Відвідуючи цей сайт, ви приймаєте програму використання cookie. Докладніше про нашу політику використання cookie .

ГОСТ Р ІСО 11439-2010

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови


ГОСТ Р ІСО 11439-2010

Група В66; Д24

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ГАЗОВІ БАЛОНИ. БАЛОНИ ВИСОКОГО ТИСКУ ДЛЯ ЗБЕРІГАННЯ НА ТРАНСПОРТНОМУ ЗАСОБІ ПРИРОДНОГО ГАЗУ ЯК ПАЛИВА

Технічні умови

Gas cylinders. Висока pressure cylinders для on-board зберігання природного gas as a fuel. Specifications

ОКС 43.020*
ОКП 14 1200; 14 1300
________________
* За даними офіційного сайту Росстандарту ОКС 43.060.40,
тут і надалі. - Примітка виробника бази даних.

Дата введення 2012-03-01

Передмова


Цілі та принципи стандартизації в Російській Федерації встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 N 184-ФЗ «Про технічне регулювання», а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення"

Відомості про стандарт

1 ПІДГОТОВЛЕНО Технічним комітетом зі стандартизації ТК 357 «Сталеві та чавунні труби та балони» та Відкритим акціонерним товариством «Російський науково-дослідний інститут трубної промисловості» (ВАТ «РосНІТІ») на основі автентичного перекладу російською мовою міжнародного стандарту, зазначеного в пункті 4 який виконано ФГУП "Стандартінформ"

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 357 «Сталеві та чавунні труби та балони"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 21 грудня 2010 р. N 911-ст

4 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 11439:2000* «Газові балони. Балони високого тиску для зберігання в транспортному засобі природного газу, що використовується як паливо для автомобілів» (ISO 11439:2000 «Gas cylinders — High pressure cylinders for on-board storage of natural gas for a fuel for automotive vehicles»).

Найменування цього стандарту змінено щодо найменування зазначеного міжнародного стандарту для приведення у відповідність до ГОСТ Р 1.5-2004 (підрозділ 3.5).

При застосуванні цього стандарту рекомендується використовувати замість посилальних міжнародних стандартів відповідні їм національні стандарти Російської Федерації, відомості про які наведено у додатковому додатку ДБ

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику «Національні стандарти», що щорічно видається, а текст змін і поправок — у щомісячно видаваних інформаційних покажчиках «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет

Вступ


Балони для природного компримованого газу, що використовується як паливо для транспортних засобів, повинні бути максимально легкими і водночас повинні відповідати вимогам безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском.

Це досягають за допомогою:

a) точного та всебічного визначення умов експлуатації як основи для проектування та експлуатації балонів;

b) використання відповідного методу для оцінки втомної довговічності при циклічному навантаженні тиском та для визначення допустимих дефектів у металевих балонах або лейнерах;

c) проведення приймальних випробувань конструкції;

d) проведення неруйнівного контролю для перевірки всіх балонів, що виготовляються;

e) проведення руйнівного випробування балонів та матеріалу балонів, взятих з кожної партії балонів, що виготовляються;

f) впровадження виробником сертифікованої системи управління якістю;

g) проведення періодичного технічного огляду балонів відповідно до інструкцій виробника та вимог інспекційного органу;

h) встановлення виробником терміну безпечної служби балонів.

Балони, що виготовляються відповідно до вимог цього стандарту:

a) мають ресурс втомної довговічності, що перевищує встановлений термін служби;

b) дають текти, але не розрив при циклічних випробуваннях тиском до руйнування;

c) мають при випробуваннях гідравлічним тиском на руйнування показники відношення «напруги при руйнівному тиску» до «напруги при робочому тиску», які перевищують значення, встановлені для конкретної конструкції та матеріалів, що використовуються, і мають безосколковий характер руйнування.

Споживачі балонів, виготовлених за цим стандартом, повинні пам'ятати, що балони призначені для безпечної експлуатації відповідно до зазначених умов експлуатації протягом зазначеного періоду часу. Дати закінчення терміну служби та періодичного огляду вказують на кожному балоні, і споживачі несуть відповідальність за проведення огляду балонів відповідно до інструкцій виробника та за припинення експлуатації балонів після закінчення строку служби.

До цього стандарту по відношенню до міжнародного стандарту ISO 11439:2000 включені примітки, в яких відповідно до вимог «Правил пристрою та безпечної експлуатації судин, що працюють під тиском» ПБ 03-576-03 вказано значення: коефіцієнта запасу міцності - не менше 2, 4; руйнівного тиску та числа циклів при випробуванні балонів для застосування в Російській Федерації. Крім того, до розділу 10 включено примітку, яка доповнює маркування балона відповідно до потреб національної економіки Російської Федерації.

У цьому стандарті стосовно міжнародного стандарту ISO 11439:2000 змінено окремі фрази, замінено деякі терміни їх синонімами з метою дотримання норм російської мови та відповідно до прийнятої національної термінології, введено позначення балона російською мовою — КПГ.

До стандарту внесено додатковий додаток ТАК, в якому враховано потреби національної економіки Російської Федерації при постановці на виробництво та сертифікацію балонів.

При застосуванні цього стандарту рекомендується використовувати замість міжнародних посилань стандарти відповідні їм національні стандарти Російської Федерації, відомості про які наведені в додатковому додатку ДБ.

Цей стандарт відповідає ГОСТ Р 51753-2001 «Балони високого тиску для стиснутого природного газу, що використовується як моторне паливо на автомобільних транспортних засобах», але при цьому має суттєві відмінності, які зводяться в основному до наступного:

- Введено позначення типу балонів - КПГ-1 (CNG-1), КПГ-2 (CNG-2), КПГ-3 (CNG-3), КПГ-4 (CNG-4);

- вимоги цього стандарту поширюються на балони будь-яких конструкції та місткості, крім зварних балонів та балонів, виготовлених з корозійностійких сталей;

- Коефіцієнт запасу міцності балонів в Російській Федерації повинен бути не менше 2,4, що відповідає вимогам ПБ 03-576-03;

- конструкція балонів повинна забезпечувати «відплив до руйнування» у разі втрати балоном герметичності під тиском під час експлуатації або випробування.

1 Область застосування


Цей стандарт визначає мінімальні вимоги до полегшених газових балонів серійного виробництва, призначених для зберігання та використання компримованого природного газу під високим тиском як моторне паливо на транспортних засобах, на яких встановлені балони. Умови експлуатації не включають зовнішні навантаження, які можуть виникнути при зіткненні автомобілів і т.п.

Цей стандарт поширюється на балони, виготовлені зі сталі, алюмінію або неметалевого матеріалу, будь-якої конструкції та технології виготовлення, які відповідають зазначеним умовам експлуатації. Стандарт не поширюється на зварені балони та балони з корозійностійкої сталі.

Балони, на які поширюється цей стандарт, позначають так:

- КПГ-1 (CNG-1) - металевий;

- КПГ-2 (CNG-2) - металевий лейнер, армований безперервними волокнами, просоченими смолою (кільцева обмотка);

- КПГ-3 (CNG-3) - металевий лейнер, армований безперервними волокнами, просоченими смолою (повна обмотка);

- КПГ-4 (CNG-4) - неметалічний лейнер, армований безперервними волокнами, просоченими смолою (повністю композиційний).

Примітка — Балони, виготовлені відповідно до ISO 9809-1, ISO 9809-2, ISO 9809-3 та ISO 7866, допускається використовувати за умови, що їх конструкція відповідає додатковим вимогам, визначеним у цьому стандарті.

2 Нормативні посилання


Цей стандарт використовує нормативні посилання на наступні стандарти*:
_______________
* Таблицю відповідності національних стандартів міжнародним див. за посиланням. - Примітка виробника бази даних.


ISO 148:1983* Сталь. Випробування на удар по Шарпі (V-подібний надріз)

ISO 148:1983, Steel - Charpy impact test (V-notch)
_______________
* Діє ISO 148−1:2006.


ІСO 306:1994 Пластмаси. Термопластичні матеріали. Визначення температури розм'якшення по Віка (VST)

ISO 306:1994, PlasticsThermoplastic materials — Determination of Vicat softening temperature (VST)
_______________
* Діє ISO 306:2004.


ІСO 527-2:1993 Пластмаси. Визначення механічних властивостей під час розтягування. Частина 2. Умови випробування для ливарних та екструзійних пластмас (включаючи Технічні зміни 1:1994)

ISO 527-2:1993, Plastics — Відомості про теністичні властивості — Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics (Incorporating Technical Corrigendum 1:1994)

ІСO 2808:1997* Фарби та лаки. Визначення товщини плівки

ISO 2808:1997, Paints and varnishes — Determination of film thickness
_______________
* Діє ISO 2808:2007.


ІСO 4624:2002 Фарби та лаки. Визначення адгезії методом відриву

ISO 4624:2002, Paints and varnishes – Pull-off test for adhesion.

ІСO 6506−1:1999* Матеріали металеві. Визначення твердості за Брінеллем. Частина 1. Метод випробування

ISO 6506−1:1999, Metallic materials - Brinell hardness test - Part 1: Test method
_______________
* Діє ISO 6506-1:2005.


ІСO 6892:1998* Матеріали металеві. Випробування на розтяг при температурі навколишнього середовища

ISO 6892:1998, Матеріали металеві — Tensile testing at ambient temperature
_______________
* Діє ISO 6892-1:2009.


ІСO 7225:2005 Газові балони. Попереджувальні етикетки

ISO 7225, Gas cylinders — Precautionary labels

ІСO 7866:1999 Балони газові. Газові балони з алюмінієвого сплаву безшовні багаторазового використання. Розрахунок, конструювання та випробування

ISO 7866:1999, Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design, construction and testing

ІСO 9227:1990* Випробування на корозію у штучній атмосфері. Випробування в соляному тумані

ISO 9227:1990, Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests
_______________
* Діє ISO 9227:2006.


ISO 9712:1999* Неруйнівний контроль. Кваліфікація та атестація персоналу

ISO 9712 :1999.
_______________
* Діє ISO 9712:2005.


ІСO 9809-1:1999 Балони газові. Безшовні сталеві газові балони багаторазового використання. Проектування, конструювання та випробування. Частина 1. Загартовані та відпущені сталеві балони з межею міцності при розтягуванні менше 1100 МПа

ISO 9809−1:1999, Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 1: Quenched and tempered steel cylindrs with tensile strength less than 1100 MPa

ІСO 9809-2:2000 Балони газові. Безшовні сталеві газові балони багаторазового використання. Проектування, конструювання та випробування. Частина 2. Загартовані та відпущені сталеві балони з межею міцності при розтягуванні більшому або рівному 1100 МПа

ISO 9809−2:2000, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing — Part 2.

ІСO 9809-3:2000 Балони газові. Безшовні сталеві газові балони багаторазового використання. Проектування, конструювання та випробування. Частина 3. Балони з нормалізованої сталі

ISO 9809−3:2000, Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 3: Normalized steel cylinders

ІСO 14130:1997 Композиційні матеріали, армовані волокнами. Визначення видимої міжшарової міцності при зсуві методом випробування зразків-брусків

ISO 14130:1997, Fibre-reinforced plastic composites — Визначення природного міжнародного шорсткового потоку в short-beam method

AСТМ Д522-93а* Стандартний метод випробування приєднаних органічних покриттів на вигин навколо оправлення

ASTM D522-93a, Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings
_______________
* Діє АСТМ Д522-93а (2007).


AСТМ Д1308-87 (1998)* Стандартний метод випробування на вплив побутових хімікатів на прозорі та пігментовані органічні покриття

ASTM D1308-87 (1998), Standard Test Method for Effect of Household Chemicals on Clear and Pigmented Organic Finishes
_______________
* Діє АСТМ Д1308-02 (2007).


AСТМ Д2794-93 (1999)е1* Стандартний метод випробування на стійкість органічних покриттів до дії швидкої деформації (удару)

ASTM D2794-93 (1999)е1, Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings до ефектів Rapid Deformation (Impact)
_______________
* Діє АСТМ Д2794-93 (2004).


AСТМ Д3170-87 (1996) e1* Стандартний метод випробування покриттів на опір сколюванню

ASTM D3170-87 (1996) e1, Standard Test Method for Chipping Resistance of Coatings
_______________
* Діє AСТМ Д3170-03 (2007).


AСТМ Д3418−99* Стандартний метод випробування для температур переходу полімерів за допомогою диференціальної скануючої калориметрії

ASTM D3418-99, Standard Test Method for Transition Temperatures of Polymers by Differential Scanning Calorimetry
_______________
* Діє АСТМ Д3418-08.


AСТM Ж53−93* Стандарт на апаратуру впливу світлом та водою (флуоресцентні ультрафіолетові промені — конденсація) на матеріали з неметалічні властивості

ASTM G53-93, Standard Practice for Operating Light and Water-Exposure Apparatus (Fluorescent UV — Condensation Type) для Exposure of Nonmetallic Materials
_______________
* Замінений на AСТM Ж154-06.


