Composite cylinders for liquefied petroleum gases at pressure up to 2,0 MPa. General technical requirements. Test methods
Дата введения - 1 июля 2014 г.
Введен впервые
Курсив в тексте не приводится
Предисловие
1 Подготовлен Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" (ООО "Газпром ВНИИГАЗ")
2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 23 "Техника и технологии добычи и переработки нефти и газа"
3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 894-ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейским региональным стандартам ЕН 12245:2009 "Баллоны газовые переносные. Газовые баллоны, полностью обернутые композитом" с учетом изменений и дополнений АС:2010 (EN 12245/АС:2010 "Transportable gas cylinders - Fully wrapped composite cylinders"); EH 14427:2004 "Баллоны переносные из композитных материалов для сжиженных нефтяных газов многоразового использования. Проектирование и производство" с учетом изменений и дополнений А1:2005 (EN 14427:2004+А1:2005 "Transportable refillable composite cylinders for LPG - Design and construction") путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.9), и внесения технических отклонений, введения дополнительных разделов, подразделов, пунктов, изменения его структуры. При этом в него не включены некоторые структурные и дополнительные элементы, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.
Положения европейского регионального стандарта EN 14427:2004, которые применены в настоящем стандарте с модификацией их содержания для учета особенностей национальной стандартизации, приведены в дополнительном приложении ДБ.
Тексты приложений А и В европейского регионального стандарта EN 14427:2004, не включенных в настоящий стандарт в связи с нецелесообразностью их применения в национальной стандартизации, приведены в дополнительном приложении ДВ.
Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой европейского регионального стандарта ЕН 14427:2004 приведено в дополнительном приложении ДГ.
Дополнительные положения и требования, включенные в текст настоящего стандарта для учета потребностей национальной экономики и особенностей российской национальной стандартизации, выделены в тексте стандарта курсивом.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.5).
При применении настоящего стандарта вместо ссылочных международных стандартов рекомендуется использовать соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.
5 Введен впервые
Введение
Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международным стандартам ЕН 12245:2009 "Баллоны газовые переносные. Газовые баллоны, полностью обернутые композитом" с учетом изменений и дополнений А1:2005 (EN 12245:2009 Transportable gas cylinders - Fully wrapped composite cylinders) с учетом изменений и дополнений EN 12245/АС:2010; ЕН 14427:2004 "Баллоны переносные из композитных материалов для сжиженных нефтяных газов многоразового использования. Проектирование и производство" (EN 14427:2004 Transportable refillable composite cylinders for LPG - Design and construction) с учетом изменений и дополнений А1:2005.
В настоящем стандарте по отношению к ЕН 14427:2004 из элемента "Область применения" исключены отсутствующие на рынке металлопластиковые баллоны для сжиженных нефтяных газов. В стандарте в большем объеме представлена информация о требованиях безопасности, указаниях по эксплуатации и утилизации. В связи с тем, что процедуры подтверждения соответствия относятся к области действия Технического регламента Таможенного союза 032/2013 "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением" в него не включено информативное приложение В ЕН 14427:2004, а приложения А и С включены соответственно в раздел "Правила приемки" и подраздел "Требования к маркировке" настоящего стандарта.
Испытания баллонов на воздействие пламени и прострел приняты по международному стандарту ЕН 12245:2009.
Для адаптирования к отечественной системе стандартизации в настоящем стандарте введены дополнительные терминологические статьи.
Для совместимости с российским законодательством по безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением, в настоящий стандарт введено понятие "рабочее давление", величина которого 2,0 МПа, установлена равной 2/3 пробного давления по ЕН 14427:2004. Также введены требования установления срока эксплуатации баллонов - не более 20 лет, срока переосвидетельствования - не более 5 лет, цвета наружной поверхности баллонов - красный.
Для учета особенностей климатических условий Российской Федерации в настоящем стандарте предусмотрено два климатических исполнения баллонов. В макроклиматических районах Российской Федерации с нижней границей рабочей температурой воздуха от минус 60°С и ниже должны использоваться баллоны в климатическом исполнении ХЛ.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на транспортируемые многократно наполняемые композитные баллоны (далее - баллоны) вместимостью от 0,5 до 150,0 л с рабочим давлением 2,0 МПа, предназначенные для транспортирования, хранения и использования сжиженных углеводородных газов по ГОСТ Р 52087.
Настоящий стандарт распространяется на баллоны:
- изготовленные из композиционного материала, который обеспечивает герметичность и несет нагрузку от внутреннего давления (безлейнеровые);
- состоящие из внутреннего герметизирующего неметаллического лейнера и наружной оболочки из композиционного материала, несущей нагрузку от внутреннего давления.
