ChinaAutoRegs｜TCATSI 02 007-2020英文版/English/翻译/车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶
Fully-Wrapped Carbon Fiber Reinforced Cylinder with a Plastic Liner for On-Board Storage of Compressed Hydrogen for Land Vehicles
1 SCOPE
This standard specifies the type and parameters, specifications, test methods, inspection rules, installation protection, marking, packaging, transportation and storage requirements with respect to the fully-wrapped carbon fiber reinforced cylinder with a plastic liner for on-board storage of compressed hydrogen for land vehicles (hereinafter referred to as the “cylinders”).
This standard is applicable to the design and manufacture of the refillable cylinders that are fixed in road vehicles as fuel tanks to store compressed hydrogen, with a nominal working pressure 70MPa, a nominal capacity 450L, and a working temperature -40°C and 85°C.
Note: Other gas cylinders for hydrogen supply intended for urban rail transit powered by hydrogen fuel cell, hydrogen-powered vessels, hydrogen-powered aircrafts, hydrogen power generation unit, etc. may use this standard as a reference.
2 NORMATIVE REFERENCES
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
GB/T 192 General purpose metric screw threads – Basic profile
GB/T 196 General purpose metric screw threads – Basic dimensions
GB/T 197 General purpose metric screw threads – Tolerances
GB/T 228.1 Metallic materials – Tensile testing – Part 1: Method of test at room temperature
GB/T 229 Metallic materials – Charpy pendulum impact test method
GB/T 528 Rubber, vulcanized or thermoplastic – Determination of tensile stress-strain properties
GB/T 1033.1 Plastics – Methods for determining the density of non-cellular plastics – Part 1: Immersion method, liquid pyknometer method and titration method
GB/T 1040.1 Plastics – Determination of tensile properties – Part 1: General principles
