文版 GB/T 42626-2023 英文版

国家标准英文翻译/英文版 GB/T 42626-2023 英文版 车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶定期检验与评定

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  范围
   本文件规定了车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶(以下简称“气瓶”)的定期检验与评定的基本方法和技术要求。
   本文件适用于按照GB/T 35544 和GB/T 42612设计、制造的气瓶，其公称工作压力不超过70MPa、公称水容积不大于450L、贮存介质为压缩氢气、工作温度不低于－40℃且不高于85℃。
   本文件不适用于安装在长度不超过8m且座位数不超过19座的载客车辆上，无法拆卸进行定期检验的气瓶。
   氢燃料电池城市轨道交通、氢能船舶、氢能发电装置等供氢用气瓶的定期检验与评定可参照本文件。
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/T 3464.1  机用和手用丝锥  第1部分：通用柄机用和手用丝锥
   GB/T 3836.1  爆炸性环境  第1部分：设备通 用要求
   GB/T 3934  普通螺纹量规  技术条件
   GB/T 8979  纯氮、高纯氮和超纯氮
   GB/T 9251  气瓶水压试验方法
   GB/T 13005  气瓶术语
   GB/T 35544  车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶
   GB/T 42612  车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶
   TSG 23  气瓶安全技术规程
3  术语和定义
   GB/T 13005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
   磨损  abrasion
   因刮、磨或振动导致材料发生摩擦而引起的气瓶损伤。
3.2
   龟裂  crazing
   树脂纹状开裂，呈不透明、霜状
3.3
   分层  delamination
   在缠绕层之间发生分离的损伤。
   注：分层通常是由于过大的载荷垂直冲击缠绕层表面而引起的损伤。
3.4
   一级损伤  level 1 damage
   使用中发生的微小损伤。
   注：在气瓶表面有较小损伤，但没有纤维破损的现象均可判定为此类损伤。这种损伤对气瓶的安全没有构成有害的影响，可继续使用。
3.5
   二级损伤  level 2 damage
   损伤程度比一级损伤严重，经处理后不影响气瓶安全使用的损伤。
3.6
   三级损伤  level 3 damage
   影响气瓶安全使用的损伤。
3.7
   树脂  resin
   用于粘接纤维和传递载荷的材料。
   注：通常为热固性。
3.8
   应力腐蚀裂纹  stress corrosion cracking
   由于载荷和恶劣环境共同作用造成的复合材料开裂或断裂。
3.9
   TPRD端塞  thermally-activated pressure relief device(TPRD)end plug
   安装在双头口结构气瓶的一端，装有温度驱动型安全泄压装置(TPRD)，并具备盲堵功能的端塞。
3.10
   极限弹性膨胀量  rejection elastic expansion； REE
   在每种规格型号气瓶设计定型阶段，由制造单位规定的气瓶弹性膨胀量的许用上限值，单位为毫升。
3.11
   鼓包  bulge
   可见的气瓶局部凸起。
3.12
   屈曲  buckling
   在压应力作用下，塑料内胆失去原有规则几何形状而导致的失效。
3.13
   鼓泡  blister
   塑料内胆中形貌如同气泡的局部缺陷。
3.14
   储氢系统  hydrogen storage system
   与车载氢气储存、输送有关的部件集合。