Стандарт не распространяется на баллоны, устанавливаемые на борту транспортных средств и судов, и предназначенные для обеспечения топливом двигателей транспортных средств и судов, на которых они установлены.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на соблюдение требований российского законодательства о безопасности колесных транспортных средств и судов. |
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2.001-93 Единая система конструкторской документации. Общие положения
ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
ГОСТ 3.1001-2011 Единая система технологической документации. Общие положения
ГОСТ 9.401-91 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Общие требования и методы ускоренных испытаний на стойкость к воздействию климатических факторов
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 25.604-82 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на изгиб при нормальной, повышенной и пониженной температурах
ГОСТ 4648-71 Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб
ГОСТ 6611.2-73 Нити текстильные. Методы определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве
ГОСТ 6943.0-93 Стекловолокно. Правила приемки
ГОСТ 6943.10-79 Материалы текстильные стеклянные. Метод определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве
ГОСТ 10456-80 Пластмассы. Метод определения поведения пластмасс при контакте с раскаленным стержнем
ГОСТ 11262-80 Пластмассы. Метод испытания на растяжение
ГОСТ 11645-73 Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов
ГОСТ 11736-78 Пластмассы. Метод определения содержания воды
ГОСТ 12020-72 Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред
ГОСТ 12021-84 Пластмассы и эбонит. Метод определения температуры изгиба под нагрузкой
ГОСТ 14359-69 Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования
ГОСТ 15088-83 Пластмассы. Метод определения температуры размягчения термопластов по Вика
ГОСТ 15139-69 Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы)
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15860-84 Баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа. Технические условия
ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей
ГОСТ 18249-72 Пластмассы. Метод определения вязкости разбавленных растворов полимеров
ГОСТ 21207-81 Пластмассы. Метод определения воспламеняемости
ГОСТ 21553-76 Пластмассы. Методы определения температуры плавления
ГОСТ 21793-76 Пластмассы. Метод определения кислородного индекса
ГОСТ 24998-81 Калибры для конической резьбы вентилей и баллонов для газов. Допуски
ГОСТ 25276-82 Полимеры. Метод определения вязкости ротационным вискозиметром при определенной скорости сдвига
ГОСТ 31014-2002 Профили полиамидные стеклонаполненные. Технические условия
ГОСТ Р 51753-2001 Баллоны высокого давления для сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива на автомобильных транспортных средствах. Общие технические условия
ГОСТ Р 52087-2003 Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями:
3.1 армирующий материал: Непрерывные волокна, воспринимающие основную нагрузку в композиционном материале.
Примечание - См. ДБ.1 (приложение ДБ). |
3.2 газопроницаемость: Проникновение газа через стенки баллона, обусловленное свойствами материала. |
3.3 герметичность: Свойство баллона не пропускать газ или жидкость через стенки и соединения с запорной арматурой. |
3.4 горловина: Конструктивный элемент баллона с отверстием, имеющим резьбу для подсоединения запорной арматуры. |
3.5 давление разрушения: Максимальное давление, достигаемое при испытании баллона до разрушения. |
3.6 давление разрушения расчетное: Давление разрушения баллона, устанавливаемое разработчиком (изготовителем). |
3.7 композиционный материал (композит): Материал, состоящий из непрерывных волокон и полимерного связующего.
Примечание - См. ДБ.2 (приложение ДБ). |
3.8 кольцо горловины: Металлическое кольцо с наружной резьбой, предназначенное для крепления на баллоне предохранительного колпака. |
3.9 корпус: Основная сборочная единица, состоящая из обечаек и днищ. |
3.10 наружное покрытие: Слой прозрачного или пигментированного материала, накладываемого на баллон для защиты от внешних воздействий.
3.11 неметаллический лейнер: Лейнер, изготовленный из термопласта, реактопласта или эластомерного материала.
3.12 нормальные климатические условия испытаний: Нормальные значения факторов внешней среды при испытаниях изделий, отвечающие требованиям ГОСТ 15150-69 (пункт 3.15).
Примечание - См. ДБ.3 (приложение ДБ). |
3.13 лейнер: Внутренняя герметизирующая оболочка баллона.
Примечание - См. ДБ.4 (приложение ДБ). |
3.14 лейнер, не несущий нагрузки: Лейнер, несущий менее 5% общей нагрузки на конструкцию баллона и испытательного давления; предназначен только для предотвращения диффузии сжиженного углеводородного газа из баллона.
3.15 партия (волокна и компонентов связующего): Количество материала одного наименования, марки, способа производства, изготовленного в соответствии с утвержденным технологическим регламентом (процессом) в течение не более одного месяца и оформленного одним документом о качестве.
Примечание - См. ДБ.5 (приложение ДБ).
[ГОСТ 6943.0-93, статья 4.1] |
3.16 партия баллонов: Группа баллонов одного типоразмера, изготовленная по одной документации за определенный период времени, оформленных документом, удостоверяющим качество баллонов и содержащим: наименование изготовителя и товарный знак, номер партии, дату выпуска, обозначение настоящего стандарта.
|
3.17 партия лейнеров: Группа лейнеров, имеющая одинаковые размеры, изготовленная по одной конструкторско-технологической документации, на одном технологическом оборудовании, из неметаллических материалов одной марки и одного режима термической обработки.
Примечание - См. ДБ.8 (приложение ДБ). |
3.18 предохранительный колпак: Наружный колпак, для защиты запорной арматуры, установленной на баллоне во время эксплуатации, который не является неотъемлемой частью конструкции, не закреплен на баллоне постоянно, но который может быть демонтирован во время обслуживания при помощи специальных инструментов без разрушения колпака.
3.19 разрушение баллона: Потеря способности баллона выдерживать внутреннее давление. |
3.20 реактопласт (термореактивная пластмасса): Полимерный материал, отверждение которого сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.
3.21 связующее: Полимерный материал, обеспечивающий монолитность композита.
Примечание - См. ДБ.9 (приложение ДБ). |
3.22 термопласт: Полимерный материал, который способен неоднократно размягчаться при увеличении температуры и отвердевать при ее понижении.
3.23 транспортируемый баллон: Баллон, который можно перевозить (переносить) с одного места эксплуатации на другое без дополнительных монтажных работ. |
3.24 эластомерный материал: Материал, который при температуре окружающей среды может неоднократно растягиваться (не менее чем в два раза от начальной длины) и возвращаться с усилием примерно к начальной длине сразу после снятия натяжения.
4 Технические требования
4.1 Конструктивные требования
4.1.2 Пробное давление должно составлять 3,0 МПа.