GB/T 1040.2 Plastics – Determination of tensile properties – Part 2: Test conditions for moulding and extrusion plastics
GB/T 1220 Stainless steel bars
GB/T 1458 Test method for mechanical properties of ring of filament-winding reinforced plastics
GB/T 1633 Plastics – Thermoplastic materials – Determination of Vicat sofening temperature (VST)
GB/T 1636 Plastics – Determination of apparent density material that can be poured from a specified funnel
GB/T 2941 Rubber – General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test methods
GB/T 3190 Chemical composition of wrought aluminium and aluminium alloys
GB/T 3191 Aluminium and aluminium alloys extruded bars, rods
GB/T 3362 Test methods for tensile properties of carbon fiber multifilament
GB/T 3452.2 Fluid power systems – O-rings – Part 2: Quality acceptance criteria
GB/T 3512 Rubber, vulcanized or thermoplastic – Accelerated ageing and heat resistance tests
GB/T 3682.1 Plastics—Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics—Part 1: Standard method
GB/T 3934 Specification of gauges for general purpose screw threads
GB/T 4612 Plastics – Epoxy compounds – Determination of epoxy equivalent
GB/T 5720 Test methods for rubber O-rings
GB/T 6031 Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of hardness (hardness between 10 IRHD and 100 IRHD)
GB/T 7690.1 Reinforcements – Test Method for Yarns – Part 1: Determination of Linear Density
GB/T 7758 Rubber, vulcanized – Deternination of low – Temperature characteristics – Temperature-retraction procedure (TR test)
GB/T 7999 Optical emission spectrometric analysis method of aluminum and aluminum alloys
GB/T 9251 Methods for hydrostatic test of gas cylinders
GB/T 9252 Method for pressure cycling test of gas cylinders
GB/T 13005 Terminology of gas cylinders
GB/T 13979 Mass spectrometer leak detector
GB/T 15385 Method for hydraulic burst test of gas cylinder
GB/T 15823 Non-destructive testing – Test methods for helium leak testing