   注：通常由气瓶(含瓶阀)、阀门以及连接管路等组成。对单只气瓶，指气瓶和瓶阀；对两只及以上气瓶组成的瓶组，指气瓶(含瓶阀)、框架范围内的连接管路和阀门等。
4  技术要求
4.1  气瓶类型和说明
4.1.1  3型气瓶
   铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶。
4.1.2  4型气瓶
   塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶。
4.2  检验工具和装置
   检验机构应至少具备下列工具和装置：
   a)  防爆灯：用于检查气瓶内外表面及附件表面，电压应不超过12V，且满足GB/T 3836.1中防爆等级ⅡC类，T1组要求；
   b)  检验镜和内窥镜：用于检查由安装造成部分被遮住的气瓶表面和气瓶内表面(包括颈部内表面)，内窥镜应为高清晰度彩色并具有存储功能；
   c)  力矩扳手等专用工具：用于气瓶、瓶阀或TPRD端塞的拆卸和安装；
   d)  深度规：用于测定划伤、凹陷和磨损等损伤深度；
   e)  长度测量工具：包括直尺、直角尺和卷尺，用于测定损伤长度等；
   f)  水压试验装置：用于气瓶水压试验；
   g)  气密性试验装置：用于气瓶气密性试验；
   h)  气密性氦检漏装置：用于气瓶的氦检漏检测；
   i)  氢气放空/回收装置：用于氢气的排放或回收；
   j)  清洁装置：用于气瓶内外表面沾染物和腐蚀产物等的清洁；
   k)  便携泵吸式氢气泄漏检测仪：用于检测氢气浓度；
   l)  螺纹量规和丝锥：用于瓶口螺纹的检查和修复；
   m)  氢气分析仪：用于分析氢气的体积浓度；
   n)  颗粒杂质物检测仪器：用于检测颗粒杂质物。
4.3  检验周期
4.3.1  气瓶的定 期检验周期应符合TSG 23的有关规定。
4.3.2  在使用过程中，如遇到下列情况，应提前进行检验：
   a)  车辆发生火灾；
   b)  车辆遭受碰撞；
   c)  气瓶安装期间发生跌落或受到冲击；
   d)  气瓶因其他原因暴露于过热环境；
   e)  气瓶受损；
   f)  气瓶内氢气压力异常下降；
   g)  使用中出现异常的尖锐响声；
   h)  用户反映使用中出现异常的味道；
   i)  检验人员认为有必要提前检验的。
4.3.3  库存或停用时间超过一个检验周期的气瓶，启用前应进行检验。
4.4  检验项目
4.4.1  气瓶定期检验项目包括外观检查、内部检查、瓶口螺纹检查、水压试验、瓶阀检查与装配、气密性试验。
4.4.2  检验机构应在 气瓶检验前对储氢系统进行预检查，以便对储氢系统的安全状况做出初步判断。对首次检验的气瓶，检验机构可根据气瓶的使用状况及储氢系统预检查的结果确定是否进行拆卸检验。
4.4.3  若预检查的结果满足5.1的有关规定，检验机构可不拆卸气瓶完成检验，不拆卸气瓶的检验项目仅为外观检查。
4.4.4  若预检查的结果不满足5.1的有关规定，或者需要更换瓶阀的，则应将气瓶拆卸后，进行全部项目检验。
4.4.5  对于GB/T 35544中公称工作压力为35MPa的气瓶和GB/T 42612中A2类气瓶，第二次、第四次及之后检验时，应对气瓶进行全部项目检验，第三次检验可采用与首次检验相同的判断方式确定是否进行拆卸检验。对于GB/T 35544中公称工作压力为70MPa的气瓶和GB/T 42612中B2类气瓶，第二次及之后检验时，应对气瓶进行全部项目检验。
5  检验准备
5.1  储氢系统预检查
5.1.1  概述
   储氢系统预检查包括外观巡查和氢泄漏检测。
5.1.2  外观巡查
   外观巡查前应确认车载氢系统已经断电。外观巡查应巡查气瓶、瓶阀、连接管路、固定支架或紧固带，满足下述条件巡查结果为合格：
   a)  气瓶固定支架或紧固带完好，无松动、变形；
   b)  瓶组或单个气瓶的瓶阀和氢气管路无松动、损坏，无明显漏气迹象；
   c)  气瓶、瓶阀表面无异常。
5.1.3  氢泄漏检测
5.1.3.1  外观巡查后应逐只对气瓶、瓶阀/TPRD端塞及储氢系统上的连接管路接头及其他可能出现泄漏的部位进行氢泄漏检测。
5.1.3.2  氢泄漏的检测压力应不低于20％公称工作压力。