4.1.3 Расчетное давление разрушения должно быть не менее 6,75 МПа.
4.1.4 Циклическая долговечность баллона при нагружении пробным давлением должна составлять не менее 12 000 циклов.
4.1.7 Виды климатического исполнения баллонов - У2 или ХЛ2 по ГОСТ 15150.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на обеспечение учета особенностей климатических условий Российской Федерации в соответствии ГОСТ 16350. |
4.1.8 Баллоны климатического исполнения У эксплуатируются при температуре окружающей среды от минус 40°С до плюс 50°С.
4.1.9 Баллоны климатического исполнения ХЛ эксплуатируются при температуре окружающей среды от минус 60°С до плюс 50°С.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на обеспечение учета особенностей климатических условий Российской Федерации в соответствии ГОСТ 16350. |
4.1.10 Конструкция композитного баллона может включать неметаллический лейнер или быть безлейнерной.
4.1.11 Композитный корпус баллона изготавливается путем намотки композиционного материала на неметаллический лейнер или технологическую оправку. В случае изготовления безлейнерового баллона (с использованием технологической оправки) композитный корпус может состоять из двух частей, склеенных между собой.
4.1.12 Лейнер должен предотвращать диффузию сжиженного газа из баллона и не должен нести больше 5% нагрузки от избыточного давления при нагружении пробным давлением.
4.1.13 В конструкцию баллона могут входить наружное покрытие и/или дополнительные неметаллические элементы, такие как ограждение вентиля (воротник)/ручки для переноски, башмак (опора) и кожух. Если эти элементы предусмотрены конструкцией, они должны быть стационарно закреплены на баллоне так, чтобы их нельзя было демонтировать без разрушения баллона. Для защиты запорно-предохранительной арматуры на баллоне должен быть предусмотрен предохранительный колпак или воротник. В дополнительных элементах допускаются прорези произвольной формы.
4.1.15 Для баллонов, предназначенных для эксплуатации в вертикальном положении, отклонение от вертикали не должно превышать 1% от его высоты, а диаметр башмака (опоры) в плоскости соприкосновения с фунтом должен превышать 75% от номинального наружного диаметра баллона.
4.1.16 Только одно из днищ баллона/лейнера (верхнее) должно быть оснащено неизвлекаемой закладной втулкой с внутренней резьбой для подсоединения запорно-предохранительной арматуры. На втулку может устанавливаться кольцо горловины с наружной резьбой для монтажа предохранительного колпака.
Материал втулок должен соответствовать пункт 2.3 ГОСТ 15860 и пункт 4.2 ГОСТ Р 51753. Резьба должна быть нарезана чисто, без выкрашиваний.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на обеспечение совместимости запорной-предохранительной арматуры. |
4.1.17 Допускается наличие в конструкции второго днища (нижнего) неизвлекаемого закладного элемента, технологические отверстия которого должны быть загерметизированы до проведения испытаний.
4.2 Требования стойкости к внешним воздействиям и живучести
4.2.1 Баллон после искусственного старения по 7.6 должен сохранять прочность и циклическую долговечность.
4.2.2 Баллон после длительного воздействия повышенных температур по 7.7 должен сохранять прочность.
4.2.3 Баллон после удара о плоскую поверхность и об острый угол по 7.8 должен сохранять герметичность, прочность и циклическую долговечность.
4.2.4 Баллон после падений с высоты по 7.9 должен сохранять герметичность, прочность и циклическую долговечность.
4.2.5 Баллон с нанесенными по 7.10 поверхностными дефектами должен иметь давление разрушения не менее 4,0 МПа и циклическую долговечность не менее 1000 циклов.
4.2.6 Баллон после воздействия предельных положительных и отрицательных температур по 7.11 должен иметь давление разрушения не менее 5,0 МПа.
4.2.7 Баллон не должен взрываться при воздействии пламени по 7.12, при этом должно произойти опорожнение баллона через предохранительную арматуру и/или диффузией газа через стенки баллона.
4.2.8 Баллон при сквозном пробитии по 7.13 не должен разрушаться с образованием осколков.
4.2.9 Газопроницаемость баллона по 7.14 не должна превышать 1,0 мг в час на литр вместимости баллона.
4.2.10 Внутренняя резьба втулки/горловины баллона должна сохранять допустимые геометрические размеры после установки запорной арматуры с усилием затяжки 110% от максимально допустимого и последующего ее демонтажа по 7.15.
4.2.11 Приложение крутящего момента 150% от максимально допустимого к втулке/горловине баллона по 7.16 не должно приводить к ее деформированию или сдвигу/провороту относительно баллона.
4.2.12 Приложение осевого усилия к кольцу горловины баллона по 7.17 не должно приводить к ее демонтажу или сдвигу относительно баллона.
4.3 Требования к материалу неметаллического лейнера
4.3.1 Материал неметаллического лейнера должен быть совместим со сжиженными углеводородными газами по ИСО 11114-2:2013 [1].
4.3.2 Материал неметаллического лейнера баллона климатического исполнения ХЛ при испытании по 7.1.1 не должен иметь хрупкого разрушения при температуре минус 65°С.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на обеспечение учета особенностей климатических условий Российской Федерации в соответствии ГОСТ 16350. |
4.4 Требования к композиционным материалам
4.4.1 В качестве армирующего материала композита должны использоваться непрерывные стеклянные, арамидные (органоровинг) или углеродные волокна. В состав композиционного материала может входить один или несколько типов волокон (гибридный композит), указанных выше.