NACE TM0177−96* Лабораторні випробування металів на опір до сульфідного розтріскування під напругою та корозійного розтріскування під напругою в Н ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови S-вмісних середовищах

NACE TM0177-96, Laboratory Testing Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress Corrosion Cracking in H ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови S Environments
_______________
* Діє NASE TM0177-05.


Для однозначного дотримання вимог цього стандарту, виражених у датованих посиланнях, рекомендується використовувати лише цей стандарт посилання.

3 Терміни та визначення


У цьому стандарті застосовані такі терміни з відповідними визначеннями:

3.1 уповноважений інспекційний орган : Компетентний інспекційний орган, затверджений або визнаний офіційним органом у країні споживача, для спостереження за виготовленням та випробуванням балонів.

Примітка - У Російській Федерації таким органом є Федеральна служба з екологічного, технологічного та атомного нагляду - Ростехнагляд.

3.2 Автофреттування (auto-frettage): Технологічна операція навантаження тиском, що використовується при виготовленні композиційних балонів з металевим лейнером, яке розтягує лейнер за межу плинності його матеріалу для створення постійної пластичної деформації.

Примітка — Результатом цього є напруга, що стискає в лейнері і розтягує напругу в волокнах при нульовому внутрішньому тиску.

3.3 тиск автофретування (auto-frettage pressure): Тиск усередині балона з оболонкою, при якому встановлюється необхідний розподіл напруг між лейнером та оболонкою.

3.4 партія композиційних балонів : Група композиційних балонів з не більше ніж 200 балонів плюс балони для руйнівного випробування або, якщо більше, то балони, виготовлені послідовно за одну зміну, з лейнерів одних розмірів, конструкції, матеріалів та технології виготовлення.

3.5 партія металевих балонів/лейнерів (Batch of metal cylinders/liners): Група металевих балонів/лейнерів з не більше ніж 200 балонів/лейнерів плюс балони/лейнери для руйнівного випробування або, якщо більше, то металеві балони/лейнери, виготовлені послідовно за одну зміну та ті, що мають одні й ті ж номінальний діаметр, товщину стінки, конструкцію, матеріал, технологію виготовлення, обладнання для виготовлення та режими термообробки.

3.6 партія неметалевих лейнерів (batch of non-metallic liners): Група неметалевих лейнерів з не більше ніж 200 лейнерів плюс лейнери для руйнівного випробування або, якщо більше, то неметалеві лейнери, виготовлені послідовно за одну зміну і мають одні й ті самі номінальний діаметр, товщину стінки, конструкцію , матеріал та технологію виготовлення.

3.7 руйнуючий тиск (burst pressure): Найбільший тиск, що досягається в балоні або лейнері під час випробування на руйнування.

3.8 композиційний балон (composite cylinder): Балон, виконаний з безперервних волокон, просочених смолою та намотаних на поверхню металевого або неметалевого лейнера.

Примітка - Композиційні балони з неметалевими лейнерами називають повністю композиційними балонами, з металевими лейнерами - металокомпозиційними.

3.9 намотування з контрольованим натягом (controlled tension winding): Технологічна операція, що використовується при виготовленні композиційних балонів з кільцевою обмоткою металевих лейнерів, в результаті якої стискаючі напруги в лейнері і розтягують напруги в оболонці при нульовому внутрішньому тиску створюються намотуванням арм .

3.10 тиск наповнення (filling pressure): Тиск, до якого наповнений балон.

3.11 готові балони (finished cylinders): Завершені балони, готові до використання, типові для нормального виготовлення, що мають ідентифікаційні знаки та зовнішнє покриття, вказане виробником.

3.12 балон з повною обмоткою (fully-wrapped cylinder): Балон з оболонкою, що має армування волокнами по колу та в напрямку осі балона.

3.13 Температура газу (Gas temperature): Температура газу в балоні.

3.14 балон з кільцевою обмоткою (hoop-wrapped cylinder): Балон з оболонкою, що має армування волокнами в основному по колу на циліндричній частині лейнера так, що волокна не несуть будь-якого значного навантаження в напрямку осі балона.

3.15 лейнер (liner): Внутрішня газонепроникна оболонка балона, на яку намотують армуючі волокна для досягнення необхідної міцності.

У цьому стандарті представлені лейнери двох типів: металеві лейнери, які призначені розділяти навантаження з армуючими волокнами, та неметалічні лейнери, які не несуть навантаження.

3.16 виробник (manufacturer): Особа або організація, відповідальна за проектування, виготовлення та випробування балонів.

3.18* оболонка (over-wrap): Система армуючих волокон зі смолою, нанесена на лейнер.
__________________

* Нумерація відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.

3.19 попередня напруга : Результат застосування автофретування або намотування з контрольованим натягом.

3.20 термін служби (service life): Термін у роках, протягом якого балони можна безпечно використовувати відповідно до стандартних умов експлуатації.

3.21 тиск (settled pressure): Тиск газу, при якому досягається задана встановлена температура.

3.22 температура (settled temperature): Однорідна температура газу після зникнення будь-якої зміни її значень, викликаного наповненням.

3.23 випробувальний тиск (Test pressure): Необхідний тиск, що застосовується при випробуванні.

3.24 робочий тиск (working pressure): Встановлений тиск 20 МПа при однорідній температурі 15 °C.

4 Умови експлуатації

4.1 Загальні положення

4.1.1 Стандартні умови експлуатації

Стандартні умови експлуатації, встановлені в цьому розділі, є основою для проектування, виготовлення, контролю, випробування та приймання балонів, які повинні бути встановлені на транспортні засоби для зберігання та використання природного газу як моторне паливо за температури навколишнього середовища.

4.1.2 Експлуатація балонів

Встановлені умови експлуатації надають інформацію щодо безпечного використання балонів, виготовлених відповідно до цього стандарту, призначену для:

a) виробників балонів;

b) споживачів балонів;

c) проектувальників та монтажників, відповідальних за встановлення балонів;

d) проектувальників та власників обладнання, що використовується для заправки балонів;

e) постачальників газу;

f) інспекційні органи, які мають повноваження для контролю за експлуатацією балонів.

4.1.3 Строк служби

Термін служби, протягом якого експлуатація балонів є безпечною, має бути встановлений виробником на підставі використання балонів в умовах експлуатації, визначених цим стандартом. Термін служби має бути не більше 20 років.

Для металевих балонів та балонів з металевим лейнером термін служби повинен визначатися з розвитку втомних тріщин при циклічних випробуваннях. Ультразвуковий чи еквівалентний йому неруйнівний контроль кожного балона та лейнера повинен забезпечувати відсутність дефектів, що перевищують максимальний допустимий розмір. Цей підхід дозволяє оптимізувати проектування та виготовлення полегшених балонів для використання газу в транспортних засобах.

Для повністю композиційних балонів з неметалевими лейнерами, що не несуть навантаження, термін служби повинен підтверджуватись відповідними методами проектування, приймальними випробуваннями конструкції та перевірками при виготовленні.

4.2 Максимальний тиск


Цей стандарт розроблений для робочого тиску 20 МПа, що встановився за температури газу 15 °C, при максимальному тиску наповнення 26 МПа. Інші робочі тиски допускається застосовувати шляхом коригування відповідним коефіцієнтом, наприклад, для балона з робочим тиском 25 МПа потрібно збільшення максимального тиску наповнення в 1,25 рази.

За винятком випадків коригування тисків у такий спосіб, балон повинен бути призначений для безпечної експлуатації при наступних тисках:

a) тиск 20 МПа, що встановився, при температурі 15 °C;

b) максимальний тиск 26 МПа незалежно від умов наповнення або температури.

4.3 Проектна кількість циклів заповнення


Балони повинні витримувати наповнення при тиску 20 МПа, що встановився, і температурі газу 15 °C, що встановилася, не менше 1000 разів протягом одного року експлуатації.

4.4 Діапазон температур

4.4.1 Температура газу

Балони повинні витримувати:

a) встановлену температуру газу в балонах, яка може змінюватися від мінус 40 °C до плюс 65 °C;

b) температури, що виникають при наповненні та випуску газу, які можуть змінюватися поза межами, зазначеними в 4.4.1а).

4.4.2 Температура балонів

Балони повинні витримувати:

a) температуру матеріалів балона від мінус 40 °C до плюс 82 °C;

b) температура вище 65 °C повинна бути достатньо локальною або короткочасною, щоб температура газу в балоні не перевищувала 65 °C, за винятком умов 4.4.1 b).

4.5 Склад газу

4.5.1 Загальні положення

Конструкція балонів повинна бути придатна для наповнення природним газом, який відповідає вимогам до сухого або вологого газу, як зазначено нижче. Метанол та/або гліколь не повинні бути спеціально додані до природного газу.

4.5.2 Сухий газ

Концентрація парів води в сухому газі – не більше 32 мг/м ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови (температура точки роси - мінус 9 ° C при тиску 20 МПа).

Склад сухого газу, не більше:

сірководень та інші розчинні сульфіди - 23 мг/м ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови ;

кисень - 1% (об'ємна частка);

водень (для балонів зі сталі з межею міцності понад 950 МПа) – 2% (об'ємна частка).

4.5.3 Вологий газ

Концентрація парів води у вологому газі – понад 32 мг/м ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови .

Склад вологого газу, не більше:

сірководень та інші розчинні сульфіди - 23 мг/м ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови ;

кисень - 1% (об'ємна частка);

вуглекислий газ - 4% (об'ємна частка);

водень - 0,1% (об'ємна частка).

4.6 Зовнішні поверхні балонів


Балони не призначені для тривалого механічного або хімічного впливу, наприклад витоку з вантажу, який можуть перевозити в транспортних засобах, або сильного абразивного зношування за поганих дорожніх умов.

Однак зовнішні поверхні балонів, встановлених відповідно до інструкцій, що додаються, повинні витримувати випадковий вплив наступних факторів:

a) води - в результаті періодичного занурення або бризок від дорожнього полотна;

b) солі - при роботі транспортного засобу поблизу океану або в місцях, де сіль використовують для розтоплення льоду;

c) ультрафіолетової радіації – від сонячного світла;

d) ударів гравію;

e) розчинників, кислот, лугів, мінеральних добрив;

f) автомобільних рідин, включаючи бензин, робочі рідини, акумуляторну кислоту, гліколь та олії;

g) відпрацьованих газів.

5 Постановка на виробництво та сертифікація

5.1 Випробування та контроль


Оцінку відповідності проводять відповідно до національних правил країни — споживача балонів.

Для перевірки відповідності цьому стандарту балони повинні бути піддані приймальним випробуванням відповідно до 5.2, контролю та випробуванням відповідно до розділів 6, 7, 8 або 9.

Методи випробувань докладно описані в додатках, А та В. Приклад прийнятних процедур приймання, постановки на виробництво та сертифікації балонів наведено у додатку С та додатковому додатку ТАК.

5.2 Приймальні випробування

5.2.1 Загальні положення

Приймальні випробування мають бути виконані із залученням уповноваженого інспекційного органу ( далі – інспектор ). Інспектор має бути компетентним у питаннях перевірки балонів.

Приймальні випробування складаються з двох етапів:

a) погодження документації на балони, включаючи надання документації інспектору, як докладно зазначено у 5.2.2;

b) випробування дослідного зразка під наглядом інспектора. Матеріал, конструкція, виготовлення та випробування балона повинні відповідати умовам його експлуатації та вимогам до випробувань дослідного зразка, зазначених у 6.5, 7.5, 8.5 та 9.5 для конкретної конструкції балона.

5.2.2 Узгодження документації

Документація на балони має бути погоджена з інспектором. Виробник надає інспектору документацію, яка має містити:

a) інформацію про експлуатацію відповідно до 5.2.3;

b) проектні дані відповідно до 5.2.4;

c) дані про виготовлення відповідно до 5.2.5;

d) систему якості відповідно до 5.2.6;

e) характеристики руйнувань та розміри дефектів для неруйнівного контролю відповідно до 5.2.7;

f) відомість технічного проекту відповідно до 5.2.8;

g) додаткові підтверджуючі дані відповідно до 5.2.9.

5.2.3 Інформація щодо експлуатації

Метою інформації про експлуатацію є надання вказівок для осіб та організацій, які експлуатують та встановлюють балони, а також відомостей для інспектора. Інформація повинна включати:

a) відомості про придатність конструкції балона для експлуатації за умов, зазначених у розділі 4;

b) термін служби;

c) вимоги до мінімальних випробувань та перевірки у процесі експлуатації;

d) технічні умови для запобіжних пристроїв від підвищення тиску та термоізоляції;

e) технічні умови для опорних пристроїв, захисних покриттів та інших необхідних, але непредставлених пристроїв;

f) опис конструкції балона;

g) будь-яку іншу інформацію та вказівки, необхідні для забезпечення безпечної експлуатації та перевірки балона.

5.2.4 Проектні дані

5.2.4.1 Креслення

Креслення повинні містити принаймні наступне:

a) найменування та позначення, дату затвердження, номери та дати введення змін;

b) посилання на цей стандарт та тип балона;

c) розміри з допусками, включаючи дані про форми днищ з мінімальною товщиною стінки та горловини;

d) масу балонів із допуском;

e) технічні характеристики матеріалів з мінімальними параметрами механічних та хімічних властивостей чи межами допусків; для металевих балонів та металевих лейнерів — із встановленими межами твердості;

f) інші дані, такі як межі тиску автофретування, мінімальний випробувальний тиск, вузли системи протипожежного захисту, зовнішнє захисне покриття.

