2) испытание на растяжение по А.1; результаты испытания должны соответствовать требованиям конструкторской документации (см. 5.2.4.1);
3) для стальных лейнеров - три испытания на ударный изгиб по А.2; результаты испытания должны соответствовать требованиям, указанным в А.2;
4) если защитное покрытие является частью конструкции, то испытания покрытия в партии должны быть проведены в соответствии с 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.
Допускается проводить испытания на растяжение и ударный изгиб на образце-свидетеле, подвергнутом термической обработке.
Все баллоны или лейнеры, представленные в испытаниях партии и не соответствующие указанным требованиям, должны быть подвергнуты процедурам, установленным в 7.9.
Допускается проводить испытания на растяжение и ударный изгиб на образце-свидетеле, подвергнутом термической обработке.
Все баллоны или лейнеры, представленные в испытаниях партии и не соответствующие указанным требованиям, должны быть подвергнуты процедурам, установленным в 7.9.
7.6.2.2 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 подвергнут циклическому испытанию давлением в течение 1000Т циклов, но не менее 15000 циклов;
b) если в 10 последовательных партиях баллонов одного конструкционного ряда (т.е. материалы и технологические процессы одинаковые в пределах незначительных изменений конструкции, см. 7.5.3) ни один из баллонов, подвергнутых циклическому испытанию по 7.6.2.2 а), не дал течи или разрыва за менее чем 1500 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 7.6.2.2 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;
d) если прошло более трех месяцев со времени последних циклических испытаний давлением, то баллон из следующей партии должен быть подвергнут циклическому испытанию давлением, чтобы сохранить испытание партии с сокращенной частотой по 7.6.2.2 b) или c);
e) если баллон, подвергнутый циклическому испытанию давлением с сокращенной частотой по 7.6.2.2 b) или c), не выдержал требуемого числа циклов давления (не менее 22500 или 30000 циклов соответственно), то необходимо повторить циклические испытания давлением по 7.6.2.2 а) не менее чем для 10 партий, чтобы снова установить сокращенную частоту циклических испытаний партии давлением по 7.6.2.2 b) или c).
Если баллон по 7.6.2.2 а), b) или c) не соответствует минимальному требованию и не выдерживает 1000 Т циклов (не менее 15000 циклов), то должна быть определена и устранена причина несоответствия согласно процедурам, указанным в 7.9. Затем необходимо повторить циклические испытания давлением на трех дополнительных баллонах из этой партии. Если хотя бы один из трех дополнительных баллонов не выдерживает 1000 Т циклов (не менее 15000 циклов), то эта партия должна быть забракована.
Если баллон по 7.6.2.2 а), b) или c) не соответствует минимальному требованию и не выдерживает 1000 Т циклов (не менее 15000 циклов), то должна быть определена и устранена причина несоответствия согласно процедурам, указанным в 7.9. Затем необходимо повторить циклические испытания давлением на трех дополнительных баллонах из этой партии. Если хотя бы один из трех дополнительных баллонов не выдерживает 1000 Т циклов (не менее 15000 циклов), то эта партия должна быть забракована.
7.7 Контроль каждого баллона
Контролю должны быть подвергнуты все баллоны партии. Неразрушающий контроль должен быть проведен в соответствии со стандартом, приемлемым для инспектора.
Каждый баллон в процессе изготовления и после изготовления должен быть подвергнут:
Каждый баллон в процессе изготовления и после изготовления должен быть подвергнут:
a) контролю металлических лейнеров неразрушающим методом в соответствии с приложением В или другим испытанным эквивалентным методом для подтверждения того, что максимальный размер существующего дефекта не превышает размера, определенного для данной конструкции, как указано в 7.3.4. Метод неразрушающего контроля должен быть способен обнаружить максимально допустимый размер дефекта;
b) измерительному контролю основных размеров и массы готовых баллонов, лейнеров и оболочек, которые должны быть в пределах допусков, установленных для конструкции;
c) визуальному контролю качества обработки поверхности, особенно поверхности глубокой вытяжки и горловин или плечевой части кованых или закатанных днищ;
d) проверке маркировки;
e) контролю твердости металлических лейнеров в соответствии с А.8, проводимому после окончательной термообработки. Значения твердости должны быть в пределах, установленных для конструкции;
f) гидравлическому испытанию в соответствии с А.11, вариант 1. Изготовитель должен определить соответствующий предел остаточного объемного расширения для используемого испытательного давления; при этом остаточное расширение должно быть не более 5% полного объемного расширения, измеренного при испытательном давлении.