4.4.2 Композиционный материал безлейнерового баллона должен быть совместим со сжиженными углеводородными газами по ИСО 11114-2:2013 [1].
4.5 Требования к покупной запорно-предохранительной арматуре
4.5.1 Для установки на баллон применяют запорно-предохранительную арматуру того же типа, что и арматура, используемая при приемочных испытаниях на воздействие пламени по 7.12 настоящего стандарта баллонов этого типоразмера.
4.5.2 Запорно-предохранительная арматура должна быть комбинированной и содержать: запорные вентиль или клапан, предохранительное устройство от повышения давления, срабатывающее при давлении (2,70,1) МПа, и предохранительное устройство от повышения температуры, срабатывающее при температуре (110
10)°С.
4.5.3 После монтажа запорно-предохранительной арматуры на баллон герметичность соединения арматуры с втулкой баллона и целостность баллона должны быть проверены по 7.3.
4.6 Требования к комплектности
4.6.1 В комплект поставки баллонов должна входить эксплуатационная документация по ГОСТ 2.601, содержащая: а) паспорт баллона (для баллонов вместимостью более 100 л); б) руководство по монтажу и безопасной эксплуатации, включающее: краткое описание и область применения; инструкцию по монтажу; условия и требования безопасной эксплуатации с предупреждающим указанием наличия и величины газопроницаемости баллона; срок эксплуатации, периодичность осмотров, технических обслуживании и технических освидетельствований; в) порядок осмотров, технических обслуживании, ремонта и технических освидетельствований; условия и требования безопасной утилизации; критерии предельных состояний.
Примечания 1 Информация о наличии ограничения крутящего момента и/или необходимости использования специальных приспособлений для установки/демонтажа запорно-предохранительной арматуры приводится в руководстве по монтажу и безопасной эксплуатации. 2 Документация согласно перечислению в) поставляется по запросу заинтересованных лиц (организаций, осуществляющих монтаж и эксплуатацию баллонов, организаций, осуществляющих надзор за безопасностью их эксплуатации и др.).
4.6.2 Баллоны, как правило, поставляют со смонтированной запорно-предохранительной арматурой.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на соблюдение совместимости с российским законодательством по безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением. |
4.7 Требования к маркировке
4.7.1 Каждый баллон должен иметь маркировку в месте, удобном для обозрения, со следующими данными:
- товарный знак предприятия-изготовителя;
- условное обозначение баллона;
- номер баллона по системе нумерации предприятия-изготовителя;
- масса порожнего баллона М, кг;
- даты (месяц, год) изготовления и год следующего освидетельствования;
- рабочее давление Р, 2,0 МПа;
- пробное давление П, 3,0 МПа;
- вместимость V, л.
Примечания
1 Вместимость указывается номинальная до первого знака после запятой. Если значение вместимость является целым числом, то цифры после десятичного знака могут быть опущены.
2 Масса порожнего баллона указывается номинальная до первого знака после запятой. Масса порожнего баллона включает все неотъемные части баллона (масса нанесенного лакокрасочного покрытия, кожуха, башмака, воротника, кольца горловины), а также массу запорно-предохранительной арматуры (вентиля).
3 Маркировку товарного знака и цифр маркировки массы порожнего баллона выполняют высотой не менее 10 мм, высоту букв и остальных цифр - не менее 6 мм.
4.7.2 При наличии ограничения крутящего момента и/или необходимости использования специальных приспособлений для установки/демонтажа запорно-предохранительной арматуры эта информация также должна быть указана в маркировке и эксплуатационной документации.
4.7.3 На цилиндрической части баллона должна быть нанесена надпись "ПРОПАН", допускается нанесение надписи "БУТАН" на баллонах, предназначенных для транспортирования и хранения сжиженных углеводородных газов марки БТ по ГОСТ Р 52087. Высота букв должна быть: - - - 4.7.4 Маркировку и надписи наносят непосредственно на баллон (на композитный корпус, воротник/башмак и/или наружный кожух), или на табличку или на этикетку. 4.7.5 Табличка на баллоне должна сохраняться в течение всего срока эксплуатации баллона.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на соблюдение совместимости с российским законодательством по безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением. |
4.7.6 Этикетка, покрытая слоем композиционного материала, должна читаться.
4.7.7 Допускается расположение маркировки на днище с горловиной в случае подтверждения целостности (читаемости) маркировки при испытаниях на циклическую долговечность и прочность до разрушения.
Допускается нанесение маркировки для баллонов вместимостью до 27 л на воротнике или башмаке, для баллонов вместимостью от 27 л и выше - на воротнике.
5 Требования безопасности
5.1 Материалы, применяемые для изготовления баллонов, должны относиться к III и/или IV классу опасности по ГОСТ 12.1.007. 5.2 Баллоны в условиях эксплуатации и хранения не должны оказывать вредного воздействия на организм человека и окружающую среду, работа с ними не должна требовать особых мер предосторожности.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на обеспечение экологической безопасности в соответствии с требованиями к структуре стандартов ГОСТ Р 1.5. |
6 Правила приемки
6.1 Приемочные испытания
6.1.2 Приемочные испытания проводят на опытной партии баллонов, состоящей минимум из 50 баллонов, из которой случайным образом отбирают баллоны в количестве, необходимом для испытаний. Для испытаний баллонов с лейнерами предварительно до операции намотки композита отбирают необходимое количество лейнеров из той же партии.
6.1.3 Приемочные испытания проводятся путем сопоставления действительных параметров и характеристик баллонов и технологических параметров их изготовления с требованиями нормативных документов и с проектными значениями этих параметров и характеристик.