5.2.4.2 Звіт про розрахунок напруг

Повинен бути виконаний розрахунок напруги методом кінцевих елементів або іншим методом.

Складено таблицю з обчисленими значеннями напруги.

5.2.4.3 Дані про властивості матеріалів

Має бути поданий докладний опис матеріалів і допусків на властивості матеріалів, що використовуються в конструкції. Повинні бути представлені дані про випробування, що характеризують механічні властивості та придатність матеріалів для експлуатації в умовах, зазначених у розділі 4.

5.2.4.4 Протипожежний захист

Має бути представлений опис запобіжних пристроїв від підвищення тиску та термоізоляції, які захищатимуть балон від раптового руйнування в умовах пожежі, зазначених у А.15. Дані про випробування мають підтверджувати ефективність встановленої системи протипожежного захисту.

5.2.5 Дані про виготовлення

Повинна бути представлена докладна інформація про всі технологічні процеси виготовлення, неруйнівний контроль і виробничі випробування балонів.

Повинні бути встановлені допуски для всіх виробничих процесів, таких як термообробка, формування днищ, пропорції компонентів смоли, натяг та швидкість намотування волокна з контрольованим натягом, час і температура затвердіння та автофретування.

Повинні бути встановлені вид обробки поверхні, параметри різьблення, критерії приймання для ультразвукового контролю (або еквівалентного методу), максимальна чисельність промислової партії балонів.

5.2.6 Система управління якістю

Виробник повинен визначити методи та процедури управління якістю відповідно до системи управління якістю, прийнятною для інспектора. Ці методи та процедури повинні відповідати вимогам промислової безпеки та відповідним правилам країни – споживача балонів.

5.2.7 Характеристики руйнування та розмір дефекту для неруйнівного контролю

Виробник повинен встановити максимально допустимий розмір дефекту для неруйнівного контролю, який забезпечить «витік до руйнування» та запобігатиме пошкодженню балона під час терміну служби через втому.

Максимально допустимий розмір дефекту має бути встановлений методом, придатним для даної конструкції балона. Приклад придатного методу наведено у додатку D.

5.2.8 Відомість технічного проекту

Перелік документів, що надають інформацію, як вимагається в 5.2.2, має бути зазначений у відомості технічного проекту кожної конструкції балона. Повинні бути зазначені найменування, позначення, номери змін із датами введення для кожного документа. Усі документи мають бути підписані розробником.

5.2.9 Додаткові підтверджуючі дані

Повинні бути представлені додаткові дані, що підтверджують можливість застосування запропонованого матеріалу або конкретної конструкції балона, якщо вони застосовувалися раніше за інших умов експлуатації.

5.3 Акт приймальних випробувань


Якщо результати приймальних випробувань відповідно до 5.2 (узгодження документації) та випробувань дослідного зразка відповідно до 6.5, 7.5, 8.5 або 9.5 (для конкретної конструкції балона) задовільні, то виробником та інспектором має бути складений та підписаний акт приймальних випробувань. Приклад такого акта представлений малюнку Е.2 додатка Е.

6 Вимоги до металевих балонів типу КПГ-1 (CNG-1)

6.1 Загальні положення


Цей стандарт не надає розрахункові формули і не вказує допустиму напругу або деформацію, але вимагає, щоб відповідність конструкції була встановлена відповідними розрахунками та підтверджена випробуваннями. Балони повинні витримувати випробування матеріалів, приймальні випробування дослідних зразків, кваліфікаційні та приймально-здатні випробування партії, визначені цим стандартом.

Конструкція повинна забезпечувати вид пошкодження «відплив до руйнування» при можливому руйнуванні балона під тиском під час нормальної експлуатації. Витік у металевому балоні повинен відбуватися тільки при розвитку втомної тріщини.

6.2 Матеріали

6.2.1 Загальні вимоги

Матеріали, що використовуються, повинні бути застосовні для умов експлуатації, зазначених у розділі 4. Матеріали конструкції повинні бути сумісні.

6.2.2 Контроль хімічного складу

6.2.2.1 Сталь

Сталі повинні бути розкислені алюмінієм та/або кремнієм та мати структуру з переважанням дрібного зерна.

Хімічний склад всіх сталей має бути заявлений та визначений, принаймні:

a) вмістом вуглецю, марганцю, алюмінію та кремнію у всіх випадках;

b) вмістом хрому, нікелю, молібдену, бору і ванадію та інших легуючих елементів, що спеціально додаються.

Зміст сірки та фосфору за результатами аналізу плавки не повинен перевищувати значень, зазначених у таблиці 1.


Таблиця 1 - Максимальний вміст сірки та фосфору

Межа міцності, МПа

<950

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 950

Зміст, %, трохи більше
Сірки 0,020 0,010
Фосфору 0,020 0,020
Сірки та фосфору 0,030 0,025

6.2.2.2 Алюміній

Алюмінієві сплави можна використовувати для виготовлення балонів, якщо вони відповідають усім вимогам цього стандарту та містять свинцю та вісмуту не більше 0,003%.

Примітка — Перелік зареєстрованих сплавів знаходиться в Алюмінієвій асоціації і називається «Реєстраційні дані про міжнародні позначення сплавів і межі хімічного складу для ковкого алюмінію та сплавів ковкого алюмінію».

6.3 Вимоги до конструкції

6.3.1 Випробувальний тиск

Випробувальний тиск, що використовується при виготовленні, повинен бути не менше 30 МПа (в 1,5 рази більше за робочий тиск).

6.3.2 Руйнівний тиск

Дійсно руйнуючий тиск має бути не менше 45 МПа.

Примітка - Для Російської Федерації дійсний руйнівний тиск - не менше 2,4 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 48 МПа (де ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови - Робочий тиск, МПа; 2,4 - коефіцієнт запасу міцності балона для Російської Федерації).

6.3.3 Розрахунок напруг

Напруги в балоні повинні бути розраховані по робочому тиску 20 МПа, випробувальному тиску і розрахунковому тиску, що руйнує. Розрахунки проводять визначення мінімальної розрахункової товщини стінки.

6.3.4 Максимальний розмір дефекту

Повинен бути визначений максимально допустимий розмір дефекту в будь-якому місці металевого балона таким чином, щоб балон відповідав вимогам циклічного випробування тиском і витоку до руйнування.

Допустимий розмір дефекту для неруйнівного контролю має бути визначений відповідним методом, наприклад, як зазначено у додатку D.

6.3.5 Горловини балонів

Балони можуть мати одну або дві горловини, розташовані у днищах. Осьова лінія отворів горловин має збігатися з поздовжньою віссю балона.

6.3.6 Протипожежний захист

Конструкція балона має бути захищена запобіжними пристроями від підвищення тиску. Балон, його матеріали, запобіжні пристрої та будь-який додатковий ізоляційний чи захисний матеріал повинні бути розроблені у комплексі так, щоб забезпечити необхідну безпеку під час пожежі в умовах, зазначених у А.15. Виробник може визначити альтернативне розміщення запобіжних пристроїв на транспортному засобі для досягнення безпеки.

Запобіжні пристрої від підвищення тиску повинні відповідати стандарту, прийнятному інспектору країни — споживачу балонів.

6.3.7 Пристосування

Якщо передбачено кільце горловини, черевик або інший пристрій для опори, воно повинно бути виготовлене з матеріалу, сумісного з матеріалом балона, і повинно бути надійно приєднане будь-яким способом, крім зварювання та паяння твердим або м'яким припоєм.

6.4 Конструкція та якість виготовлення

6.4.1 Формування днищ

Перед виконанням формування днищ кожна заготовка балона повинна пройти контроль товщини стінки та якості обробки поверхні.

Не допускається формування глухих днищ при використанні трубної заготовки з алюмінієвих сплавів.

Днища сталевих балонів після формування повинні бути перевірені неруйнівним методом контролю.

У процесі формування днищ метал додаватися не повинен.

6.4.2 Термообробка

Після формування днищ і горловини балони піддають термообробці до твердості, визначеної для даної конструкції. Локальна термообробка заборонена.

6.4.3 Різьблення горловини

Різьблення має бути виконане чисто і рівно без порушень суцільності поверхні і має відповідати вимогам відповідного стандарту.

6.4.4 Захист від впливу довкілля

Зовнішня поверхня балонів повинна відповідати вимогам кліматичного випробування у кислому середовищі, зазначеним у А.14. Для захисту зовнішньої поверхні може бути використаний один із таких способів:

a) металеве захисне покриття (наприклад, металізація напиленням алюмінію, анодування);

b) органічне захисне покриття (наприклад, фарба); якщо покриття є частиною конструкції, воно повинно відповідати вимогам, зазначеним в А.9;

c) захисне покриття, стійке до хімікатів, зазначених у А.14.

Будь-які покриття, що наносяться на балони, повинні бути такими, щоб процес їх нанесення не впливав негативно на механічні властивості балона. Покриття не повинно перешкоджати подальшому контролю в процесі експлуатації. Виробник повинен надати інструкцію з обробки покриття під час такого контролю для збереження цілісності балона.

Виробнику рекомендується проводити кліматичне випробування на вплив довкілля, яке оцінює міцність покриття (див. додаток F).

6.5 Процедура випробування дослідного зразка

6.5.1 Загальні вимоги

Випробування дослідного зразка має бути проведене для кожної нової конструкції на готових балонах, які представляють дослідне виробництво та мають ідентифікаційні знаки. Зразки балонів слід обирати та випробовувати, як зазначено в 6.5.2, під наглядом інспектора. Якщо випробувань піддають більше балонів, ніж вимагає цей стандарт, всі результати випробувань мають бути документовані.

6.5.2 Випробування дослідного зразка

6.5.2.1 Необхідні випробування

Інспектор повинен вибрати балони для випробувань та бути присутніми при наступних приймальних випробуваннях:

- зазначених у 6.5.2.2 або 6.5.2.3 (випробування матеріалу), на одному балоні;

- зазначених у 6.5.2.4 (випробування гідравлічним тиском на руйнування), на трьох балонах;

- вказаних у 6.5.2.5 (циклічне випробування тиском при температурі навколишнього середовища), на двох балонах;

- зазначених у 6.5.2.6 (випробування на «витік до руйнування»), на трьох балонах;

- зазначених у 6.5.2.7 (випробування на вогнестійкість), на одному або двох балонах;

- Вказаних у 6.5.2.8 (випробування на простріл), на одному балоні.

6.5.2.2 Випробування матеріалу сталевих балонів

Випробування матеріалу сталевих балонів повинні бути проведені таким чином:

a) випробування на розтягування

Властивості сталі готового балона повинні бути визначені А.1 і повинні відповідати зазначеним в А.1 вимогам;

b) випробування на ударний вигин

Ударна в'язкість сталі готового балона повинна бути визначена А.2 і повинна відповідати зазначеним в А.2 вимогам;

c) випробування на стійкість до сульфідного розтріскування під напругою

Якщо межа міцності стали більше 950 МПа, то сталь готового балона повинна бути випробувана на стійкість до сульфідного розтріскування під напругою А.3 і повинна відповідати зазначеним в А.3 вимогам.

6.5.2.3 Випробування матеріалу балонів із алюмінієвого сплаву

Випробування матеріалу балонів із алюмінієвого сплаву повинні бути проведені наступним чином:

a) випробування на розтягування

Властивості алюмінієвого сплаву готового балона повинні бути визначені А.1 і повинні відповідати зазначеним в А.1 вимогам;

b) випробування на міжкристалітну корозію

Алюмінієві сплави повинні відповідати вимогам випробувань на міжкристалітну корозію, виконаних за А.4;

c) випробування на стійкість до тріщиноутворення при постійному навантаженні

Алюмінієві сплави повинні відповідати вимогам випробувань на стійкість до тріщиноутворення при постійному навантаженні, виконаних за А.5.

6.5.2.4 Випробування гідравлічним тиском на руйнування

Три балони повинні бути піддані гідравлічному тиску до руйнування відповідно до А.12. Руйнівний тиск балона повинен перевищувати мінімальний руйнуючий тиск, розрахований за напругою для даної конструкції, і має бути не менше 45 МПа.

Примітка - Для Російської Федерації руйнівний тиск балона - не менше 48 МПа.

6.5.2.5 Циклічне випробування тиском за температури навколишнього середовища

Два балони повинні бути піддані циклічному випробуванню тиском при температурі навколишнього середовища відповідно до А.13 до руйнування або не менше 45000 циклів.

Балони повинні витримувати без руйнування щонайменше 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (де ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови - Встановлений термін служби, роки). Балони, що витримали понад 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів повинні давати витік, але не розрив. Балони, які не зруйнувалися протягом 45000 циклів, повинні бути зруйновані шляхом продовження циклічного випробування тиском або підвищення гідравлічного тиску. Число циклів до руйнування та місце руйнування мають бути документовані.