7.8 Документ качества партии
При удовлетворительных результатах испытаний партии в соответствии с 7.6 и 7.7 должен быть оформлен документ качества партии. Пример такого документа представлен на рисунке Е.1 приложения Е.
7.9 Несоответствие требованиям контроля и испытаний
В случае несоответствия требованиям контроля и испытаний должны быть проведены повторные контроль и испытания или повторная термообработка и повторные испытания:
a) при получении неудовлетворительных результатов контроля и испытаний из-за ошибки при их проведении или ошибки в измерении должны быть проведены повторные контроль и испытания. Если результаты повторных контроля и испытаний удовлетворительные, то первоначальные результаты не учитывают;
b) если не выявлено ошибок в проведении контроля и испытаний, то должна быть установлена причина получения неудовлетворительных результатов:
1) если причиной неудовлетворительных результатов является термообработка, то изготовитель может подвергнуть баллоны, не прошедшие контроль и испытания, повторной термообработке, т.е. если неудовлетворительные результаты получены при испытании, представляющем опытный образец или партию баллонов, то должна быть проведена повторная термообработка всех представленных баллонов перед повторным испытанием. Однако, если неудовлетворительные результаты получены случайно при контроле каждого баллона, только эти баллоны должны быть направлены на повторную термообработку и повторный контроль:
- при любой повторной термообработке баллонов должна быть сохранена минимальная гарантированная толщина стенки;
- только испытания опытного образца или партии, необходимые для подтверждения пригодности партии, должны быть проведены снова. Если один или более показателей контроля и испытаний оказываются неудовлетворительными, то все баллоны этой партии должны быть отбракованы;
- при любой повторной термообработке баллонов должна быть сохранена минимальная гарантированная толщина стенки;
- только испытания опытного образца или партии, необходимые для подтверждения пригодности партии, должны быть проведены снова. Если один или более показателей контроля и испытаний оказываются неудовлетворительными, то все баллоны этой партии должны быть отбракованы;
2) если при контроле и испытаниях выявлены дефекты не из-за термической обработки, то все дефектные баллоны должны быть отбракованы или отремонтированы соответствующим методом; если отремонтированные баллоны прошли контроль, необходимый при ремонте, то они должны быть приняты как годные.
8 Требования к баллонам типа КПГ-3 (CNG-3) с полной обмоткой
8.1 Общие положения
Настоящий стандарт не предоставляет расчетные формулы и не указывает допустимые напряжения или деформации, но требует, чтобы соответствие конструкции было установлено соответствующими расчетами и подтверждено испытаниями. Баллоны должны выдерживать испытания материалов, приемочные испытания опытных образцов, квалификационные и приемо-сдаточные испытания партии, определенные настоящим стандартом.
При повышении давления в баллоне этого типа смещение композиционной оболочки и металлического лейнера происходит совместно. Из-за разных технологий изготовления баллонов настоящий стандарт не дает определенного метода для проектирования.
Конструкция должна обеспечивать вид повреждения "утечка до разрушения" при возможном разрушении баллона под давлением во время нормальной эксплуатации. Утечка в металлическом лейнере должна происходить только при развитии усталостной трещины.
При повышении давления в баллоне этого типа смещение композиционной оболочки и металлического лейнера происходит совместно. Из-за разных технологий изготовления баллонов настоящий стандарт не дает определенного метода для проектирования.