GB/T 19466.2 Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) – Part 2: Determination of glass transition temperature
GB/T 19466.3 Plastics – Differential scanning calorimetry (DSC) – Part 3: Determination of temperature and enthalpy of melting and crystalliation
GB/T 20668 Unified screw threads – Basic dimensions
GB/T 20975 Methods for chemical analysis of aluminium and aluminium alloys
GB/T 21060 Plastics—Determination of pourability
GB/T 26749 Carbon fiber – Determination of tensile properties of resin-impregnated yarn
GB/T 32249 Aluminum and aluminum-alloy die forgings, hand forgings and rolled ring forgings – General specification
GB/T 33215 Pressure relief devices for gas cylinders
GB/T 35544 Fully-wrapped carbon fiber reinforced cylinders with an aluminum liner for theon-board storage of compressed hydrogen as a fuel for land vehicles
GB/T 37244 Fuel specification for proton exchange membrane fuel cell vehicles-Hydrogen
HG/T 4280 Welding procedure qualification for plastics
NB/T 47010 Stainless and heat-resisting steel forgings for pressure equipments
NB/T 47013.8 Nondestructive testing of pressure equipments – Part 8: Leak Testing
T/CATSI 02 009 Specification for Glass Balls for Pressure Relief Devices of gas cylinders
YS/T 479 Aluminium and Aluminium Alloys Forging for General Industrial Use
ASTM D1921 Standard Test Methods for Particle Size (Sieve Analysis) of Plastic Materials
3 术语、定义和符号
3.1 术语和定义
GB/T 13005确立的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1 内胆 liner
内胆是指同充装的气体接触的内层壳体，在其外表面缠绕碳纤维增强层，用于密封气体、按不承受 压力载荷进行设计的塑料容器，包括塑料内胆、瓶阀座等。
3.1.2 无缝内胆 seamless liner
采用一体成型、没有拼接焊缝的塑料内胆。
3.1.3 焊接内胆 welded liner
含有拼接焊缝的塑料内胆。
3.1.4 全缠绕 fully-wrapping
用浸渍树脂基体的碳纤维连续在塑料内胆上进行螺旋和环向缠绕，使气瓶的环向和轴向都得到增强 的缠绕方式。
3.1.5 全缠绕气瓶 fully-wrapped cylinder
用浸渍树脂的连续碳纤维在塑料内胆外表面沿环向和径向缠绕，经加热固化成型的气瓶。
3.1.6 公称工作压力 nominal working pressure
气瓶在基准温度（15 ℃）下的限定充装压力。
3.1.7 许用压力 allowable pressure
充装和使用过程中，气瓶所允许承受的最大压力。