6.5.2.6 Випробування на "витік до руйнування"

Випробування на «витік до руйнування» має бути проведене за А.6 та повинно відповідати зазначеним у А.6 вимогам.

6.5.2.7 Випробування на вогнестійкість

Один або два балони повинні бути випробувані за А.15 та повинні відповідати зазначеним у А.15 вимогам.

6.5.2.8 Випробовування на простріл

Один балон повинен бути випробуваний за А.16 та повинен відповідати зазначеним у А.16 вимогам.

6.5.3 Зміна конструкції

Зміна конструкції – це будь-яка зміна у виборі конструкційних матеріалів або зміна розмірів.

За незначних змін конструкції допускається проводити випробування за скороченою програмою. Зміни конструкції, представлені в таблиці 2, вимагають проведення випробувань дослідного зразка, як зазначено в таблиці.


Таблиця 2 - Види випробувань при зміні конструкції балонів типу КПГ-1 (CNG-1)

Зміна конструкції Вид випробування
Руйнування гідравлічним тиском Циклічна зміна тиску при температурі навколишнього середовища
Витік до руйнування Вогнестійкість Простріл
Розділ цього стандарту
А.12 А.13 А.6 А.15 А.16
Матеріал металевого балона
+ + + + +

Зміна діаметра ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 20%

+ + - - -
Зміна діаметра >20%
+ + + + +

Зміна довжини ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 50%

+ - -

+ ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

-
Зміна довжини >50%
+ + -

+ ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

-

Зміна робочого тиску <20% ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

+ + - - -
Форма днища
+ + - - -
Розмір отвору
+ + - - -
Зміна у технології
+ + - - -
Запобіжний пристрій
- - - + -

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Випробування потрібно лише при збільшенні довжини.

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Тільки при зміні товщини стінки пропорційно зміні діаметра та/або тиску.

6.6 Випробування партії

6.6.1 Загальні вимоги

Випробування партії мають бути проведені на готових балонах, які мають серійне виробництво і мають ідентифікаційні знаки. Балони для випробувань слід вибирати з кожної партії довільно. Якщо випробувань піддають більше балонів, ніж вимагає цей стандарт, всі результати випробувань мають бути документовані. Допускається використовувати зразки-свідки, піддані термічній обробці, які представляють готові балони.

Випробування партії проводять при постановці балонів на виробництво – кваліфікаційні випробування настановної (першої промислової) партії та у процесі виробництва – приймально-здавальні випробування кожної виготовленої партії балонів.

Балони, виготовлені відповідно до ISO 9809-1, ISO 9809-2, ISO 9809-3 або ISO 7866, не потрібно піддавати циклічним випробуванням тиском за умови, що при приймальних випробуваннях дослідного зразка балони витримують без руйнування не менше 15000 циклів зміни тиску 2 до 30 МПа (відповідно до методики випробування, представленої в А.6) або не менше 30000 циклів зміни тиску від 2 до 26 МПа (відповідно до методики випробування, представленої в А.13).

6.6.2 Необхідні випробування

6.6.2.1 Кожна партія балонів повинна бути піддана таким випробуванням:

a) на одному балоні

1) випробування гідравлічним тиском на руйнування відповідно до А.12;

b) на одному балоні

1) контроль розмірів на відповідність кресленням (див. 5.2.4.1 );

2) випробування на розтягування відповідно до А.1; результати випробування повинні відповідати вимогам конструкторської документації (див. 5.2.4.1 );

3) для сталевих балонів - три випробування на ударний вигин за А.2; результати випробування повинні відповідати вимогам, зазначеним у А.2;

4) якщо захисне покриття є частиною конструкції, то випробування покриття у партії мають бути проведені відповідно до А.24. Якщо покриття не відповідає вимогам А.24, то партія повинна бути піддана 100% контролю для виявлення балонів з подібним дефектним покриттям. Дефектне покриття на всіх балонах може бути зняте та нанесене повторно. Потім мають бути проведені повторні випробування покриття партії.

Допускається проводити випробування на розтягування та ударний вигин на зразку-свідку, підданому термічній обробці.

Усі балони, подані у випробуваннях партії та які не відповідають зазначеним вимогам, повинні бути піддані процедурам, встановленим у 6.9.

6.6.2.2 Додатково повинні бути проведені циклічні випробування тиском на готових балонах відповідно до А.13 за наступної частоти випробувань:

а) спочатку один балон з кожної партії повинен бути підданий циклічному випробуванню тиском протягом 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів, але не менше ніж 15000 циклів;

b) якщо в 10 послідовних партіях балонів одного конструкційного ряду (тобто матеріали та технологічні процеси однакові в межах незначних змін конструкції, див. 6.5.3) жоден із балонів, підданих циклічному випробуванню за 6.6.2.2 а), не дав течі або розриву за менш ніж 1500 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 22500 циклів), циклічні випробування тиском можна проводити на одному балоні з кожних наступних п'яти партій;

c) якщо в 10 послідовних партіях балонів одного конструкційного ряду жоден з балонів, підданих циклічному випробуванню за 6.6.2.2 а), не дав течі або розриву за менш ніж 2000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 30000 циклів), циклічні випробування тиском можна проводити на одному балоні з кожних наступних 10 партій;

d) якщо минуло більше трьох місяців з часу останніх циклічних випробувань тиском, то балон з наступної партії повинен бути підданий циклічному випробуванню тиском, щоб зберегти випробування партії зі скороченою частотою 6.6.2.2 b) або c);

e) якщо балон, підданий циклічному випробуванню тиском зі скороченою частотою по 6.6.2.2 b) або c), не витримав необхідної кількості циклів тиску (не менше 22500 або 30000 циклів відповідно), то необхідно повторити циклічні випробування тиском по 6.6.2.2 а) не менше ніж для 10 партій, щоб знову встановити скорочену частоту циклічних випробувань партії тиском 6.6.2.2 b) або c).

Якщо балон за 6.6.2.2 а), b) або c) не відповідає мінімальній вимогі та не витримує 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 15000 циклів), то повинна бути визначена та усунена причина невідповідності згідно з процедурами, зазначеними в 6.9. Потім необхідно повторити циклічні випробування тиском на трьох додаткових балонах із цієї партії. Якщо хоча б один із трьох додаткових балонів не витримує 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 15000 циклів), то ця партія має бути забракована.

6.7 Контроль кожного балона


Контролю мають бути піддані всі балони партії. Неруйнівний контроль має бути проведений відповідно до стандарту, прийнятного для інспектора.

Кожен балон у процесі виготовлення та після виготовлення повинен бути підданий:

a) контролю неруйнівним методом відповідно до додатка або іншого випробуваного еквівалентного методу для підтвердження того, що максимальний розмір існуючого дефекту не перевищує розміру, визначеного для даної конструкції, як зазначено в 6.3.4. Метод неруйнівного контролю має бути здатний виявити максимально допустимий розмір дефекту;

b) вимірювальному контролю основних розмірів та маси готових балонів, які мають бути в межах допусків, встановлених для конструкції;

c) візуальному контролю якості обробки поверхні, особливо поверхні глибокої витяжки та горловин або плечової частини кованих або закатаних днищ;

d) перевірку маркування;

e) контролю твердості матеріалу балонів, що пройшли термообробку, відповідно до А.8. Значення твердості мають бути в межах, встановлених для конструкції;

f) гідравлічне випробування відповідно до А.11. При виборі варіанта 1 виробник повинен визначити відповідну межу залишкового об'ємного розширення для випробувального тиску, що використовується; при цьому залишкове розширення має бути не більше 10% повного об'ємного розширення, виміряного при випробувальному тиску.

6.8 Документ якості партії


При задовільних результатах випробувань партії відповідно до 6.6 та 6.7 має бути оформлений документ якості партії. Приклад такого документа представлений малюнку Е.1 додатку Е.

6.9 Невідповідність вимогам контролю та випробувань


У разі невідповідності вимогам контролю та випробувань повинні бути проведені повторні контроль та випробування або повторна термообробка та повторні випробування:

a) при отриманні незадовільних результатів контролю та випробувань через помилку при їх проведенні або помилки у вимірі повинні бути проведені повторні контроль та випробування. Якщо результати повторного контролю та випробувань задовільні, то початкові результати не враховують;

b) якщо не виявлено помилок у проведенні контролю та випробувань, то має бути встановлена причина отримання незадовільних результатів:

1) якщо причиною незадовільних результатів є термообробка, то виробник може піддати балони, які не пройшли контроль і випробування, повторної термообробки, тобто якщо незадовільні результати отримані при випробуванні, що представляє дослідний зразок або партію балонів, то повинна бути проведена повторна термообробка всіх представлених балонів перед повторним випробуванням. Однак, якщо незадовільні результати отримані випадково при контролі кожного балона, ці балони повинні бути спрямовані на повторну термообробку і повторний контроль:

- при будь-якій повторній термообробці балонів повинна бути збережена гарантована мінімальна товщина стінки;

— лише випробування досвідченого зразка чи партії, необхідні підтвердження придатності партії, мають бути проведені знову. Якщо один чи більше показників контролю та випробувань виявляються незадовільними, то всі балони цієї партії мають бути відбраковані;

2) якщо при контролі та випробуваннях виявлено дефекти не через термічну обробку, то всі дефектні балони повинні бути відбраковані або відремонтовані відповідним методом; якщо відремонтовані балони пройшли контроль, необхідний під час ремонту, вони повинні бути прийняті як придатні.

7 Вимоги до балонів типу КПГ-2 (CNG-2) з кільцевою обмоткою

7.1 Загальні положення


Цей стандарт не надає розрахункові формули і не вказує допустиму напругу або деформацію, але вимагає, щоб відповідність конструкції була встановлена відповідними розрахунками та підтверджена випробуваннями. Балони повинні витримувати випробування матеріалів, приймальні випробування дослідних зразків, кваліфікаційні та приймально-здатні випробування партії, визначені цим стандартом.

При підвищенні тиску в балоні цього зсув композиційної оболонки і металевого лейнера відбувається спільно в поздовжньому напрямку. Через різні технології виготовлення балонів цей стандарт не дає певного методу для проектування.

Конструкція повинна забезпечувати вид пошкодження «відплив до руйнування» при можливому руйнуванні балона під тиском під час нормальної експлуатації. Витік у металевому лейнері повинен відбуватися тільки при розвитку втомної тріщини.

7.2 Матеріали

7.2.1 Загальні вимоги

Матеріали, що використовуються, повинні бути застосовні для умов експлуатації, зазначених у розділі 4. Матеріали конструкції повинні бути сумісні.

7.2.2 Контроль хімічного складу

7.2.2.1 Сталь

Сталі повинні бути розкислені алюмінієм та/або кремнієм та мати структуру з переважанням дрібного зерна.

Хімічний склад всіх сталей має бути заявлений та визначений, принаймні:

a) вмістом вуглецю, марганцю, алюмінію та кремнію у всіх випадках;

b) вмістом хрому, нікелю, молібдену, бору і ванадію та інших легуючих елементів, що спеціально додаються.

Зміст сірки та фосфору за результатами аналізу плавки не повинен перевищувати значень, зазначених у таблиці 3.


Таблиця 3 - Максимальний вміст сірки та фосфору

Межа міцності, МПа

<950

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 950

Зміст, %, трохи більше
Сірки 0,020 0,010
Фосфору 0,020 0,020
Сірки та фосфору 0,030 0,025

7.2.2.2 Алюміній

Алюмінієві сплави можна використовувати для виготовлення балонів, якщо вони відповідають усім вимогам цього стандарту та містять свинцю та вісмуту не більше 0,003%.

Примітка — Перелік зареєстрованих сплавів знаходиться в Алюмінієвій асоціації і називається «Реєстраційні дані про міжнародні позначення сплавів і межі хімічного складу для ковкого алюмінію та сплавів ковкого алюмінію».

7.2.3 Композиційні матеріали

7.2.3.1 Смоли

Матеріалом для просочення можуть бути термореактивні або термопластичні смоли. Прикладами відповідних основних сполучних матеріалів є епоксидна смола, модифікована епоксидна смола, термореактивні пластмаси на основі складних поліефірів та вінілових складних ефірів, термопластичні матеріали на основі поліетилену та поліаміду.

Температура склування матеріалу на основі смоли має бути визначена відповідно до АСТМ Д3418-99.

7.2.3.2 Волокна

Як армуючий матеріал повинні служити скляні, арамідні або вуглецеві волокна. При використанні вуглецевого волокна конструкція повинна мати засоби запобігання електрохімічній корозії у металевих елементах балона.

Виробник балонів повинен мати: - технічні умови на композиційні матеріали; рекомендації виробника матеріалів щодо зберігання, умов експлуатації та строку придатності; сертифікат виробника на матеріал, що свідчить про те, що кожна партія відповідає вимогам технічних умов. Виробник волокна повинен підтвердити, що властивості волоконного матеріалу відповідають технічним умовам виготовлення даної продукції.

7.3 Вимоги до конструкції

7.3.1 Випробувальний тиск

Випробувальний тиск, що використовується при виготовленні, повинен бути не менше 30 МПа (в 1,5 рази більше за робочий тиск).