Конструкция должна обеспечивать вид повреждения "утечка до разрушения" при возможном разрушении баллона под давлением во время нормальной эксплуатации. Утечка в металлическом лейнере должна происходить только при развитии усталостной трещины.
8.2 Материалы
8.2.1 Общие требования
Используемые материалы должны быть применимы для условий эксплуатации, указанных в разделе 4. Материалы конструкции должны быть совместимы.
Используемые материалы должны быть применимы для условий эксплуатации, указанных в разделе 4. Материалы конструкции должны быть совместимы.
8.2.2 Контроль химического состава
8.2.2.1 Сталь
Стали должны быть раскислены алюминием и/или кремнием и иметь структуру с преобладанием мелкого зерна.
Химический состав всех сталей должен быть заявлен и определен, по крайней мере:
Стали должны быть раскислены алюминием и/или кремнием и иметь структуру с преобладанием мелкого зерна.
Химический состав всех сталей должен быть заявлен и определен, по крайней мере:
a) содержанием углерода, марганца, алюминия и кремния во всех случаях;
b) содержанием хрома, никеля, молибдена, бора и ванадия и других специально добавляемых легирующих элементов.
Содержание серы и фосфора по результатам анализа плавки не должно превышать значений, указанных в таблице 6.
Таблица 6 - Максимальное содержание серы и фосфора
Содержание серы и фосфора по результатам анализа плавки не должно превышать значений, указанных в таблице 6.
Таблица 6 - Максимальное содержание серы и фосфора
Предел прочности, МПа | <950 | ≥950 | |
Содержание, %, не более | Серы | 0,020 | 0,010 |
Фосфора | 0,020 | 0,020 | |
Серы и фосфора | 0,030 | 0,025 | |
8.2.2.2 Алюминий
Алюминиевые сплавы можно использовать для изготовления баллонов, если они соответствуют всем требованиям настоящего стандарта и содержат свинца и висмута не более 0,003%.
Примечание - Перечень зарегистрированных сплавов находится в Алюминиевой ассоциации и называется "Регистрационные данные о международных обозначениях сплавов и пределах химического состава для ковкого алюминия и сплавов ковкого алюминия".
Алюминиевые сплавы можно использовать для изготовления баллонов, если они соответствуют всем требованиям настоящего стандарта и содержат свинца и висмута не более 0,003%.
Примечание - Перечень зарегистрированных сплавов находится в Алюминиевой ассоциации и называется "Регистрационные данные о международных обозначениях сплавов и пределах химического состава для ковкого алюминия и сплавов ковкого алюминия".
8.2.3 Композиционные материалы
8.2.3.1 Смолы
Материалом для пропитки могут быть термореактивные или термопластичные смолы. Примерами подходящих основных связующих материалов являются эпоксидная смола, модифицированная эпоксидная смола, термореактивные пластмассы на основе сложных полиэфиров и виниловых сложных эфиров, термопластичные материалы на основе полиэтилена и полиамида.
Температуру стеклования материала на основе смолы следует определять в соответствии с АСТМ Д3418-99.
Материалом для пропитки могут быть термореактивные или термопластичные смолы. Примерами подходящих основных связующих материалов являются эпоксидная смола, модифицированная эпоксидная смола, термореактивные пластмассы на основе сложных полиэфиров и виниловых сложных эфиров, термопластичные материалы на основе полиэтилена и полиамида.
Температуру стеклования материала на основе смолы следует определять в соответствии с АСТМ Д3418-99.
8.2.3.2 Волокна
В качестве армирующего материала должны служить стеклянные, арамидные или углеродные волокна. При использовании углеродного волокна конструкция должна иметь средства предотвращения электрохимической коррозии в металлических элементах баллона.