3.1.8 M1 类载客车辆 M1 passenger vehicles
包括驾驶员座位在内，座位数不超过九个的载客车辆。
3.1.9 M2/M3 类 A/B 级载客车辆 M2/M3 class-A/B passenger vehicles
包括驾驶员座位在内座位数超过九个，可载乘员数（不包括驾驶员）不多于22人的载客车辆。
3.1.10 气瓶批量 batch（gas cylinders）
采用同一设计，具有相同结构尺寸塑料内胆、相同复合材料，且用同一工艺进行缠绕、固化的气瓶 的限定数量。
3.1.11 塑料内胆批量 batch（liners）
采用同一设计，具有相同结构尺寸，且用同一塑料材料批号、同一制造工艺制成的塑料内胆的限定 数量。
3.1.12 设计使用年限 service life
在规定使用条件下，气瓶允许使用的年限。
3.1.13 纤维应力比 fiber stress ratio
气瓶在最小爆破压力下的碳纤维应力与公称工作压力下的碳纤维应力之比。
3.1.14 极限弹性膨胀量 rejection elastic expansion（REE）
在每种规格型号气瓶设计定型阶段，由制造单位规定的气瓶弹性膨胀量的许用上限值，单位为毫升。 该数值不得超过设计定型批相同规格型号气瓶在水压试验压力下弹性膨胀量平均值的1.1倍。
3.1.15 渗漏 permeation
气瓶中的氢气通过塑料内胆材料空隙渗透到大气的过程。
3.1.16 泄漏 leakage
气瓶中的氢气通过界面间隙或穿透壁厚缺陷释放到大气的过程。
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
K ——焊缝卷边中心高度，mm；
Nd ——气瓶设计循环次数，次；
P ——气瓶公称工作压力，MPa；
Pbmin——气瓶最小爆破压力，MPa；
Pb0 ——气瓶爆破压力期望值，MPa；
Ph ——气瓶水压试验压力，MPa；
Pm ——气瓶许用压力，MPa；
V ——气瓶公称容积，L。
4 型式、型号和参数
4.1 型式
气瓶结构型式如图1所示，其中T型为单头口结构，S型为双头口结构。
说明：
T 型 S 型
1——瓶阀座； 3——塑料内胆；
2——碳纤维缠绕层； 4——玻璃纤维保护层。
注：气瓶直筒段应设置玻璃纤维保护层，气瓶两端应设置肩部保护罩或玻璃纤维保护层；
S 型气瓶一端为瓶阀座，另一端为盲堵或用于连接温度驱动安全泄放装置（TPRD）的阀座。
图1 气瓶结构型式
4.2 参数
4.2.1 气瓶公称工作压力应为 35 MPa 或 70 MPa。
4.2.2 气瓶水容积及允许偏差应符合表 1 的规定。
表1 气瓶水容积及允许偏差
4.3 分类
气瓶分为A类气瓶和B类气瓶。A类气瓶为公称工作压力等于35 MPa的气瓶；B类气瓶为公称工作压 力等于70 MPa的气瓶。
B类气瓶分为B1类气瓶和B2类气瓶。B1类气瓶为因车体结构设计原因而无法拆卸的M1类、M2类A/B 级、M3类A/B级载客车辆用B类气瓶，其设计和试验要求比其他类气瓶更高，且在设计制造时充分考虑 其在全寿命期内不拆卸检查时的安全使用要求；B2类气瓶为除B1类气瓶以外的B类气瓶。
4.4 型号
示例：气瓶公称外直径为380 mm，公称容积为70 L，公称工作压力为70 MPa，结构型式为S型的B1类车用压缩氢 气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶，其型号标记为：CHG4-380-70-70 S/B1。
5 技术要求
5.1 一般要求
5.1.1 设计循环次数
气瓶的设计循环次数为11 000次。
5.1.2 设计使用年限
气瓶的设计使用年限为15年。
5.1.3 许用压力
在充装和使用过程中，气瓶的许用压力为公称工作压力的1.25倍。
5.1.4 试验压力允差
除特别注明外，以气体为试验介质时，试验压力允差为±1 MPa；以液体为试验介质时，试验压力 允差为（0~+2）MPa。
5.1.5 温度范围
在充装和使用过程中，气瓶的温度应不低于-40 ℃且不高于85 ℃。
5.1.6 氢气品质
充装气瓶的压缩氢气成分应符合GB/T 37244燃料电池汽车用氢气品质的要求。
5.1.7 工作环境
设计气瓶时，应考虑其连续承受机械损伤或化学侵蚀的能力，其外表面至少应能适应下列工作环境：
a) 间断地浸入水中，或者道路溅水；
b) 车辆在海洋附近行驶，或者在用盐融化冰的路面上行驶；
c) 阳光中的紫外线辐射；