7.3.2 Руйнівний тиск та коефіцієнти запасу міцності волокна

Для металевого лейнера дійсний тиск, що руйнує, повинен бути не менше 26 МПа.

Розрахунковий руйнуючий тиск має бути не меншим від значень, зазначених у таблиці 4. Композиційна оболонка повинна бути розрахована на міцність при постійному та циклічному навантаженнях. Міцність повинна бути досягнута завдяки відповідності або перевищенню значень коефіцієнтів запасу міцності композиційної оболонки, зазначених у таблиці 4. Коефіцієнт запасу міцності визначають як напруга у волокні при розрахунковому мінімальному руйнівному тиску, розділена на напругу у волокні при робочому тиску. Коефіцієнт запасу міцності балона визначають як дійсний руйнуючий тиск балона, розділений робочий тиск.

Примітка - Для Росії коефіцієнт запасу міцності балона - не менше 2,4. Дійсно руйнуючий тиск балона - не менше 48 МПа.


Таблиця 4 - Мінімальні розрахункові значення руйнівного тиску та коефіцієнтів запасу міцності волокна для балонів типу КПГ-2 (СNG-2)

Тип волокна Коефіцієнт запасу міцності
Руйнівний тиск, МПа
Скляне
2,75

50 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови (55)

Арамідне
2,35 (2,40)
47 (48)
Вуглецеве
2,35 (2,50)
47 (50)
Змішане

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Мінімальний розрахунковий тиск, що руйнує. Крім того, повинні бути виконані розрахунки відповідно до 7.3.2 для підтвердження того, що вимоги до мінімальних коефіцієнтів запасу міцності волокна також виконані.

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Коефіцієнти запасу міцності волокна та руйнівний тиск повинні бути розраховані відповідно до 7.3.2.

Примітка — Значення в дужках наведені для застосування в Російській Федерації.



Розрахунки коефіцієнта запасу міцності волокна повинні включати:

a) метод аналізу характеристик нелінійних матеріалів (спеціальна комп'ютерна програма чи програма розрахунку методом кінцевих елементів);

b) моделювання кривої залежності напруги від пружнопластичних деформацій для матеріалу лейнера;

c) моделювання механічних властивостей композиційних матеріалів;

d) розрахунки при тиску автофретування, нульовому тиску після автофретування, робочому тиску та мінімальному руйнівному тиску;

e) розрахунок попередньої напруги від натягу намотування;

f) вибір мінімального розрахункового руйнуючого тиску таким чином, щоб розрахована напруга при цьому тиску, розділена на розраховану напругу при робочому тиску, відповідала вимогам до коефіцієнта запасу міцності для волокна, що використовується;

g) розрахунок розподілу навантаження між двома або більше різними волокнами, заснований на різних модулях пружності цих волокон, для балонів зі змішаним армуванням. Вимоги до коефіцієнтів запасу міцності для волокна кожного окремого типу повинні відповідати значенням, зазначеним у таблиці 4.

Перевірка коефіцієнтів запасу міцності волокна може бути з використанням датчиків деформації. Застосовний метод наведено у додатку G.

7.3.3 Розрахунок напруг

Напруги в композиційному матеріалі та в лейнері після попередньої напруги повинні бути розраховані для 0 і 20 МПа, випробувального тиску та розрахункового руйнівного тиску. Розрахунок проводять з урахуванням нелінійної поведінки матеріалу лейнера визначення мінімальної розрахункової товщини стінки.

Для конструкцій, що використовують автофретування з метою забезпечення попередньої напруги, повинні бути розраховані межі тиску автофретування. Для конструкцій, що використовують намотування з регульованим натягом з метою забезпечення попередньої напруги, повинно бути розраховане натяг, необхідне в кожному шарі композиційного матеріалу, і наступне попереднє напруження в лейнері.

7.3.4 Максимальний розмір дефекту

Максимально допустимий розмір дефекту в будь-якому місці металевого лейнера повинен бути таким, щоб балон відповідав вимогам циклічного випробування тиском і витоку до руйнування. Метод неруйнівного контролю має виявляти максимально допустимий розмір дефекту.

Допустимий розмір дефекту для неруйнівного контролю має бути визначений відповідним методом, наприклад, як зазначено у додатку D.

7.3.5 Горловини балонів

Балони можуть мати одну або дві горловини, розташовані у днищах. Осьова лінія отворів горловин має збігатися з поздовжньою віссю балона.

7.3.6 Протипожежний захист

Конструкція балона має бути захищена запобіжними пристроями від підвищення тиску. Балон, його матеріали, запобіжні пристрої та будь-який додатковий ізоляційний чи захисний матеріал повинні бути розроблені у комплексі так, щоб забезпечити необхідну безпеку під час пожежі в умовах, зазначених у А.15. Виробник може визначити альтернативне розміщення запобіжних пристроїв на транспортному засобі для досягнення безпеки.

Запобіжні пристрої від підвищення тиску повинні відповідати стандарту, прийнятному інспектору країни — споживачу балонів.

7.4 Конструкція та якість виготовлення

7.4.1 Загальні положення

Композиційний балон має бути виготовлений із лейнера з оболонкою із безперервного волокна. Операція намотування волокна повинна мати комп'ютерне або механічне керування. Волокна повинні накладатися при контрольованому натягу під час намотування. Після завершення намотування термореактивні смоли повинні бути затверджені при нагріванні відповідно до попередньо визначеної та контрольованої діаграми "час - температура".

7.4.2 Лейнер

Виготовлення металевого лейнера повинне відповідати вимогам, встановленим у 7.2, 7.3.2 та 7.5.2.2 або 7.5.2.3 для відповідної конструкції лейнера.

7.4.3 Різьблення горловини

Різьблення має бути виконане чисто і рівно без порушень суцільності поверхні і має відповідати вимогам відповідного стандарту.

7.4.4 Оболонка

7.4.4.1 Намотування волокна

Балони мають бути виготовлені методом намотування волокна. Під час намотування важливі змінні параметри мають бути проконтрольовані в межах встановлених допусків та документовані. Ці змінні параметри можуть включати (але не обмежені цим) наступне:

a) тип та параметри волокна;

b) спосіб просочення;

c) натяг намотування;

d) швидкість намотування;

e) кількість ровінгів;

f) ширину стрічки;

g) тип та склад смоли;

h) температуру смоли;

i) температуру лейнера;

j) кут намотування.

7.4.4.2 Затвердіння термореактивних смол

Термореактивна смола має бути отверждена після намотування волокна. Цикл затвердіння (тобто діаграма «час – температура») має бути документований.

Максимальний час і температура затвердіння для балонів з лейнерами з алюмінієвих сплавів повинні бути меншими від часу та температури, які негативно впливають на властивості металу.

7.4.4.3 Автофретування

Автофретування має бути виконане перед випробуванням гідравлічним тиском. Тиск автофретування має бути в межах, встановлених у 7.3.3; виробник повинен встановити відповідний метод контролю тиску.

7.4.5 Захист від впливу довкілля

Зовнішня поверхня балонів повинна відповідати вимогам кліматичного випробування у кислому середовищі, зазначеним у А.14. Для захисту зовнішньої поверхні може бути використаний один із таких способів:

a) металеве захисне покриття (наприклад, металізація напиленням алюмінію, анодування);

b) застосування відповідних волокна та сполучного матеріалу (наприклад, вуглецеве волокно в смолі);

c) органічне захисне покриття (наприклад, фарба); якщо покриття є частиною конструкції, воно повинно відповідати вимогам, зазначеним в А.9;

d) захисне покриття, стійке до хімікатів, зазначених у А.14.

Будь-які покриття, що наносяться на балони, повинні бути такими, щоб процес їх нанесення не впливав негативно на механічні властивості балона. Покриття не повинно перешкоджати подальшому контролю в процесі експлуатації. Виробник повинен надати інструкцію з обробки покриття під час такого контролю для збереження цілісності балона.

Виробнику рекомендується проводити кліматичне випробування на вплив довкілля, яке оцінює міцність покриття (див. додаток F).

7.5 Процедура випробування дослідного зразка

7.5.1 Загальні вимоги

Випробування дослідного зразка має бути проведене для кожної нової конструкції на готових балонах, які представляють дослідне виробництво та мають ідентифікаційні знаки. Зразки балонів або лейнерів слід обирати та випробовувати, як зазначено в 7.5.2, під наглядом інспектора. Якщо випробувань піддають більше балонів або лейнерів, ніж вимагає цей стандарт, всі результати випробувань повинні бути документовані.

7.5.2 Випробування дослідного зразка

7.5.2.1 Необхідні випробування

Інспектор повинен вибрати балони та лейнери для випробувань та бути присутніми при наступних приймальних випробуваннях:

- Вказаних у 7.5.2.2 або 7.5.2.3 (випробування матеріалу), на одному лейнері;

— зазначених у 7.5.2.4 (випробування гідравлічним тиском на руйнування), на одному лейнері та трьох балонах;

- зазначених у 7.5.2.5 (циклічне випробування тиском при температурі навколишнього середовища), на двох балонах;

- зазначених у 7.5.2.6 (випробування на «витік до руйнування»), на трьох балонах;

- зазначених у 7.5.2.7 (випробування на вогнестійкість), на одному або двох балонах;

- Вказаних у 7.5.2.8 (випробування на простріл), на одному балоні;

— зазначених у 7.5.2.9 (кліматичне випробування у кислому середовищі), на одному балоні;

- Вказаних в 7.5.2.10 (випробування на допустимі дефекти), на одному балоні;

- Вказаних в 7.5.2.11 (випробування на повзучість при високій температурі), на одному балоні;

- зазначених у 7.5.2.12 (прискорене випробування на руйнування під напругою) на одному балоні;

- зазначених у 7.5.2.13 (циклічне випробування тиском при екстремальній температурі), на одному балоні;

- Вказаних в 7.5.2.14 (міцність смоли при зрушенні), на одному зразку, що представляє композиційну оболонку.

7.5.2.2 Випробування матеріалу сталевих лейнерів

Випробування матеріалу сталевих лейнерів повинні бути проведені таким чином:

a) випробування на розтягування

Властивості сталі готового лейнера повинні бути визначені А.1 і повинні відповідати зазначеним в А.1 вимогам;

b) випробування на ударний вигин

Ударна в'язкість сталі готового лейнера повинна бути визначена А.2 і повинна відповідати зазначеним в А.2 вимогам;

c) випробування на стійкість до сульфідного розтріскування під напругою

Якщо межа міцності стали більше 950 МПа, то сталь готового лейнера повинна бути випробувана на стійкість до сульфідного розтріскування під напругою А.3 і повинна відповідати зазначеним в А.3 вимогам.

7.5.2.3 Випробування матеріалу лейнерів із алюмінієвого сплаву

Випробування матеріалу лейнерів із алюмінієвого сплаву повинні бути проведені наступним чином:

a) випробування на розтягування

Властивості алюмінієвого сплаву готового лейнера повинні бути визначені А.1 і повинні відповідати зазначеним в А.1 вимогам;

b) випробування на міжкристалітну корозію

Алюмінієві сплави повинні відповідати вимогам випробувань на міжкристалітну корозію, виконаних за А.4;

c) випробування на стійкість до тріщиноутворення при постійному навантаженні

Алюмінієві сплави повинні відповідати вимогам випробувань на стійкість до тріщиноутворення при постійному навантаженні, виконаних за А.5.

7.5.2.4 Випробування гідравлічним тиском на руйнування

a) Один лейнер повинен бути підданий гідравлічному тиску до руйнування відповідно до А.12. Тиск, що руйнує, повинен перевищувати мінімальний руйнуючий тиск, визначений для лейнера даної конструкції.

b) Три балони повинні бути піддані гідравлічному випробуванню на руйнування відповідно до А.12. Розрахунковий руйнуючий тиск для волокна повинен бути не меншим від руйнівного тиску, зазначеного в таблиці 4. Для балона руйнуючий тиск повинен бути не меншим від тиску, зазначеного в 7.3.2.

7.5.2.5 Циклічне випробування тиском за температури навколишнього середовища

Два балони повинні бути піддані циклічному випробуванню тиском при температурі навколишнього середовища відповідно до А.13 до руйнування або не менше 45000 циклів.

Балони повинні витримувати без руйнування щонайменше 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (де ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови - Встановлений термін служби, роки). Балони, що витримали понад 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів повинні давати витік, але не розрив. Балони, які не зруйнувалися протягом 45000 циклів, повинні бути зруйновані шляхом продовження циклічного випробування тиском або підвищення гідравлічного тиску. Число циклів до руйнування та місце руйнування мають бути документовані.

7.5.2.6 Випробування на "витік до руйнування"

Випробування на «витік до руйнування» має бути проведене за А.6 та повинно відповідати зазначеним у А.6 вимогам.

7.5.2.7 Випробування на вогнестійкість

Один або два балони повинні бути випробувані за А.15 та повинні відповідати зазначеним у А.15 вимогам.

7.5.2.8 Випробовування на простріл

Один балон повинен бути випробуваний за А.16 та повинен відповідати зазначеним у А.16 вимогам.

