1、钢质无缝气瓶 GB 5099 94 国家技术监督局 1994 12 26 批准 1995 08 01 实施 1 主题内容与适用范围 本标准规定了钢质无缝气瓶 (以下简称钢瓶 )的型式和参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、涂敷、包装、运输和贮存等。 本标准适用于设计、制造公称工作压力为 8 30MPa，公称容积为 0 4 80L，用于盛装永久气体或高压液化气体的可重复充气的移动式钢瓶。一般地区钢瓶的使用环境温度为 20 60，寒冷地区的使用环境温度为 40 60。 本标准不适用于盛装溶解气体、 吸附气体的钢瓶，灭火用的钢瓶以及运输工具上和机器设备上附属的瓶式压力容器。 2 引用标准 GB
2、222 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB 223 1 223 7 钢铁及合金化学分析方法 GB 224 钢的脱碳层深度测定法 GB 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法 GB 228 金属拉伸试验方法 GB 230 金属洛氏硬度试验方法 GB 231 金属布氏硬度试验方法 GB 232 金属弯曲试验方法 GB 1979 结构钢低倍组织 缺陷评级图 GB 2106 金属夏比 (V 型缺口 )冲击试验方法 GB 3077 合金结构钢技术条件 GB 4159 金属低温夏比冲击试验方法 GB 5777 无缝钢管超声波探伤方法 GB 6394 金属平均晶粒度测定方法 GB 7144
3、气瓶颜色标记 GB 8163 输送流体用无缝钢管 GB 8335 气瓶专用螺纹 GB 9251 气瓶水压试验方法 GB 9252 气瓶疲劳试验方法 GB 12137 气瓶气密性试验方法 GB T 13005 气瓶术语 GB T 13298 金属显微组织检验方法 GB T 13299 钢的显微组织评定方法 GB 13440 无缝气瓶压扁试验方法 GB 13447 无缝气瓶用钢坯 GB 15385 气瓶水压爆破试验方法 3 技术术语和符号 3 1 永久气体：临界温度小于 10的气体； 高压液化气体：临界温度大于或等于 10，且小于或等于 70。 3 2 公称工作压力：对于盛装永久气体的钢瓶，系指在
4、基准温度时 (一般为 20 )所盛装气体的限定充装压力；对于盛装高压液化 气体的钢瓶，系指温度为 60时瓶内气体压力的上限值。 3 3 许用压力：钢瓶在充装、使用、储运过程中允许承受的最高压力。 3 4 屈服应力：对材料试件拉伸试验，呈明显屈服现象的，取屈服点或下屈服点；无明显屈服现象的，取屈服强度。 3 5 批量：系指采用同一设计条件，具有相同的公称直径、设计壁厚，用同一炉罐号钢，同一制造方法制成，按同一热处理规范进行连续热处理的钢瓶所限定的数量。 3 6 设计应力系数：瓶体材料屈服应力设计取值与水压试验压力下筒体当量应力之比。 3 7 充装系数：标准规定的钢瓶单位水 容积允许充装的最大气体
5、重量。 3 8 应力集中系数：瓶体的薄膜应力与局部最大应力的比值。 3 9 符号： CM 淬火后回火用铬钼钢或其它合金钢种； D0 钢瓶筒体外径， mm； Df 冷弯试验弯心直径， mm； F 设计应力系数 (见 5 2 4)； Mn 正火或正火后回火用碳锰钢种； MnH 淬火后回火用碳锰钢种； Pb 爆破压力计算值， MPa； Pba 爆破压力实测值， MPa； Ph 水压试验压力， MPa； Py 爆破试验过程中屈服压力， MPa； S 钢瓶筒体设计壁厚， mm； Sa 钢瓶筒体实测最小壁厚， mm； Sao 钢瓶筒体实测平均壁厚， mm； T 压扁试验压头间距， mm； a 弧形扁试样的
6、原始厚度， mm； b 扁试样的原始宽度， mm； d1、 d2 破口环向撕裂长度， mm； l 试样原始标记， mm； ak 冲击韧性值， J cm2； 5 伸长率，； e 瓶体材料热处理后的屈服应力保证值， N mm2； ea 屈服应力实测值， N mm2； b 瓶体材料热处理后的抗拉 强度保证值， N mm2； ba 抗拉强度的实测值， N mm2。 4 钢瓶型式和参数 4 1 钢瓶瓶体一般应符合图 1 所示的型式。凹形底及带底座凸形底的钢瓶典型结构及主要附件见图 2。 4 2 钢瓶的公称容积和外径一般应符合表 1 的规定。 4 3 常用瓶装气体的公称工作压力和充装系数见表 2。 图 1
7、 钢瓶瓶体型式 图 2 凹形底和带底座凸形底钢瓶的典型结构 表 1 钢瓶的公称容积和外径 类别 公称容积 L 水容积允许偏差 外径 Do mm 允许偏差 小容积 0.4 +20 -0 60， 70 +1.25 -2.00 0.7 70 1.0 89 1.4 2.0 89， 108 2.5 +10 -0 108， 120，140 3.2 120， 140 4.0 5.0 6.3 7.0 140， 152 8.0 9.0 10.0 152， 159 12.0 152， 159，178， 180 中容积 20.0 +5 -0 203， 219 1.25 25.0 32.0 36.0 38.0 219
8、， 229，232 40.0 45.0 50.0 63.0 245， 267，273 70.0 80.0 表 2 常用瓶装气体公称工作压力及充装系数 气体类别 气体名称 化学式 公称工作压力 MPa 充装系数 kg L 永久气体 氧、氮、氢或其他 O2、 N2、 H2 30 20 15 高压液化气体 二氧化碳 CO2 20 15 0.74 0.60 氧化亚氮 N2O 15 12.5 0.62 0.52 乙烷 C2H6(CH3CH3) 20 15 12.5 0.37 0.34 0.31 乙烯 C2H4(CH2=CH2) 20 15 12.5 0.34 0.28 0.24 氙 Xe 12.5 1.