6.1.5 Анализ документации
6.1.5.1 Конструкторская документация должна соответствовать ГОСТ 2.001 и содержать информацию о:
- всех допусках на размеры, включая цилиндричность и прямолинейность цилиндрической поверхности баллона;
- наличии наружного покрытия и дополнительных комплектующих, которые являются неотъемлемой частью конструкции.
6.1.5.2 Технологическая документация должна соответствовать ГОСТ 3.1001 и содержать:
- схему армирования, включая усилие(я) натяжения волокна, количество нитей волокна, скорость(ти) и шаг намотки, количество и порядок слоев;
- компонентный состав композиционного материала и клея (при его использовании);
- описание технологии пропитки волокна (мокрая намотка или предварительное пропитывание);
- диапазон температуры связующего при пропитке волокна;
- процесс полимеризации (например, термическая обработка; ультразвуковое, ультрафиолетовое или радиационное облучение) и режим полимеризации.
6.1.5.3 В технологической документации на партию баллонов и неметаллических лейнеров должны быть указаны номера партий использованных волокон, связующего и клея, а также компонентный состав связующего и клея.
6.1.6 Испытания материалов и баллонов
Перечень испытаний материалов, используемых для производства баллонов, приведен в таблице 1, объем приемочных испытаний баллонов приведен в таблице 2.
Таблица 1 - Испытания неметаллических материалов
Вид испытания |
Метод испытания |
Для всех типов баллонов | |
Прочностные свойства волокна: - стеклянные, арамидные (органоровинг); - углеродные |
ASTM D 2290-12 [2] и ASTM D 2291-98 [3], ASTM D 2346-95 [4] (допускается ГОСТ 6943.10); ASTM D 4018-99 [5] (допускается ГОСТ 6611.2) |
Сопротивление межслоевому сдвигу |
ASTM D 2344-84 [6] (допускается ГОСТ 25.604) |
Материал неметаллического лейнера | |
Термопласты: | |
Вязкость |
ИСО 1628-3:2010 [7] (допускается ГОСТ 18249) |
Точка плавления |
ИСО 3146:2000 [8] (допускается ГОСТ 21553) |
Влагосодержание |
ИСО 15512:2008 [9] (допускается ГОСТ 11736) |
Плотность |
ИСО 1183-1:2012 [10] (допускается ГОСТ 15139) |
Индекс текучести расплава |
ИСО 1133-1:2011 [11] (допускается ГОСТ 11645) |
Химическая устойчивость |
ИСО 175:2010 [12] (допускается ГОСТ 12020) |
Термореактивные пластмассы и эластомеры: | |
Вязкость |
ИСО 2884-1:1999 [13] (допускается ГОСТ 25276) |
Удлинение при разрушении |
ИСО 527-1:2012 [14] (допускается ГОСТ 11262, ГОСТ 14359) |
Прочность на растяжение |
ИСО 527-1:2012 [14] (допускается ГОСТ 11262, ГОСТ 14359) |
Плотность |
ИСО 1183-1:2012 [10] (допускается ГОСТ 15139) |
Химическая устойчивость |
ИСО 175:2010 [12] (допускается ГОСТ 12020) |
Температура стеклования определяется с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии |
ГОСТ 15088 |
Дополнительно для безлейнеровых баллонов | |
Прочность композита |
ИСО 527-1:2012 [14] (допускается ГОСТ 11262, ГОСТ 14359) |
Модуль упругости |
ИСО 527-1:2012 [14] (допускается ГОСТ 11262, ГОСТ 14359) |
Удлинение |
ИСО 527-1:2012 [14] (допускается ГОСТ 11262, ГОСТ 14359) |
Число вязкости: - термопласты - реактопласты |
ИСО 1628-3:2010 [7] (допускается ГОСТ 18249) ИСО 2884-1:1999 [13] (допускается ГОСТ 18249) |
Температура тепловой дисторсии: - термопласты - реактопласты |
ИСО 3164:2000 [8] (допускается ГОСТ 21553) ИСО 75-1:2013 [15], ИСО 75-3:2004 [16] (допускается ГОСТ 12021, ГОСТ 4648, ГОСТ 31014) |
Температура самовоспламенения |
|
Компонентный состав |
По методике изготовителя |
Таблица 2 - Испытания и контроль баллонов
Наименование испытания и контроля |
Метод испытания |
Количество/объем испытания |
Визуальный осмотр |
- |
100% |
Контроль геометрических размеров |
- |
100% |
Определение массы |
- |
100% |
Определение вместимости |
- |
100% |
Проверка маркировки |
- |
100% |
Испытание пробным давлением |
100% |
|
Испытание на герметичность |
100% |
|
Определение давления разрушения |
3 баллона |
|
Определение циклической долговечности |
2 баллона |
|
Испытание на воздействие искусственного старения |
2 баллона |
|
Испытание на длительное воздействие повышенных температур |
2 баллона |
|
Испытание на стойкость к ударам |
8 баллонов |
|
Испытание на стойкость к падению |
2 баллона |
|
Испытание на стойкость к поверхностным дефектам |
2 баллона |
|
Испытание на циклическую долговечность при предельных температурах |
1 баллон |
|
Испытание воздействием пламени |
2 баллона |
|
Испытание на сквозное пробитие |
1 баллон |
|
Испытание на газопроницаемость |
2 баллона |
|
Испытание резьбы на скручивание |
1 баллон |
|
Испытание крепления горловины на прочность |
1 баллон |
|
Испытание крепления кольца горловины на прочность |
1 баллон |
6.2 Типовые испытания
6.2.1 Типовые испытания следует проводить при внесении изменений в конструкцию выпускаемых баллонов, технологию изготовления баллонов и материалов, влияющих на прочность, параметры и требования, установленные настоящим стандартом, а также при смене предприятия-изготовителя. Для оценки эффективности и целесообразности вносимых изменений проводят типовые испытания в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3 - Типовые испытания баллонов
Метод испытания |
Испытание |
Изменения конструкции |
|||||||
номинальная длина, L |
номинальный диаметр, D |
конструкция лейнера или толщина стенки лейнера |
толщина композита или схема намотки |
волокно |
изменение резьбы горловины |
||||
изменение длины |
изменение длины >1,5L |
изменение диаметра на >2% и <20% |
изменение диаметра на >20% и <50% |
||||||
Композитный материал |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
7.1.3 |
Материал лейнера |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