7.5.2.9 Кліматичне випробування в кислому середовищі

Один балон повинен бути випробуваний А.14 і повинен відповідати зазначеним в А.14 вимогам.

Додаткове випробування на вплив довкілля представлено у додатку F.

7.5.2.10 Випробовування на допустимі дефекти

Один балон повинен бути випробуваний за А.17 та повинен відповідати зазначеним у А.17 вимогам.

7.5.2.11 Випробування на повзучість за високої температури

У конструкціях, де температура склування смоли не перевищує 102 °C, один балон повинен бути випробуваний за А.18 та повинен відповідати зазначеним у А.18 вимогам.

7.5.2.12 Прискорене випробування на руйнування під напругою

Один балон повинен бути випробуваний за А.19 та повинен відповідати зазначеним у А.19 вимогам.

7.5.2.13 Циклічне випробування тиском за екстремальної температури

Один балон повинен бути випробуваний за А.7 та повинен відповідати зазначеним у А.7 вимогам.

7.5.2.14 Міцність смоли при зсуві

Матеріали на основі смоли повинні бути випробувані за А.26 та повинні відповідати зазначеним у А.26 вимогам.

7.5.3 Зміна конструкції

Зміна конструкції – це будь-яка зміна у виборі конструкційних матеріалів або зміна розмірів.

За незначних змін конструкції допускається проводити випробування за скороченою програмою. Зміни конструкції, представлені в таблиці 5, вимагають проведення випробувань дослідного зразка, як зазначено в таблиці.


Таблиця 5 - Види випробувань при зміні конструкції балонів типу КПГ-2 (CNG-2)

Зміна конструкції
Вид випробування
Розру-
шення гідравлі-
тичним тиском
ням
Циклічна зміна тиску при темпі-
ратурі навколишнього середовища
Вогні-
стій-
кістка
Прос-
трел
Клима-
тичне
Допуск-
тимий дефект
Повзу-
честь при високій темпі-
ратурі
Розру-
шення під напру-
шлюбом
Розділ цього стандарту
А.12 А.13 А.15 А.16 А.14 А.17 А.18 А.19
Виробник волокна
+ + - - - - + +
Матеріал металевого лейнера
+ + + + + + + +
Волокно
+ + + + + + + +
Смола
- - - + + + + +

Зміна діаметра ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 20%

+ + - - - - - -
Зміна діаметра >20%
+ + + + - + - -

Зміна діаметра ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 50%

+ -

+ ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

- - - - -
Зміна діаметра > 50%
+ +

+ ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

- - - - -

Зміна робочого тиску ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 20% ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

+ + - - - - - -
Форма днища
+ + - - - - - -
Розмір отвору
+ + - - - - - -
Зміна покриття
- - - - + - - -
Зміна у технології
+ + - - - - - -
Запобіжний пристрій
- - + - - - - -

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Випробування потрібно лише при збільшенні довжини.

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Тільки при зміні товщини стінки пропорційно зміні діаметра та/або тиску.

7.6 Випробування партії

7.6.1 Загальні вимоги

Випробування партії мають бути проведені на готових балонах, які мають серійне виробництво і мають ідентифікаційні знаки. Балони та лейнери для випробувань слід вибирати з кожної партії довільно. Якщо випробувань піддають більше балонів і лейнерів, ніж вимагає цей стандарт, всі результати випробувань мають бути документовані. При виявленні дефектів в оболонці до автофретування або до випробування гідравлічним тиском оболонка може бути повністю знята та замінена.

7.6.2 Необхідні випробування

7.6.2.1 Кожна партія балонів повинна бути піддана таким випробуванням:

a) на одному балоні

1) випробування гідравлічним тиском на руйнування відповідно до А.12.

За незадовільних результатів випробування необхідно виконати процедури, зазначені в 7.9;

b) на одному балоні або лейнері

1) контроль розмірів на відповідність кресленням (див. 5.2.4.1 );

2) випробування на розтяг за А.1; результати випробування повинні відповідати вимогам конструкторської документації (див. 5.2.4.1 );

3) для сталевих лейнерів - три випробування на ударний вигин за А.2; результати випробування повинні відповідати вимогам, зазначеним у А.2;

4) якщо захисне покриття є частиною конструкції, то випробування покриття у партії мають бути проведені відповідно до А.24. Якщо покриття не відповідає вимогам А.24, то партія повинна бути піддана 100% контролю для виявлення балонів з подібним дефектним покриттям. Дефектне покриття на всіх балонах може бути зняте за технологією, яка не впливає на цілісність оболонки, та нанесено повторно. Потім мають бути проведені повторні випробування покриття партії.

Допускається проводити випробування на розтягування та ударний вигин на зразку-свідку, підданому термічній обробці.

Усі балони або лейнери, подані у випробуваннях партії та які не відповідають зазначеним вимогам, повинні бути піддані процедурам, встановленим у 7.9.

7.6.2.2 Додатково повинні бути проведені циклічні випробування тиском на готових балонах відповідно до А.13 за наступної частоти випробувань:

a) спочатку один балон з кожної партії повинен бути підданий циклічному випробуванню тиском протягом 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів, але не менше ніж 15000 циклів;

b) якщо в 10 послідовних партіях балонів одного конструкційного ряду (тобто матеріали та технологічні процеси однакові в межах незначних змін конструкції, див. 7.5.3) жоден із балонів, підданих циклічному випробуванню за 7.6.2.2 а), не дав течі або розриву за менш ніж 1500 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 22500 циклів), циклічні випробування тиском можна проводити на одному балоні з кожних наступних п'яти партій;

c) якщо в 10 послідовних партіях балонів одного конструкційного ряду жоден з балонів, підданих циклічному випробуванню за 7.6.2.2 а), не дав течі або розриву за менш ніж 2000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 30000 циклів), циклічні випробування тиском можна проводити на одному балоні з кожних наступних 10 партій;

d) якщо минуло більше трьох місяців з часу останніх циклічних випробувань тиском, то балон з наступної партії повинен бути підданий циклічному випробуванню тиском, щоб зберегти випробування партії зі скороченою частотою 7.6.2.2 b) або c);

e) якщо балон, підданий циклічному випробуванню тиском зі скороченою частотою по 7.6.2.2 b) або c), не витримав необхідної кількості циклів тиску (не менше 22500 або 30000 циклів відповідно), то необхідно повторити циклічні випробування тиском по 7.6.2.2 а) не менше ніж для 10 партій, щоб знову встановити скорочену частоту циклічних випробувань партії тиском 7.6.2.2 b) або c).

Якщо балон по 7.6.2.2 а), b) або c) не відповідає мінімальній вимогі і не витримує 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 15000 циклів), то повинна бути визначена та усунена причина невідповідності згідно з процедурами, зазначеними в 7.9. Потім необхідно повторити циклічні випробування тиском на трьох додаткових балонах із цієї партії. Якщо хоча б один із трьох додаткових балонів не витримує 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 15000 циклів), то ця партія має бути забракована.

7.7 Контроль кожного балона


Контролю мають бути піддані всі балони партії. Неруйнівний контроль має бути проведений відповідно до стандарту, прийнятного для інспектора.

Кожен балон у процесі виготовлення та після виготовлення повинен бути підданий:

a) контролю металевих лейнерів неруйнівним методом відповідно до додатка або іншим випробуваним еквівалентним методом для підтвердження того, що максимальний розмір існуючого дефекту не перевищує розміру, визначеного для даної конструкції, як зазначено в 7.3.4. Метод неруйнівного контролю має бути здатний виявити максимально допустимий розмір дефекту;

b) вимірювальному контролю основних розмірів та маси готових балонів, лейнерів та оболонок, які мають бути в межах допусків, встановлених для конструкції;

c) візуальному контролю якості обробки поверхні, особливо поверхні глибокої витяжки та горловин або плечової частини кованих або закатаних днищ;

d) перевірку маркування;

e) контролю твердості металевих лейнерів відповідно до А.8, який проводиться після остаточної термообробки. Значення твердості мають бути в межах, встановлених для конструкції;

f) гідравлічному випробуванню відповідно до А.11, варіант 1. Виробник повинен визначити відповідну межу залишкового об'ємного розширення для використовуваного випробувального тиску; при цьому залишкове розширення має бути не більше ніж 5% повного об'ємного розширення, виміряного при випробувальному тиску.

7.8 Документ якості партії


При задовільних результатах випробувань партії відповідно до 7.6 та 7.7 має бути оформлений документ якості партії. Приклад такого документа представлений малюнку Е.1 додатку Е.

7.9 Невідповідність вимогам контролю та випробувань


У разі невідповідності вимогам контролю та випробувань повинні бути проведені повторні контроль та випробування або повторна термообробка та повторні випробування:

a) при отриманні незадовільних результатів контролю та випробувань через помилку при їх проведенні або помилки у вимірі повинні бути проведені повторні контроль та випробування. Якщо результати повторного контролю та випробувань задовільні, то початкові результати не враховують;

b) якщо не виявлено помилок у проведенні контролю та випробувань, то має бути встановлена причина отримання незадовільних результатів:

1) якщо причиною незадовільних результатів є термообробка, то виробник може піддати балони, які не пройшли контроль і випробування, повторної термообробки, тобто якщо незадовільні результати отримані при випробуванні, що представляє дослідний зразок або партію балонів, то повинна бути проведена повторна термообробка всіх представлених балонів перед повторним випробуванням. Однак, якщо незадовільні результати отримані випадково при контролі кожного балона, ці балони повинні бути спрямовані на повторну термообробку і повторний контроль:

- при будь-якій повторній термообробці балонів повинна бути збережена гарантована мінімальна товщина стінки;

— лише випробування досвідченого зразка чи партії, необхідні підтвердження придатності партії, мають бути проведені знову. Якщо один чи більше показників контролю та випробувань виявляються незадовільними, то всі балони цієї партії мають бути відбраковані;

2) якщо при контролі та випробуваннях виявлено дефекти не через термічну обробку, то всі дефектні балони повинні бути відбраковані або відремонтовані відповідним методом; якщо відремонтовані балони пройшли контроль, необхідний під час ремонту, вони повинні бути прийняті як придатні.

8 Вимоги до балонів типу КПГ-3 (CNG-3) з повною обмоткою

8.1 Загальні положення


Цей стандарт не надає розрахункові формули і не вказує допустиму напругу або деформацію, але вимагає, щоб відповідність конструкції була встановлена відповідними розрахунками та підтверджена випробуваннями. Балони повинні витримувати випробування матеріалів, приймальні випробування дослідних зразків, кваліфікаційні та приймально-здатні випробування партії, визначені цим стандартом.

При підвищенні тиску в балоні цього зсув композиційної оболонки і металевого лейнера відбувається спільно. Через різні технології виготовлення балонів цей стандарт не дає певного методу для проектування.

Конструкція повинна забезпечувати вид пошкодження «відплив до руйнування» при можливому руйнуванні балона під тиском під час нормальної експлуатації. Витік у металевому лейнері повинен відбуватися тільки при розвитку втомної тріщини.

8.2 Матеріали

8.2.1 Загальні вимоги

Матеріали, що використовуються, повинні бути застосовні для умов експлуатації, зазначених у розділі 4. Матеріали конструкції повинні бути сумісні.

8.2.2 Контроль хімічного складу

8.2.2.1 Сталь

Сталі повинні бути розкислені алюмінієм та/або кремнієм та мати структуру з переважанням дрібного зерна.

Хімічний склад всіх сталей має бути заявлений та визначений, принаймні:

a) вмістом вуглецю, марганцю, алюмінію та кремнію у всіх випадках;

b) вмістом хрому, нікелю, молібдену, бору і ванадію та інших легуючих елементів, що спеціально додаються.

Зміст сірки та фосфору за результатами аналізу плавки не повинен перевищувати значень, зазначених у таблиці 6.


Таблиця 6 - Максимальний вміст сірки та фосфору

Межа міцності, МПа

<950

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 950

Зміст, %, трохи більше Сірки
0,020 0,010
Фосфору 0,020 0,020
Сірки та фосфору 0,030 0,025

8.2.2.2 Алюміній

Алюмінієві сплави можна використовувати для виготовлення балонів, якщо вони відповідають усім вимогам цього стандарту та містять свинцю та вісмуту не більше 0,003%.

Примітка — Перелік зареєстрованих сплавів знаходиться в Алюмінієвій асоціації і називається «Реєстраційні дані про міжнародні позначення сплавів і межі хімічного складу для ковкого алюмінію та сплавів ковкого алюмінію».

8.2.3 Композиційні матеріали

8.2.3.1 Смоли

Матеріалом для просочення можуть бути термореактивні або термопластичні смоли. Прикладами відповідних основних сполучних матеріалів є епоксидна смола, модифікована епоксидна смола, термореактивні пластмаси на основі складних поліефірів та вінілових складних ефірів, термопластичні матеріали на основі поліетилену та поліаміду.

Температуру склування матеріалу на основі смоли слід визначати відповідно до АСТМ Д3418-99.

