ГОСТ Р ИСО 11439-2010 Газовые баллоны. Баллоны высокого давления для хранения на транспортном средстве природного газа как топлива. Технические условия стр. 10

  1. Документы
  2. Госты РФ
Проверка коэффициентов запаса прочности волокна может быть проведена с использованием датчиков деформации. Применимый метод приведен в приложении G.
9.3.3 Расчет напряжений

Расчет напряжений проводят для определения минимальной расчетной толщины стенки. Расчет должен включать в себя определение напряжений в лейнерах и волокнах композиционной оболочки.

После предварительного напряжения должны быть рассчитаны осевые и окружные напряжения в композиционной оболочке и в лейнере для 0 и 20 МПа, испытательного давления и расчетного разрушающего давления.
9.3.4 Горловины баллонов

Баллоны могут иметь одну или две горловины, расположенные в днищах. Осевая линия отверстий горловин должна совпадать с продольной осью баллона.
9.3.5 Противопожарная защита

Конструкция баллона должна быть защищена предохранительными устройствами от повышения давления. Баллон, его материалы, предохранительные устройства и любой дополнительный изоляционный или защитный материал должны быть разработаны в комплексе так, чтобы обеспечить необходимую безопасность при пожаре в условиях, указанных в А.15. Изготовитель может определить альтернативное размещение предохранительных устройств на транспортном средстве с целью достижения безопасности.

Предохранительные устройства от повышения давления должны соответствовать стандарту, приемлемому для инспектора страны - потребителя баллонов.

9.4 Конструкция и качество изготовления

9.4.1 Общие положения

Композиционный баллон должен быть изготовлен из лейнера с оболочкой из непрерывного волокна. Операция намотки волокна должна иметь компьютерное или механическое управление. Волокна должны накладываться при контролируемом натяжении во время намотки. После завершения намотки термореактивные смолы должны быть отверждены при нагревании в соответствии с предварительно определенной и контролируемой диаграммой "время - температура".
9.4.2 Резьба горловины

Резьба должна быть выполнена чисто и ровно без нарушений сплошности поверхности и должна отвечать требованиям соответствующего стандарта.
9.4.3 Отверждение термореактивных смол

Температура отверждения термореактивных смол должна быть не менее чем на 10° ниже температуры размягчения пластмассового лейнера.
9.4.4 Защита от воздействия окружающей среды

Наружная поверхность баллонов должна соответствовать требованиям климатического испытания в кислой среде, указанным в А.14. Для защиты наружной поверхности можно использовать один из следующих способов:
a) металлическое защитное покрытие (например, металлизация напылением алюминия, анодирование);
b) применение подходящих волокна и связующего материала (например, углеродное волокно в смоле);
c) органическое защитное покрытие (например, краска); если покрытие является частью конструкции, то оно должно соответствовать требованиям, указанным в А.9;
d) защитное покрытие, стойкое к химикатам, указанным в А.14.

Любые покрытия, наносимые на баллоны, должны быть такими, чтобы процесс их нанесения не оказывал отрицательного влияния на механические свойства баллона. Покрытие не должно препятствовать последующему контролю в процессе эксплуатации. Изготовитель должен предоставить инструкцию по обработке покрытия во время такого контроля для сохранения целостности баллона.

Изготовителю рекомендуется проводить климатическое испытание на воздействие окружающей среды, которое оценивает прочность покрытия (см. приложение F).

9.5 Процедура испытания опытного образца

9.5.1 Общие требования

Испытание опытного образца должно быть проведено для каждой новой конструкции на готовых баллонах, которые представляют опытное производство и имеют идентификационные знаки. Образцы баллонов или лейнеров следует выбирать и испытывать, как указано в 9.5.2, под наблюдением инспектора. Если испытаниям подвергают больше баллонов или лейнеров, чем требует настоящий стандарт, то все результаты испытаний должны быть документированы.
9.5.2 Испытания опытного образца
9.5.2.1 Требуемые испытания

Инспектор должен выбрать баллоны и лейнеры для испытаний и присутствовать при следующих приемочных испытаниях:

- указанных в 9.5.2.2 (испытания материала), на одном лейнере;

- указанных в 9.5.2.3 (испытание гидравлическим давлением на разрушение), на трех баллонах;

- указанных в 9.5.2.4 (циклическое испытание давлением при температуре окружающей среды), на двух баллонах;

- указанных в 9.5.2.5 (испытание на "утечку до разрушения"), на трех баллонах;

- указанных в 9.5.2.6 (испытание на огнестойкость), на одном или двух баллонах;