d) 车辆振动和碎石冲击；
e) 接触酸和碱溶液、肥料；
f) 接触汽车用液体，包括汽油、液压油、电池酸、乙二醇和油；
g) 接触排放的废气。
5.1.8 定期检验
在气瓶使用寿命内应对其进行日常保养检查，检查项目及其要求见附录C。A类气瓶和B2类气瓶定 期检验时应从车上拆下。当气瓶实际使用年限未达到设计使用年限，但充装次数达到设计循环次数时， 气瓶应当报废。
5.2 材料
5.2.1 一般要求
5.2.1.1 材料性能和技术指标应符合相应的国家标准或行业标准的规定。
5.2.1.2 制造气瓶的材料，应有材料制造单位提供的质量证明书原件，或者加盖了材料经营单位公章 且有经办人签字（章）的质量证明书复印件。
5.2.1.3 材料应经气瓶制造单位复验合格后方可使用。
5.2.2 塑料内胆
5.2.2.1 塑料内胆材料宜选用聚乙烯（包括改性聚乙烯）或聚酰胺（包括改性聚酰胺），其与氢气相 容性应满足附录 A 的要求。
5.2.2.2 塑料内胆材料的熔点应足够高，以确保火烧试验过程中氢气通过安全泄放装置释放，且不低 于设计文件的规定值。熔点检测方法按 GB/T 19466.3 的规定执行。
5.2.2.3 塑料内胆材料的软化温度应不低于 100 ℃，检测方法按 GB/T 1633 的规定执行。
5.2.2.4 塑料内胆原材料为粒状塑料时，聚乙烯（包括改性聚乙烯）熔体质量流动速率和聚酰胺（包 括改性聚酰胺）熔体体积流动速率应满足设计文件的要求，检测方法按 GB/T 3682.1 的规定执行。 5.2.2.5 塑料内胆原材料为粉状塑料时，表观密度、粉体流动性和粒度分布应满足设计文件的要求。 表观密度检测方法按 GB/T 1636 的规定执行，粉体流动性检测方法按 GB/T 21060 的规定执行，粒度分 布检测方法按 ASTM D1921 的规定执行。
5.2.3 瓶阀座
5.2.3.1 瓶阀座应采用铝合金 6061 或奥氏体不锈钢 S31603 的棒材或锻件。铝合金挤压棒材应符合
GB/T 3191 的规定，锻件应符合 GB/T 32249、YS/T 479 的规定；奥氏体不锈钢棒材应符合 GB/T 1220
的规定，锻件应符合 NB/T 47010 的规定。
5.2.3.2 铝合金 6061 的化学成分应符合表 2 的规定，其偏差应满足 GB/T 3190 的要求。
5.2.3.3 奥氏体不锈钢 S31603 的 Ni 含量应不低于 12%、Ni 当量不低于 28.5%、断面收缩率不小于 70%。 Ni 当量计算公式为：Nieq=12.6 C+0.35 Si+1.05 Mn+Ni+0.65 Cr+0.98 Mo。
5.2.3.4 气瓶制造单位应按材料炉号进行化学成分复验。铝合金 6061 化学成分复验应按 GB/T 7999或 GB/T 20975 的规定执行。
5.2.3.5 气瓶制造单位应按材料批号进行力学性能复验，力学性能应满足气瓶制造单位保证值要求。 奥氏体不锈钢 S31603 的拉伸和冲击试验应分别按 GB/T 228.1 和 GB/T 229 的规定执行；铝合金 6061 的 拉伸试验应按 GB/T 228.1 的规定执行。
5.2.4 密封件
5.2.4.1 密封件宜采用硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶、氟碳橡胶、三元乙丙橡胶或氢化丁腈橡胶等与高 压氢气具有良好相容性的聚合物。
5.2.4.2 密封件材料的使用温度范围应满足-40 ℃~85 ℃的要求。
5.2.4.3 密封件材料性能应满足附录 G.2 的要求。
5.2.5 树脂
浸渍材料应采用耐热性高且稳定性好的环氧树脂或改性环氧树脂。树脂的环氧当量应符合设计文件 要求，检验方法应按GB/T 4612的规定执行；树脂材料的玻璃化转变温度应按GB/T 19466.2的规定进行 测定，且其值应不低于105 ℃。
5.2.6 纤维
5.2.6.1 碳纤维
5.2.6.1.1 承载碳纤维应采用连续无捻碳纤维，不得采用不同型号的碳纤维混缠。
5.2.6.1.2 每批碳纤维的力学性能应符合气瓶设计文件的规定。
5.2.6.1.3 气瓶制造单位应按批对碳纤维进行复验。纤维线密度（公制号数）应按 GB/T 7690.1 测定； 纤维浸胶拉伸强度应按 GB/T 3362 或 GB/T 26749 测定。
5.2.6.2 玻璃纤维
5.2.6.2.1 应采用 S 型或 E 型玻璃纤维，其力学性能应符合气瓶设计文件的规定。
5.2.6.2.2 玻璃纤维只允许用作气瓶外表面保护层。