Испытание пробным давлением |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Испытание на герметичность |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Определение давления разрушения |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Определение циклической долговечности |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Испытание на воздействие искусственного старения |
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
Испытание на длительное воздействие повышенных температур |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
Испытание на стойкость к ударам |
|
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Испытание на стойкость к падению |
|
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
Испытание на стойкость к поверхностным дефектам |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
Испытание на циклическую долговечность при предельных температурах |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
Испытание воздействием пламени |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
Испытание на сквозное пробитие |
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
Испытание на газопроницаемость |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
Испытание резьбы на скручивание |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
Испытание крепления горловины на прочность |
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
+ |
|
Примечание - Знак "+" означает, что испытание проводят. |
6.2.2 Баллон с изменениями в конструкции должен рассматриваться как новая конструкция в следующих случаях:
- баллон или лейнер изготовлен по другому технологическому процессу;
- лейнер изготовлен из другого материала;
- баллон изготовлен с применением нового типа непрерывного волокна;
Примечание - Волокно относят к новому типу, если волокно:
- принадлежит к другому типу, например, стеклянное, арамидное (органоровинг) или углеродное волокно;
- изготовлено из другого исходного материала (по данным изготовителя);
- имеет номинальный модуль упругости, отличающийся более чем на 5% от определенного при приемочных испытаниях (по данным изготовителя);
- имеет номинальную прочность, отличающуюся более чем на 5% от определенного при приемочных испытаниях (по данным изготовителя).
- диаметр баллона изменился более чем на 50%;
- при изготовлении композита использовалось связующее, не предусмотренное действующей конструкторской документацией.
6.3 Приемо-сдаточные испытания
6.3.1 Баллоны принимаются партиями. Количество баллонов в партии не должно быть более 200 штук (без учета баллонов для испытаний разрушающими методами).
6.3.2 Приемо-сдаточные испытания партии баллонов включают сплошной контроль каждого баллона, а также приемочный контроль выборки баллонов, отобранной от партии.
6.3.3 Сплошной контроль каждого баллона включает:
- визуальный контроль на наличие дефектов;
- испытания на прочность по 7.2;
- испытания на герметичность по 7.3.
6.3.4 Приемочный контроль включает:
- контроль геометрических размеров;
- проверку маркировки;
- определение массы баллона;
- определение вместимости баллона;
Примечание - Вместимость баллона определяется по разнице масс порожнего и заполненного водой баллона.
- испытание баллона до разрушения по 7.4;
- испытание циклическим давлением по 7.5;
- испытание на герметичность по 7.3 с выдержкой под давлением в течение 10 мин.
Примечание - Испытания проводятся при нормальных климатических условиях испытаний по п. 3.15 ГОСТ 15150.
6.3.5 Для проведения приемочного контроля отбирается по одному баллону от партии для каждого вида контроля.
6.4 Отрицательные результаты контроля и испытаний
В случае получения отрицательных результатов контроля и испытаний по причине неисправности оборудования или ошибки измерения проводят повторные испытания на этом же баллоне. Если результаты повторных испытаний и контроля будут удовлетворительными, первоначальные результаты не учитывают.
В других случаях все выявленные дефектные баллоны должны быть забракованы или направлены на доработку. Отправленные на доработку баллоны должны рассматриваться как новая партия, которая должна быть проверена повторно. Если результаты испытаний и контроля партии после доработки будут неудовлетворительными, все баллоны этой партии должны быть забракованы и уничтожены.
При обнаружении дефектов дополнительных элементов допускается их ремонт.
7 Методы испытаний
7.1 Определение свойств материала неметаллического лейнера
7.1.1 Механические свойства материала неметаллического лейнера при растяжении определяют по ГОСТ 11262. Образцы для испытания вырезают из цилиндрической части лейнеров баллонов, прошедших все технологические операции. При этом ось образца должна быть параллельной образующей лейнера.
7.1.2 Температуру размягчения термопластичных материалов определяют по ГОСТ 21553 на образцах, вырезанных из неметаллических лейнеров, прошедших все технологические операции.
7.2 Испытание пробным давлением
7.2.1 Испытание пробным давлением должно проводиться при нормальных климатических условиях испытаний по п. 3.15 ГОСТ 15150.
7.2.2 В качестве испытательной среды должна использоваться неагрессивная жидкость, например, вода с антикоррозионными присадками. Гидравлическое испытание допускается заменять пневматическим при соблюдении соответствующих мер безопасности. При пневматических испытаниях в качестве испытательной среды должен использоваться сжатый воздух, азот или инертный газ.
7.2.3 Давление в баллоне следует увеличивать со скоростью не более 1,0 МПа/с до 3,0 МПа, с превышением не более 3%. Выдержка под пробным давлением должна составлять не менее 1 мин.