Изготовитель баллонов должен иметь: технические условия на композиционные материалы; рекомендации изготовителя материалов по хранению, условиям эксплуатации и сроку годности; сертификат изготовителя на материал, свидетельствующий о том, что каждая партия соответствует требованиям технических условий. Изготовитель волокна должен подтвердить, что свойства волоконного материала соответствуют техническим условиям на изготовление данной продукции.
В качестве армирующего материала должны служить стеклянные, арамидные или углеродные волокна. При использовании углеродного волокна конструкция должна иметь средства предотвращения электрохимической коррозии в металлических элементах баллона.
Изготовитель баллонов должен иметь: технические условия на композиционные материалы; рекомендации изготовителя материалов по хранению, условиям эксплуатации и сроку годности; сертификат изготовителя на материал, свидетельствующий о том, что каждая партия соответствует требованиям технических условий. Изготовитель волокна должен подтвердить, что свойства волоконного материала соответствуют техническим условиям на изготовление данной продукции.
8.3 Требования к конструкции
8.3.1 Испытательное давление
Испытательное давление, используемое при изготовлении, должно быть не менее 30 МПа (в 1,5 раза больше рабочего давления).
Испытательное давление, используемое при изготовлении, должно быть не менее 30 МПа (в 1,5 раза больше рабочего давления).
8.3.2 Разрушающее давление и коэффициенты запаса прочности волокна
Расчетное разрушающее давление должно быть не менее значений, указанных в таблице 7. Композиционная оболочка должна быть рассчитана на прочность при постоянной и циклической нагрузках. Прочность должна быть достигнута благодаря соответствию или превышению значений коэффициентов запаса прочности композиционной оболочки, указанных в таблице 7. Коэффициент запаса прочности определяют как напряжение в волокне при расчетном минимальном разрушающем давлении, разделенное на напряжение в волокне при рабочем давлении. Коэффициент запаса прочности баллона определяют как действительное разрушающее давление баллона, разделенное на рабочее давление.
Примечание - Для Российской Федерации коэффициент запаса прочности баллона - не менее 2,4. Действительное разрушающее давление баллона - не менее 48 МПа.
Таблица 7 - Минимальные расчетные значения разрушающего давления и коэффициентов запаса прочности волокна для баллонов типа КПГ-3 (CNG-3)
Расчетное разрушающее давление должно быть не менее значений, указанных в таблице 7. Композиционная оболочка должна быть рассчитана на прочность при постоянной и циклической нагрузках. Прочность должна быть достигнута благодаря соответствию или превышению значений коэффициентов запаса прочности композиционной оболочки, указанных в таблице 7. Коэффициент запаса прочности определяют как напряжение в волокне при расчетном минимальном разрушающем давлении, разделенное на напряжение в волокне при рабочем давлении. Коэффициент запаса прочности баллона определяют как действительное разрушающее давление баллона, разделенное на рабочее давление.
Примечание - Для Российской Федерации коэффициент запаса прочности баллона - не менее 2,4. Действительное разрушающее давление баллона - не менее 48 МПа.
Таблица 7 - Минимальные расчетные значения разрушающего давления и коэффициентов запаса прочности волокна для баллонов типа КПГ-3 (CNG-3)
 | |
| 582 × 469 пикс. Открыть в новом окне | |
Расчеты коэффициента запаса прочности волокна должны включать в себя:
a) метод анализа характеристик нелинейных материалов (специальная компьютерная программа или программа расчетов методом конечных элементов);
b) моделирование кривой зависимости напряжений от упругопластических деформаций для материала лейнера;
c) моделирование механических свойств композиционных материалов;
d) расчеты при давлении автофреттирования, нулевом давлении после автофреттирования, рабочем давлении и минимальном разрушающем давлении;
e) расчет предварительных напряжений от натяжения намотки;
f) выбор минимального расчетного разрушающего давления таким образом, чтобы рассчитанное напряжение при этом давлении, разделенное на рассчитанное напряжение при рабочем давлении, соответствовало требованиям к коэффициенту запаса прочности для используемого волокна;