8.2.3.2 Волокна

Як армуючий матеріал повинні служити скляні, арамідні або вуглецеві волокна. При використанні вуглецевого волокна конструкція повинна мати засоби запобігання електрохімічній корозії у металевих елементах балона.

Виробник балонів повинен мати: - технічні умови на композиційні матеріали; рекомендації виробника матеріалів щодо зберігання, умов експлуатації та строку придатності; сертифікат виробника на матеріал, що свідчить про те, що кожна партія відповідає вимогам технічних умов. Виробник волокна повинен підтвердити, що властивості волоконного матеріалу відповідають технічним умовам виготовлення даної продукції.

8.3 Вимоги до конструкції

8.3.1 Випробувальний тиск

Випробувальний тиск, що використовується при виготовленні, повинен бути не менше 30 МПа (в 1,5 рази більше за робочий тиск).

8.3.2 Руйнівний тиск та коефіцієнти запасу міцності волокна

Розрахунковий руйнуючий тиск має бути не меншим від значень, зазначених у таблиці 7. Композиційна оболонка повинна бути розрахована на міцність при постійному та циклічному навантаженнях. Міцність повинна бути досягнута завдяки відповідності або перевищенню значень коефіцієнтів запасу міцності композиційної оболонки, зазначених у таблиці 7. Коефіцієнт запасу міцності визначають як напруга у волокні при розрахунковому мінімальному руйнівному тиску, розділена на напругу у волокні при робочому тиску. Коефіцієнт запасу міцності балона визначають як дійсний руйнуючий тиск балона, розділений робочий тиск.

Примітка - Для Росії коефіцієнт запасу міцності балона - не менше 2,4. Дійсно руйнуючий тиск балона - не менше 48 МПа.


Таблиця 7 - Мінімальні розрахункові значення руйнівного тиску та коефіцієнтів запасу міцності волокна для балонів типу КПГ-3 (CNG-3)

Тип волокна Коефіцієнт запасу міцності
Руйнівний тиск, МПа
Скляне
3,65

70 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови (73)

Арамідне
3,10 60 (62)
Вуглецеве
2,35 (2,40) 47 (48)
Змішане

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Мінімальний розрахунковий тиск, що руйнує. Крім того, повинні бути виконані розрахунки відповідно до 8.3.2 для підтвердження того, що вимоги до мінімальних коефіцієнтів запасу міцності волокна також виконані.

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Коефіцієнти запасу міцності волокна та руйнівний тиск повинні бути розраховані відповідно до 8.3.2.

Примітка — Значення в дужках наведені для застосування в Російській Федерації.



Розрахунки коефіцієнта запасу міцності волокна повинні включати:

a) метод аналізу характеристик нелінійних матеріалів (спеціальна комп'ютерна програма чи програма розрахунків методом кінцевих елементів);

b) моделювання кривої залежності напруги від пружнопластичних деформацій для матеріалу лейнера;

c) моделювання механічних властивостей композиційних матеріалів;

d) розрахунки при тиску автофретування, нульовому тиску після автофретування, робочому тиску та мінімальному руйнівному тиску;

e) розрахунок попередньої напруги від натягу намотування;

f) вибір мінімального розрахункового руйнуючого тиску таким чином, щоб розрахована напруга при цьому тиску, розділена на розраховану напругу при робочому тиску, відповідала вимогам до коефіцієнта запасу міцності для волокна, що використовується;

g) розрахунок розподілу навантаження між двома або більше різними волокнами, заснований на різних модулях пружності цих волокон, для балонів зі змішаним армуванням. Вимоги до коефіцієнтів запасу міцності для волокна кожного окремого типу повинні відповідати значенням, зазначеним у таблиці 7.

Перевірка коефіцієнтів запасу міцності волокна може бути з використанням датчиків деформації. Застосовний метод наведено у додатку G.

8.3.3 Розрахунок напруг

Після попередньої напруги повинні бути розраховані окружні та осьові напруги в композиційній оболонці та в лейнері для 0 і 20 МПа, випробувального тиску та розрахункового руйнівного тиску. Розрахунок проводять з урахуванням нелінійної поведінки матеріалу лейнера визначення мінімальної розрахункової товщини стінки.

Мають бути розраховані межі тиску автофретування.

8.3.4 Максимальний розмір дефекту

Максимально допустимий розмір дефекту в будь-якому місці металевого лейнера повинен бути таким, щоб балон відповідав вимогам циклічного випробування тиском і витоку до руйнування. Метод неруйнівного контролю має виявляти максимально допустимий розмір дефекту.

Допустимий розмір дефекту для неруйнівного контролю має бути визначений відповідним методом, наприклад, як зазначено у додатку D.

8.3.5 Горловини балонів

Балони можуть мати одну або дві горловини, розташовані у днищах. Осьова лінія отворів горловин має збігатися з поздовжньою віссю балона.

8.3.6 Протипожежний захист

Конструкція балона має бути захищена запобіжними пристроями від підвищення тиску. Балон, його матеріали, запобіжні пристрої та будь-який додатковий ізоляційний чи захисний матеріал повинні бути розроблені у комплексі так, щоб забезпечити необхідну безпеку під час пожежі в умовах, зазначених у А.15. Виробник може визначити альтернативне розміщення запобіжних пристроїв на транспортному засобі для досягнення безпеки.

Запобіжні пристрої від підвищення тиску повинні відповідати стандарту, прийнятному інспектору країни — споживачу балонів.

8.4 Конструкція та якість виготовлення

8.4.1 Загальні положення

Композиційний балон має бути виготовлений із лейнера з оболонкою із безперервного волокна. Операція намотування волокна повинна мати комп'ютерне або механічне керування. Волокна повинні накладатися при контрольованому натягу під час намотування. Після завершення намотування термореактивні смоли повинні бути затверджені при нагріванні відповідно до попередньо визначеної та контрольованої діаграми "час - температура".

8.4.2 Лейнер

Виготовлення металевого лейнера повинне відповідати вимогам, встановленим у 8.2, 8.3.2 та 8.5.2.2 або 8.5.2.3 для відповідної конструкції лейнера.

Стискаюча напруга в лейнері при нульовому тиску і температурі 15 °C не повинна викликати жолоблення або появи складок у лейнері.

8.4.3 Різьблення горловини

Різьблення має бути виконане чисто і рівно без порушень суцільності поверхні і має відповідати вимогам відповідного стандарту.

8.4.4 Оболонка

8.4.4.1 Намотування волокна

Балони мають бути виготовлені методом намотування волокна. Під час намотування важливі змінні параметри мають бути проконтрольовані в межах встановлених допусків та документовані. Ці змінні параметри можуть включати (але не обмежені цим) наступне:

a) тип та параметри волокна;

b) спосіб просочення;

c) натяг намотування;

d) швидкість намотування;

e) кількість ровінгів;

f) ширину стрічки;

g) тип та склад смоли;

h) температуру смоли;

i) температуру лейнера;

j) кут намотування.

8.4.4.2 Затвердіння термореактивних смол

Термореактивна смола має бути отверждена після намотування волокна. Цикл затвердіння (тобто діаграма «час – температура») має бути документований.

Максимальний час і температура затвердіння для балонів з лейнерами з алюмінієвих сплавів повинні бути меншими від часу та температури, які негативно впливають на властивості металу.

8.4.4.3 Автофретування

Автофретування має бути виконане перед випробуванням гідравлічним тиском. Тиск автофретування має бути в межах, встановлених у 8.3.3; виробник повинен встановити відповідний метод контролю тиску.

8.4.5 Захист від впливу довкілля

Зовнішня поверхня балонів повинна відповідати вимогам кліматичного випробування у кислому середовищі, зазначеним у А.14. Для захисту зовнішньої поверхні може бути використаний один із таких способів:

a) металеве захисне покриття (наприклад, металізація напиленням алюмінію, анодування);

b) застосування відповідних волокна та сполучного матеріалу (наприклад, вуглецеве волокно в смолі);

c) органічне захисне покриття (наприклад, фарба); якщо зовнішнє покриття є частиною конструкції, воно повинно відповідати вимогам, зазначеним в А.9;

d) захисне покриття, стійке до хімікатів, зазначених у А.14.

Будь-які покриття, що наносяться на балони, повинні бути такими, щоб процес їх нанесення не впливав негативно на механічні властивості балона. Покриття не повинно перешкоджати подальшому контролю в процесі експлуатації. Виробник повинен надати інструкцію з обробки покриття під час такого контролю для збереження цілісності балона.

Виробнику рекомендується проводити кліматичне випробування на вплив довкілля, яке оцінює міцність покриття (див. додаток F).

8.5 Процедура випробування дослідного зразка

8.5.1 Загальні вимоги

Випробування дослідного зразка має бути проведене для кожної нової конструкції на готових балонах, які представляють дослідне виробництво та мають ідентифікаційні знаки. Зразки балонів або лейнерів слід обирати та випробовувати, як зазначено в 8.5.2, під наглядом інспектора. Якщо випробувань піддають більше балонів або лейнерів, ніж вимагає цей стандарт, всі результати випробувань повинні бути документовані.

8.5.2 Випробування дослідного зразка

8.5.2.1 Необхідні випробування

Інспектор повинен вибрати балони та лейнери для випробувань та бути присутніми при наступних приймальних випробуваннях:

- Вказаних у 8.5.2.2 або 8.5.2.3 (випробування матеріалу), на одному лейнері;

- зазначених у 8.5.2.4 (Випробування гідравлічним тиском на руйнування), на трьох балонах;

- вказаних у 8.5.2.5 (циклічне випробування тиском при температурі навколишнього середовища), на двох балонах;

- зазначених у 8.5.2.6 (випробування на «витік до руйнування»), на трьох балонах;

- зазначених у 8.5.2.7 (випробування на вогнестійкість), на одному або двох балонах;

- Вказаних в 8.5.2.8 (випробування на простріл), на одному балоні;

- зазначених у 8.5.2.9 (кліматичне випробування у кислому середовищі), на одному балоні;

- Вказаних в 8.5.2.10 (випробування на допустимі дефекти), на одному балоні;

- зазначених у 8.5.2.11 (випробування на повзучість за високої температури) на одному балоні;

— зазначених у 8.5.2.12 (прискорене випробування на руйнування під напругою) на одному балоні;

- зазначених у 8.5.2.13 (циклічне випробування тиском при екстремальній температурі), на одному балоні;

- зазначених у 8.5.2.14 (міцність смоли при зсуві), на одному зразку, що представляє композиційну оболонку;

— зазначених у 8.5.2.15 (випробування на удар під час падіння), не менше ніж на одному балоні.

8.5.2.2 Випробування матеріалу сталевих лейнерів

Випробування матеріалу сталевих лейнерів повинні бути проведені таким чином:

a) випробування на розтягування

Властивості сталі готового лейнера повинні бути визначені А.1 і повинні відповідати зазначеним в А.1 вимогам;

b) випробування на ударний вигин

Ударна в'язкість сталі готового лейнера повинна бути визначена А.2 і повинна відповідати зазначеним в А.2 вимогам;

c) випробування на стійкість до сульфідного розтріскування під напругою

Якщо межа міцності стали більше 950 МПа, то сталь готового балона повинна бути випробувана А.3 і повинна відповідати зазначеним в А.3 вимогам.

8.5.2.3 Випробування матеріалу лейнерів із алюмінієвого сплаву

Випробування матеріалу лейнерів із алюмінієвого сплаву повинні бути проведені наступним чином:

a) випробування на розтягування

Властивості алюмінієвого сплаву готового лейнера повинні бути визначені А.1 і повинні відповідати зазначеним в А.1 вимогам;

b) випробування на міжкристалітну корозію

Алюмінієві сплави повинні відповідати вимогам випробувань на міжкристалітну корозію, виконаних за А.4;

c) випробування на стійкість до тріщиноутворення при постійному навантаженні

Алюмінієві сплави повинні відповідати вимогам випробувань на стійкість до тріщиноутворення при постійному навантаженні, виконаних за А.5.

8.5.2.4 Випробування гідравлічним тиском на руйнування

Три балони повинні бути піддані гідравлічному тиску до руйнування відповідно до А.12. Розрахунковий руйнуючий тиск для волокна повинен бути не меншим від руйнівного тиску, зазначеного в таблиці 7. Для балона руйнуючий тиск повинен бути не меншим від тиску, зазначеного в 8.3.2.

8.5.2.5 Циклічне випробування тиском за температури навколишнього середовища

Два балони повинні бути піддані циклічному випробуванню тиском при температурі навколишнього середовища відповідно до А.13 до руйнування або не менше 45000 циклів.

Балони повинні витримувати без руйнування щонайменше 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (де ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови - Встановлений термін служби, роки). Балони, що витримали понад 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів повинні давати витік, але не розрив. Балони, які не зруйнувалися протягом 45000 циклів, повинні бути зруйновані шляхом продовження циклічного випробування тиском або підвищення гідравлічного тиску. Число циклів до руйнування та місце руйнування мають бути документовані.

8.5.2.6 Випробування на "витік до руйнування"

Випробування на «витік до руйнування» має бути проведене за А.6 та повинно відповідати зазначеним у А.6 вимогам.