9、23 六氟化硫 SF6 12.5 8 1.33 1.17 氯化氢 HCl 12.5 0.57 三氟氯化烷 CF3Cl 12.5 8 0.94 0.73 三氟甲烷 CHF3 12.5 0.76 六氟乙烷 C2F6(CF3CF3) 12.5 8 1.06 0.83 偏二氟乙烯 C2H2F2 (CH2=CF2) 12.5 8 0.66 0.46 氟乙烯 C2H3F (CH2=CHF) 12.5 8 0.54 0.47 三氟溴甲烷 CF3Br 12.5 8 1.45 1.33 5 技术要求 5 1 瓶体材料一般规定 5 1 1 必须采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的无时效性镇静钢。 5 1 2 制
10、造钢瓶的钢种必须经国家或国际有关部门鉴定认可，应选用优质锰钢、铬钼钢或其他合金钢。 5 1 3 制造钢瓶的材料，必须符合其相应国家标准或行业标准的 规定，并有质量合格证明书。钢瓶制造厂应按炉罐号进行各项验证分析。 5 1 4 钢瓶的瓶体材料，应具有良好的冲击性能。 5 1 5 钢瓶瓶体材料的化学成分限定见表 3，化学成分允许偏差应符合 GB 222 中表 2 的规定。 表 3 钢瓶瓶体材料化学成分 钢种 成分， 碳锰钢 铬钼钢或其他合金钢 Mn MnH CM C max0.40 max0.40 0.260.34 0.320.40 Mn 1.401.75 max1.70 0.400.70 0.4
11、00.70 Si max0.37 max0.37 0.170.37 0.170.37 S max0.030 max0.035 max0.035 max0.035 P max0.35 max0.035 max0.030 max0.030 S+P max0.06 max0.06 max0.055 max0.055 V max0.12 Cr 0.801.10 0.801.10 Mo 0.150.25 0.150.25 采用热处理方式 正火或正火后回火 淬火后回火 5 1 6 制造小容积的钢瓶 若选用正火处理方法，可选用碳钢材料，若选用调质处理，可选用合金钢材料。 5 1 7 初轧坯或钢坯 5 1 7
12、 1 钢坯的形状尺寸和允许偏差应符合 GB 13447的有关规定。 5 1 7 2 低倍组织 a 不允许白点、残余缩孔、分层、气泡、异物和夹杂； b 中心疏松不大于 1 5 级，偏析不大于 2 5 级。 5 1 8 无缝钢管 5 1 8 1 钢管的外形和内外表面质量应不低于 GB 8163的规定。 5 1 8 2 钢管的壁厚偏差不应超过公称壁厚的 %15%10 。 5 1 8 3 钢管如钢厂已探伤 ，制造厂可在同一批钢管中抽查 10；如钢厂未逐根探伤，气瓶制造厂则应逐根探伤，探伤合格级别应符合 GB 8163 的规定。 5 1 9 经鉴定的材料钢种，钢瓶制造厂应制造不少于 20 000个钢瓶投
13、入使用，质量满足各项要求后方可纳标作为国家认可的钢种。 5 2 设计一般规定 5 2 1 受压部位的壁厚设计取用该材料热处理后的 c 保证值。正火处理的钢瓶，热处理后的屈服应力保证值 e 应不大于 520N mm2。 5 2 2 设计计算瓶体壁厚应以水压试验压力几为准。钢瓶的水压试验压力为公称工作压力的 1 5 倍，永久 气体气瓶的许用压力不得超过水压试验压力的 0 8 倍。 5 2 3 设计计算所选用的屈服应力，对正火或正火后回火处理的，不得大于最小抗拉强度的 75；对淬火后回火处理的，不得大于最小抗拉强度的 85。 5 2 4 设计应力的限定 5 2 4 1 应对材料的实际最大抗拉强度进行控制，要求淬火后回火热处理的最大抗拉强度不应大于 1 000N mm2；小容积瓶最大抗拉强度不应大于 1 100N mm2；对具有应力腐蚀倾向的介质，抗拉强度不应大于 880N mm2。 5 2 4 2 设计应力系数 F 值的取用 a对 正火或正火后回火热处理的钢瓶设计， F 值取用0 82； b对淬火后回火热处理的钢瓶设计， F 值取用 0 77。 5 2 5 简体设计最小壁厚公式 heh PF DPS 2 0 (1) 同时应满足式 (2)的要求，且不得小于 1 5mm。 12500 DS (2) 5 2 6 底部结构 5 2 6 1 凸形底有三种型式： a半球形；