5.3 设计
5.3.1 塑料内胆和瓶阀座
5.3.1.1 塑料内胆不得有纵向焊接接头，且环向焊接接头不得多于两道。
5.3.1.2 瓶阀座静强度和疲劳寿命，及其与塑料内胆连接接头在气瓶设计寿命内的静强度、疲劳强度 和密封性能应满足气瓶全寿命安全要求。
5.3.1.3 瓶阀座应设在塑料内胆端部，且应与塑料内胆同轴。
5.3.1.4 瓶口螺纹宜采用符合 GB/T 192、GB/T 196、GB/T 197 或 GB/T 20668 规定的直螺纹，或者其 他满足相关国际标准的螺纹。螺纹长度应大于气瓶阀门螺纹的有效长度。
5.3.1.5 瓶口螺纹在水压试验压力下的切应力安全系数应不小于 4。计算螺纹切应力安全系数时，剪
切强度取 0.6 倍的材料抗拉强度保证值。
5.3.1.6 瓶口设计需考虑所装配阀门的密封形式、密封材料和密封尺寸，应确定合理的尺寸公差和表 面粗糙度，确保瓶口与瓶阀装配之后在全寿命期内（B1 类气瓶）或定期检验周期内（A、B2 类气瓶） 不发生泄漏。
5.3.2 气瓶
5.3.2.1 气瓶的水压试验压力应不低于 1.5 倍公称工作压力。
5.3.2.2 采用有限单元法，建立合适的气瓶分析模型，计算复合材料在以下压力下的应力和应变：公 称工作压力、水压试验压力和最小爆破压力。
5.3.2.3 B1 类气瓶的纤维应力比应不低于 2.30，其他气瓶纤维应力比应不低于 2.25。
5.3.2.4 B1 类气瓶的最小爆破压力应不低于 2.30 倍公称工作压力，其他气瓶最小爆破压力应不低于
2.25 倍公称工作压力。
5.3.2.5 气瓶直筒段应有玻璃纤维保护层，气瓶两端应设置肩部保护罩或者玻璃纤维保护层。如果保
护层作为设计的一部分时，应符合 6.2.12 的规定。
5.4 制造
5.4.1 一般要求
5.4.1.1 气瓶制造应符合产品设计图样和相关技术文件的规定。
5.4.1.2 制造应分批管理，内胆成品和气瓶成品均以不大于 200 只加上破坏性试验用内胆或气瓶的数 量为一个批。
5.4.1.3 气瓶生产车间应按设计文件规定控制环境温度和湿度。
5.4.1.4 塑料内胆成型、纤维缠绕、气瓶固化等过程的所有操作均应由自动化设备和连续的工艺协同 完成。不允许设置人为干预工艺条件的操作岗位。
5.4.1.5 当气瓶端部设置肩部保护罩时，肩部保护罩应与肩部纤维层牢固粘贴。
5.4.2 塑料内胆
5.4.2.1 塑料内胆应采用注塑、吹塑、挤塑或滚塑成型。注塑成型至少应控制温度（包括模具温度、 料筒温度、喷嘴温度）、塑化及注射压力、注射及冷却时间等参数；吹塑成型至少应控制型坯及模具温 度、吹塑压力、鼓气速率、冷却时间等参数；挤塑成型至少应控制温度（包括料筒温度、模具温度、喷 嘴温度）、挤塑量、挤出速率、真空压力、喷嘴流量等参数；滚塑成型至少应控制模具温度、模具旋转 速度、冷却时间等参数。
5.4.2.2 塑料内胆应按评定合格后的成型工艺进行加工。采用焊接内胆时，塑料内胆应按评定合格后
的焊接工艺进行自动焊接。焊接应在温度不低于 5 ℃的恒温恒湿室内进行。
5.4.2.3 塑料内胆焊接工艺评定技术要求见附录 D。
5.4.2.4 焊接应连续，外表面卷边切除后，表面不得有未熔合、烧焦、孔洞、肉眼可见的杂质等影响 性能的缺陷。
5.4.2.5 焊接接头的错边量不得超过塑料内胆厚度的 10%。焊缝卷边中心高度 K 须大于 0，如图 2 所 示。
5.4.2.6 焊接接头不合格的塑料内胆应报废，不得返修。
5.4.3 瓶口螺纹
螺纹和密封面应光滑平整，不准许有倒牙、平牙、牙双线、牙底平、牙尖、牙阔以及螺纹表面上的 明显跳动波纹。螺纹轴线应与气瓶轴线同轴。
图2 塑料内胆焊接接头示意图
5.4.4 纤维缠绕
5.4.4.1 缠绕纤维前，塑料内胆内外表面应该清理干净。
5.4.4.2 缠绕和固化应按评定合格的工艺进行。固化过程中温度不得对塑料内胆性能产生影响。
5.4.4.3 缠绕和固化过程的充气压力应满足设计文件要求。
5.4.4.4 缠绕过程应监控并记录定位尺寸、纤维张力、充气压力等。
5.4.4.5 固化过程应监控并记录温度及内压。
5.5 附件
5.5.1 气瓶应当设置温度驱动安全泄放装置（TPRD）和截止阀。TPRD 应采用易熔合金塞或玻璃球， 其动作温度应为（110±5）℃，且泄放口不得朝向瓶体。
5.5.2 易熔合金塞应满足 GB/T 33215 的规定，玻璃球应满足 T/CATSI 02 009 的规定。
5.5.3 气瓶设置其他火烧保护装置时，装置不得影响气瓶受力和 TPRD 的正常开启。