8.5.2.7 Випробування на вогнестійкість

Один або два балони повинні бути випробувані за А.15 та повинні відповідати зазначеним у А.15 вимогам.

8.5.2.8 Випробовування на простріл

Один балон повинен бути випробуваний за А.16 та повинен відповідати зазначеним у А.16 вимогам.

8.5.2.9 Кліматичне випробування в кислому середовищі

Один балон повинен бути випробуваний А.14 і повинен відповідати зазначеним в А.14 вимогам.

Додаткове випробування на вплив довкілля представлено у додатку F.

8.5.2.10 Випробовування на допустимі дефекти

Один балон повинен бути випробуваний за А.17 та повинен відповідати зазначеним у А.17 вимогам.

8.5.2.11 Випробування на повзучість за високої температури

У конструкціях, де температура склування смоли не перевищує 102 °C, один балон повинен бути випробуваний за А.18 та повинен відповідати зазначеним у А.18 вимогам.

8.5.2.12 Прискорене випробування на руйнування під напругою

Один балон повинен бути випробуваний за А.19 та повинен відповідати зазначеним у А.19 вимогам.

8.5.2.13 Циклічне випробування тиском за екстремальної температури

Один балон повинен бути випробуваний за А.7 та повинен відповідати зазначеним у А.7 вимогам.

8.5.2.14 Міцність смоли під час зсуву

Матеріали на основі смоли повинні бути випробувані за А.26 та повинні відповідати зазначеним у А.26 вимогам.

8.5.2.15 Випробування на удар під час падіння

Один або більше готових балонів повинні бути випробувані на удар А.20 і повинні відповідати зазначеним в А.20 вимогам.

8.5.3 Зміна конструкції

Зміна конструкції – це будь-яка зміна у виборі конструкційних матеріалів або зміна розмірів.

За незначних змін конструкції допускається проводити випробування за скороченою програмою. Зміни конструкції, представлені в таблиці 8, вимагають проведення випробувань дослідного зразка, як зазначено в таблиці.


Таблиця 8 - Види випробувань при зміні конструкції балонів типу КПГ-3 (CNG-3)

Зміна конструкції
Вид випробування
Розру-
шення гідрав-
личес-
ким тиску-
ням
Циклі-
ня зміна тиску при темпі-
ратурі оточення-
навколишнього середовища
Вогні-
стій-
кістка
Про-
стріл
Клима-
тич-
дещо
Допуск-
тимий дефект
Повзу-
честь при високій темпі-
ратурі
Розру-
шення під напру-
шлюбом
Удар при паді-
ні
Розділ цього стандарту
А.12
А.13 А.15 А.16 А.14 А.17 А.18 А.19 А.20
Виробник волокна
+ + - - - - + + +
Матеріал металевого лейнера
+ + + + + + + + +
Волокно
+ + + + + + + + +
Смола
- - - + + + + + +

Зміна діаметра ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 20%

+ + - - - - - - -
Зміна діаметра >20%
+ + + + - + - - +

Зміна діаметра ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 50%

+ -

+ ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

- - - - - -
Зміна діаметра >50%
+ +

+ ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

- - - - - +

Зміна робочого тиску ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови 20% ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови

+ + - - - - - - -
Форма днища
+ + - - - - - - -
Розмір отвору
+ + - - - - - - -
Зміна покриття
- - - - + - - - -
Зміна у технології виробництва
+ + - - - - - - -
Запобіжний пристрій
- - + - - - - - -

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Випробування потрібно лише при збільшенні довжини.

ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови Тільки при зміні товщини стінки пропорційно зміні діаметра та/або тиску.

8.6 Випробування партії

8.6.1 Загальні вимоги

Випробування партії мають бути проведені на готових балонах, які мають серійне виробництво і мають ідентифікаційні знаки. Балони та лейнери для випробувань слід вибирати з кожної партії довільно. Якщо випробувань піддають більше балонів і лейнерів, ніж вимагає цей стандарт, всі результати випробувань мають бути документовані. При виявленні дефектів в оболонці до автофретування або до випробування гідравлічним тиском оболонка може бути повністю знята та замінена.

8.6.2 Необхідні випробування

8.6.2.1 Кожна партія балонів повинна бути піддана таким випробуванням:

a) на одному балоні

1) випробування гідравлічним тиском на руйнування відповідно до А.12.

У разі незадовільних результатів випробування необхідно виконати процедури, зазначені в 8.9;

b) на одному балоні або лейнері

1) контроль розмірів на відповідність кресленням (див. 5.2.4.1 );

2) випробування на розтяг за А.1; результати випробування повинні відповідати вимогам конструкторської документації (див. 5.2.4.1 );

3) для сталевих лейнерів - три випробування на ударний вигин за А.2; результати випробування повинні відповідати вимогам, зазначеним у А.2;

4) якщо захисне покриття є частиною конструкції, то випробування покриття у партії мають бути проведені відповідно до А.24. Якщо покриття не відповідає вимогам А.24, то партія повинна бути піддана 100% контролю для виявлення балонів з подібним дефектним покриттям. Дефектне покриття на всіх балонах може бути зняте за технологією, яка не впливає на цілісність оболонки, та нанесено повторно. Потім мають бути проведені повторні випробування покриття партії.

Допускається проводити випробування на розтягування та ударний вигин на зразку-свідку, підданому термічній обробці.

Усі балони або лейнери, подані у випробуваннях партії та які не відповідають зазначеним вимогам, повинні бути піддані процедурам, встановленим у 8.9.

8.6.2.2 Додатково мають бути проведені циклічні випробування тиском на готових балонах відповідно до А.13 за наступної частоти випробувань:

a) спочатку один балон з кожної партії повинен бути підданий циклічному випробуванню тиском протягом 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів, але не менше ніж 15000 циклів;

b) якщо в 10 послідовних партіях балонів одного конструкційного ряду (тобто матеріали та технологічні процеси однакові в межах незначних змін конструкції, див. 8.5.3) жоден із балонів, підданих циклічному випробуванню за 8.6.2.2 а), не дав течі або розриву за менш ніж 1500 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 22500 циклів), циклічні випробування тиском можна проводити на одному балоні з кожних наступних п'яти партій;

c) якщо в 10 послідовних партіях балонів одного конструкційного ряду жоден з балонів, підданих циклічному випробуванню за 8.6.2.2 а), не дав течі або розриву за менш ніж 2000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 30000 циклів), циклічні випробування тиском можна проводити на одному балоні з кожних наступних 10 партій;

d) якщо минуло більше трьох місяців з часу останніх циклічних випробувань тиском, то балон з наступної партії повинен бути підданий циклічному випробуванню тиском, щоб зберегти випробування партії зі скороченою частотою 8.6.2.2 b) або c);

e) якщо балон, підданий циклічному випробуванню тиском зі скороченою частотою по 8.6.2.2 b) або c), не витримав необхідної кількості циклів тиску (не менше 22500 або 30000 циклів відповідно), то необхідно повторити циклічні випробування тиском по 8.6.2.2 а) не менше ніж для 10 партій, щоб знову встановити скорочену частоту циклічних випробувань партії тиском 8.6.2.2 b) або c).

Якщо балон по 8.6.2.2 а), b) або c) не відповідає мінімальній вимогі і не витримує 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 15000 циклів), то повинна бути визначена та усунена причина невідповідності згідно з процедурами, зазначеними в 8.9. Потім необхідно повторити циклічні випробування тиском на трьох додаткових балонах із цієї партії. Якщо хоча б один із трьох додаткових балонів не витримує 1000 ГОСТ Р ІСО 11439-2010 Газові балони. Балони високого тиску для зберігання транспортного засобу природного газу як палива. Технічні умови циклів (не менше 15000 циклів), то ця партія має бути забракована.

8.7 Контроль кожного балона


Контролю мають бути піддані всі балони партії. Неруйнівний контроль має бути проведений відповідно до стандарту, прийнятного для інспектора.

Кожен балон у процесі виготовлення та після виготовлення повинен бути підданий:

a) контролю металевих лейнерів неруйнівним методом відповідно до додатку або іншим випробуваним еквівалентним методом для підтвердження того, що максимальний розмір існуючого дефекту не перевищує розміру, визначеного для даної конструкції, як зазначено в 8.3.4. Метод неруйнівного контролю має бути здатний виявити максимально допустимий розмір дефекту;

b) вимірювальному контролю основних розмірів та маси готових балонів, лейнерів та оболонок, які мають бути в межах допусків, встановлених для конструкції;

c) візуальному контролю якості обробки поверхні, особливо поверхні глибокої витяжки та горловин або плечової частини кованих або закатаних днищ;

d) перевірку маркування;

e) контролю твердості металевих лейнерів відповідно до А.8, який проводиться після остаточної термообробки. Значення твердості мають бути в межах, встановлених для конструкції;

f) гідравлічному випробуванню відповідно до А.11, варіант 1. Виробник повинен визначити відповідну межу залишкового об'ємного розширення для використовуваного випробувального тиску; при цьому залишкове розширення має бути не більше ніж 5% повного об'ємного розширення, виміряного при випробувальному тиску.

8.8 Документ якості партії


При задовільних результатах випробувань партії відповідно до 8.6 та 8.7 має бути оформлений документ якості партії. Приклад такого документа представлений малюнку Е.1 додатку Е.

8.9 Невідповідність вимогам контролю та випробувань


У разі невідповідності вимогам контролю та випробувань повинні бути проведені повторні контроль та випробування або повторна термообробка та повторні випробування:

a) при отриманні незадовільних результатів контролю та випробувань через помилку при їх проведенні або помилки у вимірі повинні бути проведені повторні контроль та випробування. Якщо результати повторного контролю та випробувань задовільні, то початкові результати не враховують;

b) якщо не виявлено помилок у проведенні контролю та випробувань, то має бути встановлена причина отримання незадовільних результатів:

1) якщо причиною незадовільних результатів є термообробка, то виробник може піддати балони, які не пройшли контроль і випробування, повторної термообробки, тобто якщо незадовільні результати отримані при випробуванні, що представляє дослідний зразок або партію балонів, то повинна бути проведена повторна термообробка всіх представлених балонів перед повторним випробуванням. Однак, якщо незадовільні результати отримані випадково при контролі кожного балона, ці балони повинні бути спрямовані на повторну термообробку і повторний контроль:

- при будь-якій повторній термообробці балонів повинна бути збережена гарантована мінімальна товщина стінки;

— лише випробування досвідченого зразка чи партії, необхідні підтвердження придатності партії, мають бути проведені знову. Якщо один чи більше показників контролю та випробувань виявляються незадовільними, то всі балони цієї партії мають бути відбраковані;

2) якщо при контролі та випробуваннях виявлено дефекти не через термічну обробку, то всі дефектні балони повинні бути відбраковані або відремонтовані відповідним методом; якщо відремонтовані балони пройшли контроль, необхідний під час ремонту, вони повинні бути прийняті як придатні.

9 Вимоги до композиційних балонів типу КПГ-4 (CNG-4)

9.1 Загальні положення


Цей стандарт не надає розрахункові формули і не вказує допустиму напругу або деформацію, але вимагає, щоб відповідність конструкції була встановлена відповідними розрахунками та підтверджена випробуваннями. Балони повинні витримувати випробування матеріалів, приймальні випробування дослідних зразків, кваліфікаційні та приймально-здатні випробування партії, визначені цим стандартом.

Конструкція повинна забезпечувати вид пошкодження «відплив до руйнування» при можливому руйнуванні балона під тиском під час нормальної експлуатації.

9.2 Матеріали

9.2.1 Загальні вимоги

Матеріали, що використовуються, повинні бути застосовні для умов експлуатації, зазначених у розділі 4. Матеріали конструкції повинні бути сумісні.

9.2.2 Смоли

Матеріалом для просочення можуть бути термореактивні або термопластичні смоли. Прикладами відповідних основних сполучних матеріалів є епоксидна смола, модифікована епоксидна смола, термореактивні пластмаси на основі складних поліефірів та вінілових складних ефірів, термопластичні матеріали на основі поліетилену та поліаміду.

Температура склування матеріалу на основі смоли має бути визначена відповідно до АСТМ Д3418-99.

9.2.3 Волокна

Як армуючий матеріал повинні служити скляні, арамідні або вуглецеві волокна. При використанні вуглецевого волокна конструкція повинна мати засоби запобігання електрохімічній корозії у металевих елементах балона.

Виробник балонів повинен мати: - технічні умови на композиційні матеріали; рекомендації виробника матеріалів щодо зберігання, умов експлуатації та строку придатності; сертифікат виробника на матеріал, що свідчить про те, що кожна партія відповідає вимогам технічних умов. Виробник волокна повинен підтвердити, що властивості волоконного матеріалу відповідають технічним умовам виготовлення даної продукції.

9.2.4 Пластмасові лейнери

Полімерний матеріал слід застосовувати в умовах експлуатації, зазначених у розділі 4.

9.2.5 Металеві заставні елементи

Металеві закладні елементи, що приєднуються до неметалевого лейнера, повинні бути виготовлені з матеріалу, що застосовується в умовах експлуатації, зазначених у розділі 4.