5.1.3.3  应使用便携泵吸式氢气泄漏检测仪进行检测，仪器的分辨率应不低于1mL/m3，最小检测浓度应不大于100mL/m3。
5.1.3.4  将仪器探测头的端部在待查部位充分转动方向，以找出最大泄漏点，读取该位置的氢气浓度值。当检测部位可能有冷凝水滴落时，宜在仪器探测头上安装带有侧向开口的探测头护罩。
5.1.3.5  经检测发现有泄漏的部位，实测氢气浓度应不大于300mL/m3。
5.1.3.6  氢气泄漏检测仪应定期进行检定或校准，检定或校准周期按有关规定执行。
5.2  资料查阅和记录
5.2.1  气瓶检验前，应查阅如下资料：
   a)  气瓶制造单位提供的相关资料，包括气瓶监督检验证书、使用说明书和合格证等；
   b)  车辆制造单位(当车载氢系统由车辆制造单位安装时)或车载氢系统集成单位(当车载氢系统由车辆制造单位以外的单位安装时)所提供的相关资料；
   c)  车用气瓶使用登记证；
   d)  历次检验报告；
   e)  上次检验后气瓶的充装记录、日常维护保养记录、事故情况或者异常情况所采取的应急措施和处理情况记录等。
5.2.2  检查和记录气瓶制造标志和检验标志。记录的内容至少应包括制造单位许可证编号或单位代码、气瓶制造标准、气瓶编号、制造年月、公称工作压力、水压试验压力.公称水容积、设计使用年限、设计循环次数、REE、瓶阀和TPRD端塞(若有，以下同)的制造单位和型号、上次检验日期及检验机构名称或代号等信息，对进口气瓶应当记录国别。
5.2.3  未取得特种设备制造许可的制造单位生产的气瓶、制造标志模糊不清或项目不全又无据可查的气瓶、特种设备安全技术规范规定需报废的气瓶，登记后不予检验，应判废。
5.2.4  自气瓶制造之日起，使用年限超过设计使用年限的气瓶，应判废。
5.3  气瓶的卸压和氮气置换
5.3.1  检验机构完成储氢系统预检查后，对于需要拆卸进行检验的气瓶应进行卸压和氮气置换。
5.3.2  气瓶的卸压见附录A。
5.3.3  气瓶卸压至零压后，应进行氮气置换。氮气应符合GB/T 8979中纯氮的要求。严禁用空气进行置换。
5.3.4  应至少 充放三次压力为0.3MPa～0.5MPa的纯氮进行置换处理，置换后应使用氢气分析仪进行取样分析，氢气的体积浓度应小于1％。
5.3.5  如果卸压场地不具备置换条件，也可将已卸压的气瓶拆卸后送至气瓶检验机构进行氮气置换。
5.4  气瓶、瓶阀拆卸与表面清理
5.4.1  气瓶应由气瓶制造单位、检验机构、车辆制造单位或其授权的车载氢系统集成单位负责拆卸。
5.4.2  拆卸框架、固定支架和紧固带等结构件时应避免损坏气瓶表面。
5.4.3  确认经氮气置换处理后的瓶内氢气体积浓度满足5.3.4的规定后，拆下瓶阀和TPRD端塞。拆卸瓶阀应使用专用工具和工装，避免损坏瓶阀和瓶颈部位。应使用合适的工装固定瓶体或瓶颈部位，按照指示方向旋下瓶阀。
5.4.4  瓶阀无法开启或拆下的气瓶，应与待检瓶分开存放以待另行妥善处理。
5.4.5  用不损伤瓶体和缠绕层的方法，将气瓶内外表面的沾染物、腐蚀产物等有碍外观检查的杂物以及外表面的疏松涂覆物清除干净。
6  外观检查与评定
6.1  损伤类型
   气瓶外观损伤的主要检查方式为目视检查。不拆卸气瓶检验时，应借助检验镜或内窥镜，对被遮住的气瓶表面进行检查。损伤的类型包括：划伤、擦伤、凿伤、磨损、气瓶表面变色(积碳、碳化、化学品侵蚀等)、暴露于热环境的痕迹、纤维暴露、纤维断裂、纤维松散或分离、表面材料的劣化、冲击、凹陷、凸起、分层、材料损失、龟裂、腐蚀等。应对目视检查中发现的损伤进行拍摄记录。
6.2  损伤级别
   根据损伤的程度，将损伤分为一级损伤、二级损伤和三级损伤。一级损伤可不处理并继续使用；二级损伤可视情况用涂覆树脂的办法复原或咨询气瓶制造单位处理建议或判废；三级损伤应判废。被判定为一级损伤和可经涂覆树脂处理的二级损伤气瓶应进行下一步检验。气瓶外表面的损伤应按照表1进行检查与评定。附录B提供了气瓶典型损伤图例。
表1  气瓶外表面损伤检查与评定
6.3  外观损伤检查与评定
6.3.1  划伤、擦伤、凿伤和磨损
   磨损可能是由于气瓶和紧固带等其他部件接触并反复摩擦而形成的，在轻微的载荷下，受磨损的表面一般较为光滑，在重载荷下，受磨损的表面会出现一系列平行的凹槽或划伤，对于受到重载荷而导致的磨损还应按照6.3.6进行冲击损伤检查。
