ChinaAutoRegs｜GB/T 42610-2023英文版翻译《高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验方法》
Test method for evaluating hydrogen compatibility of plastic liner of high pressure gaseous hydrogen cylinders
CONTENTS
Foreword
1 Scope
2 Normative References
3 Terms, Definitions and Symbols
4 General Requirements
5 Test Conditions
6 Test Methods
7 Test Report
Annex A (Informative) Basic Structure of Main Body of Hydrogen Permeation Test Apparatus
1范围
本文件规定了高压氢气瓶塑料内胆氢气相容性试验的通用要求、试验条件、试验方法和试验报告。
本文件适用于贮存介质为氢气、工作温度不低于-40 °C且不高于85°C的髙压氢气瓶用塑料内胆和氢气的相容性试验。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单）适用于 本文件。
GB/T 1033.1塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法
GB/T 1040.1塑料拉伸性能的测定第1部分:总则
GB/T 1040.2塑料拉伸性能的测定第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件
GB/T 5163烧结金属材料(不包括硬质合金）可渗透性烧结金属材料密度、含油率和开孔率 的测定
GB/T 5330.1工业用金属丝筛网和金属丝编制网网孔尺寸与金属丝直径组合选择指南第1 部分:通则
GB/T 5832.1气体分析微量水分的测定第1部分：电解法
GB/T 5832.2气体分析微量水分的测定第2部分:露点法
GB/T 6285气体中微量氧的测定电化学法
GB/T 13005 气瓶术语
GB/T 28726气体分析氦离子化气相色谱法
GB/T 29729氢系统安全的基本要求
GB/T 34542.1氢气储存输送系统第1部分:通用要求
GB/T 37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气
3术语、定义和符号
3.1术语和定义
GB/T 13005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
塑料内胆 plastic liner
外部缠绕碳纤维增强层，用于密封气体、按不承受压力载荷进行设计的内层塑料壳体。
3.1.2
无缝塑料内胆 seam丨ess plastic liner
采用一体成型、没有拼接焊缝的塑料内胆。
3.1.3
焊接塑料内胆 welded plastic liner
含有拼接焊缝的塑料内胆。
3.1.4
鼓泡 blister
聚合物中形貌如同气泡的局部缺陷。
聚合物中形貌如同气泡的局部缺陷。
5.2.1试验前，应用氮气或惰性气体置换试验系统和供氢管路系统，再用氢气置换。通人氢气前，应检 测试验系统内氧气的体积分数，其值应小于或等于1%。置换结束时，试验系统内氧气的体积分数应小 于或等于1X1CT6,水的体积分数应小于或等于5X1CT6。
5.2.2 氧气含量应按GB/T 28726或GB/T 6285的规定检测，水含量应按GB/T 5832. 1或 GB/T 5832.2的规定检测。
5.2.3试验用氢气、置换气体和置换程序分别符合5.1.1、5丄2和5.2.1的规定，且试验系统内氧气和水 的含量在连续3次测试中均满足5.2.1的要求时，6个月内不需要检测试验系统内的氧气和水含量。
图1高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验流程
6试验方法
6.1塑料内胆材料试验
6.1.1 一般要求
6.1.1.1无缝塑料内胆应进行母材试验，焊接塑料内胆应进行母材试验和焊接接头试验。
6.1.1.2母材试验应在同一内胆的两个环形截面处取样。在一个截面处沿环向每隔120°取4个氢气渗 透试样和1个物理性能试样，在另一个截面处沿环向每隔120°取6个拉伸性能试样和2个氢气老化试 样，如图2所示：
a) 无缝塑料内胆:在筒体中部取样，截面间距应大于200 mm;
b) 焊接塑料内胆: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取样;含有 两道环向焊接接头时，在筒体中部取样，截面间距应大于200 mm。
6.1.1.3对于焊接塑料内胆，在每道焊接接头处沿环向每隔120°取6个拉伸性能试样和2个氢气老化 试样，对于含合模线的吹塑内胆，在每道合模线处取6个拉伸性能试样和2个氢气老化试样，取样部位 如图2所示。取样时应确保焊缝或合模线位于试样中部。
6.1.2.1.2同一内胆材料应准备12个氢气渗透试样，分三组，每组4个。
6.1.2.1.3试验前应将试样放置在绝对压力为1 000 Pa〜5 000 Pa、温度为65 °C的真空干燥箱内，直至 试样在24 h内的质量损失小于0.1%。
6.1.2.2试验装置 6.1.2.2.1氢气渗透试验装置主体基本结构参见附录A。
6.1.2.2.2金属丝筛网的网孔尺寸应小于或等于0.15 mm，筛分面积百分率应大于或等于35%，金属丝 直径应按GB/T 5330.1的规定选取。