7.2.4 Во время выдержки не допускается разрушение баллона, падение давления и утечка испытательной среды из баллона.
При пневматических испытаниях, в случае погружения баллона в емкость с водой, также не допускается отделение пузырьков испытательной среды от поверхности баллона. |
7.2.5 После испытания на баллоне не должно наблюдаться видимой пластической деформации, течей, трещин, отпотевания поверхности.
В протокол проведенных испытаний включают следующую информацию:
- давление испытания;
- наличие/отсутствие утечки;
- результаты осмотра баллона.
7.3 Испытание на герметичность 7.3.1 Испытание на герметичность в случае проведения пневматических испытаний пробным давлением не проводится. 7.3.2 Испытание на герметичность должно проводиться при нормальных климатических условиях испытаний по пункту 3.15 ГОСТ 15150. 7.3.3 В качестве испытательной среды должен использоваться сжатый воздух, азот или инертный газ. 7.3.4 Давление в баллоне следует увеличивать со скоростью не более 1,0 МПа/с до 2,0 МПа, с превышением не более 3%. Выдержка под давлением должна составлять не менее 1 мин. 7.3.5 Во время выдержки не допускается разрушение баллона, отделение пузырьков испытательной среды от поверхности баллона, падение давления и утечка испытательной среды из баллона. 7.3.6 В протокол проведенных испытаний включают следующую информацию: - давление испытания; - наличие/отсутствие утечки.
Примечание - Приведенные выше дополнительные по отношению к ЕН 14427:2004 требования направлены на обеспечение безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением. |
7.4 Определение давления разрушения
7.4.1 Испытание проводится при нормальной температуре окружающей среды по пункту 3.15 ГОСТ 15150 и в процессе испытания температура внешней поверхности баллона не должна превышать 50°С.
7.4.2 В качестве испытательной среды должна использоваться неагрессивная жидкость, например, вода с антикоррозионными присадками.
7.4.3 Скорость роста давления не должна превышать 1,0 МПа/с, продолжительность испытания должна составлять не менее 40 с.
7.4.4 Баллон должен находиться под давлением до разрушения, т.е. до образования течи из баллона или его разрыва. Изменение давления в баллоне во время проведения испытания должно фиксироваться.
Максимальное давление, достигнутое в ходе испытания, регистрируется как давление разрушения.
7.4.5 Давление разрушения должно быть больше или равно расчетному давлению разрушения, установленному разработчиком (изготовителем) баллонов, и должно быть не менее 6,75 МПа, при этом при разрушении от баллона не должны отделяться осколки. Отделение отдельных волокон браковочным признаком не являются. Безлейнеровые баллоны не должны разрушаться или течь по клеевому соединению.
7.4.6 В протокол проведенных испытаний включают следующую информацию:
- давление разрушения;
- количество частей баллона, образовавшихся при испытаниях;
- описание характера разрушения, т.е. хрупкий излом, вязкий излом и т.д.;
- график изменения давления/времени.
7.5 Определение циклической долговечности
7.5.1 Испытание проводится при нормальной температуре окружающей среды по пункту 3.15 ГОСТ 15150 и в процессе испытания температура внешней поверхности баллона не должна превышать 50°С. Температура внешней поверхности баллона должна контролироваться не реже двух раз в день.
7.5.2 В качестве испытательной среды должна использоваться неагрессивная жидкость, например, вода с антикоррозионными присадками.
7.5.3 Баллон нагружают внутренним давлением от не более 0,3 МПа до не менее 3,0 МПа, с превышением не более 3%, и частотой не более 15 циклов в минуту.
7.5.4 Баллон должен выдерживать без разрушения (утечки) не менее 12 000 циклов.
Фактическое количество циклов до разрушения должно быть зафиксировано. После достижения 12 000 циклов нагружения испытания могут быть прекращены, неразрушившиеся баллоны должны быть приведены в негодность, например, разрушением или сквозным просверливанием стенки баллона.
В протокол проведенных испытаний включают следующую информацию:
- температура наружной поверхности баллона;
- фактическое количество циклов нагружения;
- минимальное и максимальное циклическое давление;
- частота циклического изменения давления;
- испытательная среда (жидкость);
- характер повреждения.
7.6 Испытание на воздействие искусственного старения
7.6.1 Испытаниям подвергаются два баллона с запорной арматурой без внешнего защитного покрытия, если только оно не является неотъемлемой частью баллона.
7.6.2 В качестве испытательной среды должна использоваться неагрессивная жидкость, например, вода с антикоррозионными присадками.
7.6.3 Оба баллона должны быть нагружены давлением 2,0 МПа и подвергнуты внешним воздействиям по режиму:
а) воздействие соляного тумана нейтральной кислотности в течение 10 дней по ИСО 9227:2012 [17], допускается по ГОСТ 9.401;
б) воздействие влажной атмосферы, содержащей сернистый газ () в течение 10 дней по ИСО 3231:1993 [18], допускается по ГОСТ 9.401;
в) воздействие ультрафиолетового излучения и воды в течение 10 дней по ИСО 11507:2007 [19], метод А, допускается по ГОСТ 9.401;
г) циклическое воздействие коррозии в течение 10 дней по ИСО 11997-2:2013 [20], допускается по ГОСТ 9.401.
7.6.4 Внутреннее избыточное давление в баллоне должно быть зафиксировано до и после 40 дней воздействий.
7.6.5 После окончания воздействий избыточное давление из баллонов должно быть снижено до нуля и оба порожних баллона должны быть повторно подвергнуты внешним воздействиям, указанным выше.
7.6.6 После 80-дневного воздействия один из баллонов должен быть испытан по 7.4, а второй - по 7.5.