- указанных в 9.5.2.7 (испытание на прострел), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.8 (климатическое испытание в кислой среде), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.9 (испытание на допустимые дефекты), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.10 (испытание на ползучесть при высокой температуре), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.11 (ускоренное испытание на разрушение под напряжением), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.12 (циклическое испытание давлением при экстремальной температуре), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.13 (прочность смолы при сдвиге), на одном образце, представляющем композиционную оболочку;

- указанных в 9.5.2.14 (испытание на удар при падении), не менее чем на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.15 (испытание на кручение закладной горловины), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.16 (испытание на газопроницаемость), на одном баллоне;

- указанных в 9.5.2.17 (циклическое испытание природным газом), на одном баллоне.
9.5.2.2 Испытания материала пластмассовых лейнеров

Предел текучести при растяжении и относительное удлинение должны быть определены по А.22 и должны соответствовать указанным в А.22 требованиям.

Температура размягчения должна быть определена по А.23 и должна соответствовать указанным в А.23 требованиям.

Сопротивление ползучести при высокой температуре должно быть определено по А.18 и должно соответствовать указанным в А.18 требованиям.
9.5.2.3 Испытание гидравлическим давлением на разрушение

Три баллона должны быть подвергнуты гидравлическому испытанию на разрушение в соответствии с А.12. Расчетное разрушающее давление для волокна должно быть не менее разрушающего давления, указанного в таблице 9; для баллона разрушающее давление должно быть не меньше давления, указанного в 9.3.2.
9.5.2.4 Циклическое испытание давлением при температуре окружающей среды

Два баллона должны быть подвергнуты циклическому испытанию давлением при температуре окружающей среды в соответствии с А.13 до разрушения или не менее 45000 циклов.

Баллоны должны выдерживать без разрушения не менее 1000Т циклов (где Т - установленный срок службы, годы). Баллоны, выдержавшие более 1000 Т циклов, должны давать утечку, но не разрыв. Баллоны, которые не разрушились в течение 45000 циклов, должны быть разрушены путем продолжения циклического испытания давлением или путем повышения гидравлического давления. Число циклов до разрушения и место разрушения должны быть документированы.
9.5.2.5 Испытание на "утечку до разрушения"

Испытание на "утечку до разрушения" должно быть проведено по А.6 и должно соответствовать указанным в А.6 требованиям.
9.5.2.6 Испытание на огнестойкость

Один или два баллона должны быть испытаны по А.15 и должны соответствовать указанным в А.15 требованиям.
9.5.2.7 Испытание на прострел

Один баллон должен быть испытан по А.16 и должен соответствовать указанным в А.16 требованиям.
9.5.2.8 Климатическое испытание в кислой среде

Один баллон должен быть испытан по А.14 и должен соответствовать указанным в А.14 требованиям.

Дополнительное испытание на воздействие окружающей среды представлено в приложении F.
9.5.2.9 Испытание на допустимые дефекты

Один баллон должен быть испытан по А.17 и должен соответствовать указанным в А.17 требованиям.
9.5.2.10 Испытание на ползучесть при высокой температуре

В конструкциях, где температура стеклования смолы не превышает 102 °С, один баллон должен быть испытан по А.18 и должен соответствовать указанным в А.18 требованиям.
9.5.2.11 Ускоренное испытание на разрушение под напряжением

Один баллон должен быть испытан по А.19 и должен соответствовать указанным в А.19 требованиям.
9.5.2.12 Циклическое испытание давлением при экстремальной температуре

Один баллон должен быть испытан по А.7 и должен соответствовать указанным в А.7 требованиям.
9.5.2.13 Прочность смолы при сдвиге

Материалы на основе смолы должны быть испытаны по А.26 и должны соответствовать указанным в А.26 требованиям.
9.5.2.14 Испытание на удар при падении

Один или более готовых баллонов должны быть испытаны на удар по А.20 и должны соответствовать указанным в А.20 требованиям.
9.5.2.15 Испытание на кручение закладной горловины

Один баллон должен быть испытан по А.25 и должен соответствовать указанным в А.25 требованиям.
9.5.2.16 Испытание на газопроницаемость

Один баллон должен быть испытан по А.21 и должен соответствовать указанным в А.21 требованиям.
9.5.2.17 Циклическое испытание природным газом

Один баллон должен быть испытан по А.27 и должен соответствовать указанным в А.27 требованиям.
9.5.3 Изменение конструкции

Изменение конструкции - это любое изменение в выборе конструкционных материалов или изменение размеров.

При незначительных изменениях конструкции допускается проводить испытания по сокращенной программе. Изменения конструкции, представленные в таблице 10, требуют только проведения испытаний опытного образца, как указано в таблице.