6.1.3物理性能试验
6.1.3.1 取样
6.1.3.1.1宜采用长度(40±0.2)mm、宽度（10±0.2)mm的长条形试样，试样厚度取内胆厚度。
6.1.3.1.2同一内胆材料至少应准备3个物理性能试样。
6.1.3.2试验装置
6.1.3.2.1密度测量仪器和浸渍液应符合GB/T 1033.1中A法的相关规定。
6.1.3.2.2样品的质量为1 g〜5 g，测量值应精确到0.1 mg;样品的质量大于5 g，测量值应精确到
1 mg。
6.1.3.3试验程序
6.1.3.3.1按以下步骤测量样品质量、密度和体积：
a) 使用数码相机记录试样的外观图像；
b) 使用分析天平测量样品的干质量；
c) 使用分析天平称量浸渍容器及浸渍液的总质量，并单独称量悬挂导线及沉降块的质量；
d) 将试样浸没于浸渍液中，除去试样表面的气泡并称重，试样不应与浸渍容器壁接触；
e) 对取出的试样进行表面干燥处理；
f) 根据GB/T 1033.1的规定计算样品密度和体积。
6.1.3.3.2使用工具显微镜或其他适合的测量仪器测量试样的尺寸。
6.1.3.3.3分别在氢气循环试验开始前、试验结束1 h内、试验结束24 h后及试验结束48 h后测量试 样的尺寸、体积、质量和密度，并记录试样的表观图像。
6.1.3.3.4计算氢气循环试验前后试样的体积变化率、质量变化率和密度变化率。
6.1.4拉伸性能试验
6.1.4.1 取样
6.1.4.1.1试样应采用GB/T 1040.2中规定的B型试样，试样厚度取内胆厚度。
6.1.4.1.2同一内胆材料应准备18个母材试样，分两组，每组9个。对于焊接塑料内胆，在每道焊接接
头处取18个试样,分两组，每组9个;对于含合模线的吹塑内胆，在每道合模线处取6个试样，分两组，
每组3个。
6.1.4.2试验装置
试验装置应符合GB/T 1040.1、GB/T 1040.2以及相关标准的规定。
6.1.5.3.2在氢气循环试验结束48 h后，按图1的规定分别完成第二次氢气渗透试验（12个试样）、第 二次物理性能试验(3个试样）和第二次拉伸性能试验（第二组试样），记录氢气循环试验前后的材料性 能变化。
6.1.6氢气老化试验
6.1.6.1 取样
6.1.6.1.1试样应采用GB/T 1040.2中规定的B型试样，试样厚度取内胆厚度。
6.1.6.1.2同一内胆材料应准备6个母材试样;对于焊接塑料内胆，在每道焊接接头处取6个试样；对 于含合模线的吹塑内胆，在每道合模线处取2个试样。
6.1.6.2试验装置
试验装置为温度和压力可控的密闭容器，温度控制精度应不低于±1 °C，压力控制精度应不低于 ±1 MPa。
6.1.6.3试验程序
6.1.6.3.1氢气老化试验应按以下步骤进行：
a) 试验前应按6.1.2.1.3的规定干燥试样；
b) 取3个试样在压力大于或等于1.25倍气瓶公称工作压力、温度大于或等于85 °C的氢气中放 置1 000 h后，将温度冷却到室温后，缓慢降压至大气压力；
c) 另取3个试样，在环境温度、常压中保存1 000 h，与步骤a)同时进行；
d) 参照GB/T 1040.1和GB/T 1040.2的试验方法对上述试样进行拉伸试验，记录拉伸曲线。
6.1.6.3.2试验过程中，试样不应接触试验箱非夹持部位。
6.1.6.3.3记录材料平均拉伸断裂应力变化率和平均拉伸断裂标称应变变化率。
6.2气瓶内胆试验 6.2.1极限温度渗透试验
6.2.1.1 试验裝置
试验装置为温度可控的密闭容器。
6.2.1.2试验程序
通过试验装置外接质谱仪、气相色谱仪、氢气浓度检测装置及其他有效方法测量气瓶氢气渗透率， 试验应按以下步骤进行：
a) 将气瓶及其附件置于温度为55 °C〜60 °C的密闭容器中；
b) 用氢气将气瓶及其附件缓慢加压至1.15倍的公称工作压力，并在此压力下静置至少12 h;
c) 每隔12 h以上测量1次氢气渗透量，至少连续测量3次，直至两次测量值之差小于或等于前 一次测量值的±10%，则确认渗透达到稳定状态，记录气瓶渗透达到稳定状态的时间；
d) 记录气瓶氢气渗透量随时间变化曲线。
6.2.2内胆屈曲和鼓泡试验
完成6.2.1所述极限温度渗透试验后，对同一气瓶进行内胆屈曲和鼓泡试验，试验应按以下步骤 进行：
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a) 以实际使用时气瓶最大放氢速率将气瓶压力降至大气压，放气过程中气瓶表面温度应大于或 等于一40 °C;
b) 在（20±5)°C环境中静置5 h，将气瓶加压至公称工作压力并保压，保压时间应大于或等于 6.2.1.2中渗透达到稳定状态的时间；
c) 重复步骤a)、b),直至完成9次循环；
d) 切割气瓶并检查内表面和切割面；
e) 观察内胆是否屈曲，内胆表面及切割面是否有鼓泡、气孔等缺陷。
7试验报告
试验报告至少应包含以下内容。
a) 试验标准及方法：
1) 本文件编号；
2) 其他参考文件(包括其出版年份）；
3) 试样方法说明。
b) 试样参数：
1) 气瓶型号；
2) 内胆材料成型工艺；
3) 内胆材料类型；
4) 试样的尺寸、数量、取样位置和制备方法；
5) 试样储存环境的温度、湿度。
c) 试验条件：
1) 测试装置的规格、型号和制造商；
2) 试验介质；
3) 试验温度、试验压力；
4) 气瓶最快降压速率，实际降压速率。
d) 试验结果：
1) 试验数据；
2) 试验前后的试样图像记录；
3) 试验结果及分析。
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