   对于划伤、擦伤、凿伤和磨损，不论其长度、数量或方向，表面玻璃纤维保护层损伤深度小于0.25mm的损伤均判定为一级损伤；深度大于或等于0.25mm小于1.25mm且无碳纤维暴露、断裂或分离现象的损伤判定为二级或三级损伤；当深度达到碳纤维层使碳纤维暴露、断裂或分离，应判定为三级损伤。
6.3.2  烧伤和过热损伤
   气瓶因火烧或者过热引起的损伤会使其外表面出现烧焦、变色、熏黑、碳化等现象，甚至会导致纤维松散或造成瓶颈部位烧熔或变形。
   变色、熏黑可能是附着污染物，如可以清洗掉，应判定为一级损伤；因火烧或过热引起损伤的气瓶应判定为三级损伤。
6.3.3  气体泄漏
   瓶体部位出现气体泄漏的气瓶应判定为三级损伤。
6.3.4  化学腐蚀
   化学品侵蚀造成气瓶表面的损伤，可能表现为变色、斑点、起泡、软化、应力腐蚀裂纹和树脂脱落。严重时，气瓶会出现纤维断裂或松散。
   当确认气瓶所沾染的已知化学品不会对气瓶造成损害时，应判定为一级损伤；由化学品侵蚀气瓶所引起的斑点、起泡、软化、树脂脱落、纤维断裂或松散，应判定为三级损伤；当不能确定化学品类型，或不能确认对气瓶材料产生的影响时，也应判定为三级损伤。
6.3.5  老化
   气瓶长时间暴露在阳光和大气环境下，气瓶外表面玻璃纤维保护层会损伤老化，其结果可引起外表面材料变色或退化。若仅发生表层树脂粉化，未发生缠绕层纤维断裂和松散，应判定为一级或二级损伤；否则应判定为三级损伤。
6.3.6  冲击损伤
   冲击损伤是由于气瓶表面受到强烈撞击而导致的，冲击损伤可能造成气瓶表面的永久变形、凹陷等，也可能引起缠绕层分层及纤维断裂。与冲击损伤有关的表面损伤有划伤、刮伤、擦伤、纤维断裂或松散、树脂开裂、变色、凹陷或瓶体变形等。存在上述损伤时应对气瓶表面进行仔细检查，可用敲击来测试气瓶所受到的冲击损伤。如使用小金属锤轻轻敲击缠绕层表面来测试受冲击损伤部位，有冲击损伤部位发出的声音与未损伤部位发出的声音会有明显不同。同时应重点关注以下方面。
   a)  内壁损伤：应对已知的受冲击区域、表面损伤的区域以及气瓶内壁进行检查，以确定内壁是否受到损伤。气瓶表面有永久变形或内壁有任何向内凸起，应判定为三级损伤。
   b)  气瓶颜色：受到冲击的气瓶表面可能出现颜色局部变化。这种变化是由于缠绕层材料的分层、裂纹或开裂以及外表面的擦伤等所导致的。缠绕层分层应判定为三级损伤。
   c)  表面开裂：受到冲击的气瓶可能会在缠绕层材料表面出现圆形、椭圆形或线形的局部表面开裂。开裂深度达碳纤维层的应判定为三级损伤。
6.3.7  应力腐蚀裂纹
   气瓶的应力腐蚀裂纹可能是由环境引起的侵蚀所导致(如碳酸或其他从车辆元件泄漏的酸性物质)。
   缠绕层上的应力腐蚀裂纹通常呈现垂直于纤维方向的裂纹或裂纹群。有裂纹或裂纹群的气瓶应判定为三级损伤。
6.3.8  龟裂
   龟裂一般呈线性，通常产生在沿纤维方向上的开裂，或产生在缠绕层表面的树脂上沿多方向开裂。龟裂在气瓶经历数次加压后就可能产生。
   沿纤维方向的开裂宽度小于1.0mm，且在开裂处无异物，龟裂方向可能螺旋缠绕或环向缠绕方向交叉(特别是封头区域)，纤维若未发生断裂，应判定为一级损伤；树脂表面开裂宽度大于或等于1.0mm，或在开裂处有异物，应判定为三级损伤。
6.3.9  3型气瓶缠绕层下的金属腐蚀
   在缠绕层与金属边界上存在金属腐蚀，或从缠绕层材料表面发现返到表面的腐蚀产物，应判定为三级损伤。应注意不要将气瓶腐蚀产物与来源于汽车部件的腐蚀沉积物混淆。
6.3.10  电偶腐蚀
   当瓶阀座与其他的导电材料接触时(如碳纤维与金属接触)，可能会引起电偶腐蚀。如存在腐蚀凹点特征应判定为三级损伤。
7  外表面损伤的处理
7.1  允许采用涂覆树脂的方法对气瓶玻璃纤维保护层外表面损伤进行复原处理，涂覆树脂应在水压试验前进行。
7.2  使用室温固化的双组分环氧树脂进行处理，树脂涂抹前应将待处理部位进行清理。如需使用其他类型的树脂应咨询气瓶制造单位的建议。
7.3  水压试验后，应检查经树脂涂覆处理后的部位有无缺陷扩展、剥离或分层等现象。
7.4  对每个损伤部位使用树脂进行涂覆处理只允许进行一次。附录C提供了树脂涂覆处理典型方法的图例。
8  内部检查与评定
8.1  损伤类型
   应逐只用内窥镜对气瓶内部进行检查。损伤的类型包括：裂纹、划痕、腐蚀、鼓包、屈曲、鼓泡等。