7.6.7 После проведения испытания по 7.5 баллон должен быть приведен в негодность, например, разрушением или сквозным просверливанием стенки баллона.
7.6.8 В протокол проведенных испытаний включают следующую информацию:
- температуру проведения испытаний, замеренную не реже двух раз в день;
- внутреннее избыточное давление в баллоне;
- длительность воздействий;
- давление разрушения;
- характер разрушения;
- наличие видимой коррозии металлических деталей или изменения неметаллических деталей.
7.7 Испытание на длительное воздействие повышенных температур
7.7.1 Испытание проводится при температуре (705)°С и относительной влажности менее чем 50%.
7.7.2 В качестве испытательной среды должна использоваться неагрессивная жидкость, например, вода с антикоррозионными присадками.
7.7.3 Два баллона должны быть нагружены давлением 3,0 МПа, с превышением не более 3%, при температуре испытания и выдержаны при указанных температуре и давлении 2000 ч.
7.7.4 После окончания выдержки оба баллона должны быть испытаны по 7.4.
7.7.5 Давление разрушения должно быть больше или равно расчетному давлению разрушения, установленному разработчиком (изготовителем) баллонов и должно быть не менее 6,75 МПа, при этом при разрушении от баллона не должны отделяться осколки. Отделение отдельных волокон и образование пыли браковочным признаком не являются. Безлейнеровые баллоны не должны разрушаться или течь по клеевому соединению.
7.7.6 В протокол проведенных испытаний включают следующую информацию:
- фактическая вместимость до и после выдержки;
- фактические величины температуры и влажности, замеренные не реже двух раз в сутки;
- фактическое давление в баллоне, измеренное не реже двух раз в сутки;
- фактическое давление разрушения.
7.8 Испытание на чувствительность к ударам
7.8.1 Испытание проводится при температуре от минус 20°С до минус 25°С для баллонов исполнения У и при температуре от минус 30°С до минус 35°С для баллонов исполнения ХЛ.
7.8.2 Испытания проводятся на баллонах без внутреннего избыточного давления, и находящихся под давлением 2,0 МПа сжатого воздуха, азота или инертного газа.
7.8.3 Испытание проводят сбросом испытываемого баллона на плоскую плиту и на острую кромку с расчетной высоты. В обоих испытаниях направление приложения силы в месте соприкосновения должно пересекать ось баллона.
7.8.4 Боек и плита должны быть металлическими, иметь твердость, превышающую твердость наружной поверхности баллона, и быть достаточно прочными, чтобы не деформироваться при испытании.
7.8.5 Испытание на удар о плоскую плиту
Испытательная плита должна иметь плоскую поверхность. Длина и ширина плиты должна быть не менее длины и диаметра испытываемого баллона.
Расчетная энергия соударения F, Дж, определяется по формуле
,
(1)
где М - максимальная масса наполненного баллона, кг.
Скорость соударения должна быть от 7 до 8 м/с.
Испытание проводится на двух порожних баллонах, каждый из которых сбрасывается с высоты, обеспечивающей расчетную энергию удара и скорость соударения, горизонтально (поверхности плиты и баллона параллельны). Затем оба баллона, расположенные под углом (455)° между осью баллона и поверхностью плиты, сбрасываются с той же высоты на заплечики днища с горловиной/закладной втулкой (см. рисунок 1).
"Рисунок 1 - Расположение баллона при испытании на удар о плоскую плиту"
По окончании испытания оба баллона подвергают визуальному осмотру на наличие повреждений.
Если на обоих баллонах выявленные повреждения аналогичны или хуже чем допустимые дефекты, то один из баллонов должен успешно выдержать испытание до разрушения по 7.4.
Если на одном или на обоих баллонах не будет выявлено видимых повреждений, или повреждения будут менее допустимых, или допустимые дефекты не были установлены разработчиком (изготовителем) баллонов, то один баллон должен успешно выдержать испытание до разрушения по 7.4, а другой баллон должен успешно выдержать испытание на циклическую долговечность по 7.5.
При положительных результатах испытание на стойкость к ударам должно быть повторено на других двух (новых) баллонах, находящихся под давлением 2,0 МПа, с превышением не более 3%.
После соударений баллоны не должны иметь течи и успешно выдержать испытания по 7.4 и 7.5.
7.8.6 Испытание на удар об острую кромку
Испытания проводят с использованием бойка, размеры и профиль которого показаны на рисунке 2. Испытательная кромка бойка должна быть скруглена до радиуса () мм. Длина бойка должна быть не менее суммы длины испытуемого баллона плюс 200 мм.
"Рисунок 2 - Поперечный профиль и размеры бойка"
Расчетная энергия соударения F, Дж, определяется по формуле
,
(2)
где М - максим
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 55559-2013 "Баллоны композитные для сжиженных углеводородных газов на рабочее давление 2,0 МПа. Общие технические требования. Методы испытаний" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 894-ст)
Текст ГОСТа приводится по официальному изданию Стандартинформ, Москва, 2014 г.
Дата введения - 1 июля 2014 г.
Настоящий документ применяется в рамках ЕАЭС
Включен в Перечень международных и региональных (межгосударственных) стандартов, а в случае их отсутствия - национальных (государственных) стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения требований технического регламента Таможенного союза "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением" (ТР ТС 032/2013) и осуществления оценки соответствия объектов технического регулирования
Включен в Перечень международных и региональных (межгосударственных) стандартов, а в случае их отсутствия - национальных (государственных) стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований технического регламента Таможенного союза "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением" (ТР ТС 032/2013)