5.5.4 温度驱动安全泄压装置和阀门的型式试验方法及合格指标应满足 GB/T 35544 中附录 B 的规定。
6 试验方法与合格指标
6.1 内胆
6.1.1 壁厚和制造公差
6.1.1.1 试验方法
壁厚应采用超声测厚仪或测量精度与超声测厚仪等同的其他测量仪器/工具进行测量；制造公差应 采用标准的或专用的量具、样板进行检查。
6.1.1.2 合格指标
塑料内胆的壁厚和制造公差应符合以下要求：
a) 壁厚应不小于最小设计壁厚；
b) 筒体外直径平均值和公称外直径的偏差不超过公称外直径的 1%；
c) 筒体同一截面上最大外直径与最小外直径之差不超过公称外直径的 2%；
d) 筒体直线度应不超过筒体长度的 3‰。
6.1.2 内外表面
6.1.2.1 试验方法
用灯光照射检查内胆内外表面，必要时可采用内窥灯或内窥镜检查内表面。
6.1.2.2 合格指标
a) 塑料内胆内外表面应干净无污物；
b) 无鼓包、褶皱、重叠以及边缘尖锐的表面压痕等缺陷。
6.1.3 母材拉伸试验
6.1.3.1 取样
取样部位为沿环向0°、90°、180°、270°四个位置，如图3所示。
a) 无缝内胆：在筒体中部取 8 件轴向拉伸试样；
b) 焊接内胆：含有一道环向焊接接头时，在筒体两端与焊接接头之间的中间部位各取 8 件轴向拉 伸试样；含有两道环向焊接接头时，在筒体直筒段中间部位取 8 件轴向拉伸试样。
6.1.3.2 试验方法
将试样分成2组，参照GB/T 1040.1和GB/T 1040.2的试验方法，分别在常温和-50 ℃下进行拉伸试验。
6.1.3.3 合格指标
内胆为韧性断裂，拉伸强度应不低于设计制造单位保证值。
6.1.4 焊接接头检测
焊接接头检测至少应包括无损检测、拉伸试验和解剖检查。
6.1.4.1 无损检测
6.1.4.1.1 试验方法
焊接接头应采用可视化超声检测（见附录E）等方法进行无损检测。
6.1.4.1.2 合格指标
无损检测结果应满足设计文件规定。
6.1.4.2 拉伸试验
6.1.4.2.1 取样
塑料内胆焊接接头经无损检测合格后再取拉伸试样。在每道焊接接头处取8件轴向拉伸试样，取样 部位如图3所示。取样时应确保焊缝位于试样中部。
6.1.4.2.2 试验方法
将试样分成2组，参照GB/T 1040.1和GB/T 1040.2的试验方法，分别在常温和-50 ℃下进行拉伸试验。
6.1.4.2.3 合格指标
内胆为韧性断裂，拉伸强度应不低于设计制造单位保证值。
6.1.4.3 解剖检查
6.1.4.3.1 试验方法
对取完拉伸试样之后的剩余焊缝，先在每条焊缝环向45°、135°、225°和315°四个位置沿轴向解剖， 如图3所示，用偏光显微镜观察树脂取向状态，并确定熔融部位的熔融范围，测量熔融长度；再在焊接 接头中心沿环向解剖，检查树脂取向状态。
6.1.4.3.2 合格指标
熔融长度应满足设计文件要求。
图3 取样部位示意图
6.1.5 瓶阀座
6.1.5.1 瓶阀座螺纹
6.1.5.1.1 试验方法
目测检查，并用符合GB/T 3934标准或相应标准的量规检查。
6.1.5.1.2 合格指标
a) 螺纹的有效螺距数和表面粗糙度应符合设计规定；
b) 螺纹牙型、尺寸和公差应符合相关标准规定。
6.1.5.2 瓶阀座和塑料内胆连接接头
6.1.5.2.1 试验方法
瓶阀座与塑料内胆连接接头质量检测至少应包括：外观检查、低压气密性检查和解剖检查。
a) 外观检查：通过非接触测量方法对连接接头进行外观尺寸检查；
b) 低压气密性检查：采用无油洁净干燥空气或其他惰性气体进行低压气密性检查，试验压力、保 压时间等参数应符合气瓶设计文件的规定；
c) 解剖检查：按设计文件要求解剖瓶阀座与塑料内胆连接接头。
6.1.5.2.2 合格指标
瓶阀座与塑料内胆连接接头质量应符合设计规定。
6.1.6 O 形圈
6.1.6.1 试验方法
按附录G.3的规定进行试验，其中压缩永久变形试验、硬度变化试验、氢气损伤试验和温度回缩试 验应由O形圈或气瓶制造单位进行并提供测试报告。
6.1.6.2 合格指标
试验结果应满足附录G.3的规定。
6.2 气瓶
6.2.1 缠绕层力学性能
6.2.1.1 层间剪切试验
6.2.1.1.1 试验方法
按GB/T 1458规定，制作具有代表性的缠绕层试样，有效试样数应不少于6个。将试样在沸水煮24 h后，再按GB/T 1458规定的方法进行试验。
6.2.1.1.2 合格指标
缠绕层复合材料层间剪切强度应不低于13.8 MPa。
6.2.1.2 拉伸试验