Таблица 10 - Виды испытаний при изменение конструкции баллонов типа КПГ-4 (CNG-4)
Изменение конструкции
Вид испытания
Разру-
шение гидрав-
личес-
ким давле-
нием
Цикли-
ческое изме-
нение давления при темпе-
ратуре окружа-
ющей среды
Огне-
стой-
кость
Про-
стрел
Клима-
тичес-
кое
Допус-
тимый дефект
Ползу-
честь при высокой темпе-
ратуре
Разру-
шение под напря-
жением
Удар при паде-
нии
Кру-
чение закла-
дной горло-
вины
Газо-
прони-
цае-
мость
Цикли-
ческое испы-
тание газом
Раздел настоящего стандарта
А.12
А.13
А.15
А.16
А.14
А.17
А.18
А.19
А.20
А.25
А.21
А.27
Изготовитель волокна
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
Материал лейнера
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Волокно
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Смола
-
-
-
+
+
+
+
+
+
-
-
-
Изменение диаметра 20%
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Изменение диаметра >20%
+
+
+
+
-
+
-
-
+
-
-
-
Изменение диаметра 50%
+
-
+ a)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Изменение диаметра >50%
+
+
+ a)
-
-
-
-
-
+
-
-
-
Изменение рабочего давления 20%b)
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Форма днища
+
+
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
Размер отверстия
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Изменение покрытия
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
Конструкция горловины
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
Изменение в технологии производства
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Предохранительное устройство
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
a)Только при увеличении длины.

b)Только при изменении толщины пропорционально изменению диаметра и/или давления.

9.6 Испытания партии

9.6.1 Общие требования

Испытания партии должны быть проведены на готовых баллонах, представляющих серийное производство и имеющих идентификационные знаки. Баллоны и лейнеры для испытания следует выбирать из каждой партии произвольно. Если испытаниям подвергают больше баллонов, чем требует настоящий стандарт, то все результаты испытаний должны быть документированы.
9.6.2 Требуемые испытания
9.6.2.1 Каждая партия баллонов должна быть подвергнута следующим испытаниям:
a) на одном баллоне
1) испытание гидравлическим давлением на разрушение в соответствии с А.12.

При неудовлетворительных результатах испытания необходимо выполнить процедуры, указанные в 9.9;
b) на одном баллоне или лейнере
1) контроль размеров на соответствие чертежам (см. 5.2.4.1);
2) одно испытание на растяжение пластмассовых лейнеров по А.22; результаты должны соответствовать требования конструкторской документации (см. 5.2.4.1);
3) для пластмассовых лейнеров температура размягчения должна быть определена по А.23 и должна соответствовать требованиям конструкторской документации;
4) если защитное покрытие является частью конструкции, то испытания покрытия в партии должны быть проведены по А.24. Если покрытие не соответствует требованиям А.24, то партия должна быть подвергнута 100%-ному контролю для выявления баллонов с подобным дефектным покрытием. Дефектное покрытие на всех баллонах может быть снято по технологии, которая не влияет на целостность оболочки, и нанесено повторно. Затем должны быть проведены повторные испытания покрытия в партии.

Все баллоны или лейнеры, представленные в испытаниях партии и не соответствующие указанным требованиям, должны быть подвергнуты процедурам, установленным в 9.9.
9.6.2.2 Дополнительно должны быть проведены циклические испытания давлением на готовых баллонах в соответствии с А.13 при следующей частоте испытаний:
a) первоначально один баллон из каждой партии должен быть испытан на кручение закладной горловины в соответствии с А.25. Затем баллон подвергают циклическому испытанию давлением в течение 1000Т циклов, но не менее 15000 циклов. Затем баллон должен быть испытан на герметичность в соответствии с А.10 и должен соответствовать указанным в А.10 требованиям;
b) если в 10 последовательных партиях баллонов одного конструкционного ряда (т.е. материалы и технологические процессы одинаковые в пределах незначительных изменений конструкции, см. 9.5.3) ни один из баллонов, подвергнутых циклическому испытанию по 9.6.2.2 а), не дал течи и не был разрушен за менее чем 15000 Т циклов (не менее 22500 циклов), то циклические испытания давлением можно проводить на одном баллоне из каждых последующих пяти партий;
c) если в 10 последовательных партиях баллонов одного конструкционного ряда ни один из баллонов, подвергнутых циклическому испытанию по 9.6.2.2 а), не дал течи или разрыва за менее чем 2000 Т циклов (не менее 30000 циклов), то циклические испытания давлением можно проводить на одном баллоне из каждых последующих 10 партий;