6.2.1.2.1 试验方法
按GB/T 1458规定，制作具有代表性的拉伸试样，有效试样数应不少于6个，再按GB/T 1458规定的 方法进行试验。
6.2.1.2.2 合格指标
实测抗拉强度应不低于设计制造单位保证值。
6.2.2 缠绕层外观
6.2.2.1 试验方法
目测检查。
6.2.2.2 合格指标
不得有纤维裸露、纤维断裂、树脂积瘤、分层及纤维未浸透等缺陷。
6.2.3 水压试验
6.2.3.1 试验方法
按GB/T 9251规定的内测法进行水压试验，试验压力Ph为1.5 P。
6.2.3.2 合格指标
在不低于试验压力下保压至少30 s，瓶体不应泄漏或明显变形，气瓶弹性膨胀量应小于极限弹性膨 胀量。
6.2.4 气密性试验
6.2.4.1 试验方法
水压试验合格后，在（15 ± 5）℃下按附录F的规定进行气密性试验。
6.2.4.2 合格指标
氢气漏率不得超过6 NmL/(h·L)。
6.2.5 水压爆破试验
6.2.5.1 试验方法
按 GB/T 15385 规定的试验方法在常温条件下进行水压爆破试验。加压过程中当试验压力超过 1.5P
后，升压速率不应大于 1.4 MPa/s；若升压速率小于或者等于 0.35 MPa/s，可加压直至爆破；若升压速
率大于 0.35 MPa/s 且小于 1.4 MPa/s，如果气瓶处于压力源和测压装置之间，可加压直至爆破，否则应 在最小爆破压力下保压至少 5 s 后，再继续加压直至爆破。
6.2.5.2 合格指标
气瓶实测爆破压力应在0.9Pb0～1.1Pb0内，且大于或者等于Pbmin。气瓶爆破压力期望值Pb0及确定依 据（含实测值及其统计分析）应由制造单位提供。
6.2.6 常温压力循环试验
6.2.6.1 试验方法
试验介质应为非腐蚀性液体，在常温条件下按 GB/T 9252 规定的试验方法进行常温压力循环试验， 并同时满足以下要求：
a) 循环压力下限应为（2±1）MPa，上限应不低于 1.25P； b) 压力循环频率应不超过 6 次每分钟。
6.2.6.2 合格指标
A类和B2类气瓶在设计循环次数11 000次内，气瓶不得发生泄漏或破裂，之后继续循环至22 000次 或至泄漏发生，气瓶不得发生破裂。
B1类气瓶在循环次数22 000次内，气瓶不得发生泄漏或破裂，之后继续循环至44 000次或至泄漏发 生，气瓶不得发生破裂。
6.2.7 火烧试验
6.2.7.1 试验方法
气瓶及其附件应进行火烧试验，并同时满足以下要求：
a) 局部火烧位置应为气瓶上距安全泄压装置最远的区域。如果气瓶两端均装有安全泄放装置，火 源应处于安全泄放装置间的中心位置；
b) 试验前，用氢气缓慢将气瓶加压到公称工作压力 P；
c) 火源为液化石油气（LPG）、天然气或煤油燃烧器，其宽度应大于或者等于气瓶直径，使火焰 由气瓶的下部及两侧将其环绕。局部火烧时的火源长度为（250±50）mm，整体火烧时的火源 长度应吞没整个气瓶；
d) 气瓶应水平放置，并使其下表面距火源约 100 mm。在气瓶轴向不超过 1.65 m 的区域内至少设 置 5 个热电偶（至少 2 个设置在局部火烧范围内；至少 3 个设置在其它区域）。设置在其它区
域的热电偶应等间距布置且间距小于或者等于 0.5 m。热电偶距气瓶下表面的距离为（25±10） mm。必要时，还可在安全泄压装置及气瓶其他部位设置更多的热电偶；
e) 试验时应采用防风板等遮风措施，使气瓶受热均匀；
f) 火烧试验时，热电偶指示温度如图 4 所示。局部火烧阶段，气瓶火烧区域上热电偶指示温度在 点火后 1 min 内至少应达到 300 ℃，在 3 min 内至少达到 600 ℃，在之后的 7 min 内不得低于
600 ℃，但不得超过 900 ℃。点火 10 min 后进入整体火烧阶段，火焰应迅速布满整个气瓶长
度，热电偶指示温度至少应达到 800 ℃，但不得超过 1 100 ℃。热电偶指示温度应满足表 3 的 规定。
图4 火烧试验过程最低温度要求
6.2.7.2 试验结果
记录火烧试验布置方式、热电偶指示温度、气瓶内压力、从点火到安全泄压装置打开的时间及从安 全泄压装置打开到压力降至1 MPa以下的时间。在试验期间，记录热电偶温度和气瓶内压力的时间间隔 不得超过10 s。
6.2.7.3 合格指标
火烧过程中至少 1 个热电偶指示温度达到规定范围，气瓶内气体通过压力泄放装置及时泄放，泄放过程应连续，且气瓶不发生爆破。
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