压缩天然气瓶阀试验大纲.docx

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1、压缩天然气瓶阀产品型式试验大纲编制:审核:批准:1范围 .22型式试验依据 .23型式试验项目 .24型式试验方法 .35型式试验判定表 .11-3-压缩天然气瓶阀产品型式试验大纲1 范围本试验大纲规定了车用压缩天然气瓶阀的型式试验依据、型式试验项目、型式试验方法、型式试验判定表等。本试验大纲适用于车用压缩天然气钢瓶阀以及充装压缩天然气阀的产品型式试验。2 型式试验依据本试验大纲按照ISO15500公路车辆一压缩天然气（CNG）燃料系统部件国际标准以下相关部分要求编写：ISO15500-1 一般要求和定义ISO15500-2 性能和一般试验方法ISO15500-5 手动气瓶阀ISO15500-

2、13 压力泄放装置（ PRD）ISO15500-14 限流阀注：本试验大纲中手动气瓶阀简称阀，压力泄放装置分为温控式安全装置简称 PRD-A和组合式安全装置简称PRD-B ，限流阀简称溢流组件， PRD 和溢流组件与手动气瓶阀装配后简称组合阀。对于试验项目和要求相同的阀、 PRD 和溢流组件则通过组合阀同时试验。用于试验的限流阀应符合 ISO15500-14 标准中规定的内部限流阀，限流型式是定量节流型，因此无超扳紧力矩试验、气密性试验和弯曲力矩试验等试验项目。用于试验的 PRD 应符合 ISO15500-13 标准中规定的非独立结构的型式， 因此无弯曲力矩试验项目。3 型式试验项目本试验大纲

3、共有20 项试验项目。其中包括组合阀液压强度试验、 PRD 易熔合金液压强度试验、阀气密性试验、 PRD 气密性试验、阀的连续性运行试验、PRD 的连续性运行试验、溢流组件连续性运行试验、 PRD 加速寿命试验、 PRD动作试验、 PRD 热循环试验、 PRD 流量试验、溢流组件流量试验、组合阀耐超力矩试验、阀的弯曲力矩试验、组合阀抗振性试验、组合阀耐腐蚀试验、 PRD 抗冷凝腐蚀试验、氧气老化试验、浸泡试验、黄铜材料相容性试验。4 型式试验方法4.1 组合阀液压强度试验4.1.1 根据 ISO15500-2 的第 5 部分，ISO15500-5 的 6.2 部分，ISO15500-13 的6

4、.2.1 部分，ISO15500-14的6.2部分的规定，对组合阀进行水压强度试验。1.1.2 试验压力80MPa,试验温度20c 5C,试验时间大于3分钟。1.1.3 升压和保压过程目测阀：无破裂和变形。4.2 PRD 易熔合金液压强度试验4.2.1 根据ISO15500-13的6.2.2部分的规定对PRD易熔合金材料进行水压强度 试验，组合安全装置。4.2.2 将PRD在30MPa水压下保持30分钟，易熔合金材料无挤出现象，然后以0.5MPa /秒的速率将压力升至60MPa 或升至易熔合金材料开始挤出时的压力。4.2.3 升压过程目测PRD:易熔合金材料在45MPa以内无挤出。4.3 阀气

5、密性试验4.3.1 根据 ISO15500-2 的第 6 部分， ISO15500-5 的 6.3部分的规定，对阀进行气密性试验，试验气源为干燥空气。4.3.2 -40试验温度下，在阀的开启和关闭二种状态下分别从进气口升压至15MPa后保压2分钟再降压至0.5MPa后保压2分钟。4.3.3 目测阀：升降压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.3.4 20试验温度下，在阀的开启和关闭二种状态下分别从进气口升压至0.5MPa后保压2分钟再升压至30MPa后保压2分钟。4.3.5 目测阀：升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.3.6 85试验温度下，在阀的开启和关

6、闭二种状态下分别从进气口升压至1MPa后保压2分钟再升压至30MPa后保压2分钟。4.3.7 目测阀：升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.4 PRD气密性试验4.4.1 根据 ISO15500-2 的第 6 部分， ISO15500-13 的 6.3 部分的规定，对PRD进行气密性试验，试验气源为干燥空气。4.4.2 -40C试验温度下，从PRD进气口升压至15MPa后保压2分钟。4.4.3 目测PRD:升压和保压全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.4.4 82试验温度下，从PRD 进气口升压至 26MPa 后保压 2 分钟。4.4.5 目测PRD:升压和保压

7、全过程无气泡产生或泄漏率小于20cm3/h。4.5 阀的连续性运行试验4.5.1 根据 ISO15500-2 的第 9 部分， ISO15500-5 的 6.4部分的规定，对阀进行连续性运行试验，试验气源为干燥空气。4.5.2 一次关闭和一次开启为一次循环，一次循环时间不超过12秒。4.5.3 20c试验温度下，系统内压力保持恒定20MPa,对阀进行9600次的启闭循环。4.5.4 循环结束后，按本大纲第 4.3部分阀气密性试验对该阀进行常温气密性试验。4.5.5 85c试验温度下，系统内压力保持恒定 20MPa,对阀进行200次的启闭 循环。4.5.6 循环结束后，按本大纲第 4.3部分阀气

8、密性试验对该阀进行高温气密性试 验。4.5.7 -40试验温度下，用不大于3.4Nm 力矩应能完全开启和关闭阀，然后使系统内压力保持恒定10MPa,对阀进行20畋的启闭循环。4.5.8 循环结束后， 按本大纲第4.3部分阀气密性试验对该阀进行低温气密性试验。4.5.9 连续性运行试验结束后，用不大于 1.7Nm 力矩应能完全开启和关闭阀。4.6 PRD 的连续性运行试验4.6.1 根据ISO15500-2的第9部分，ISO15500-13的6.5部分的规定对PRD进行 连续性运行试验，试验用水进行。4.6.2 一次关闭和一次开启为一次循环，一次循环时间不超过10 秒。4.6.3 82试验温度下

9、，对PRD 进行 2000次的启闭循环，同时系统内水压在2MPa和26MPa之间作压力的往复循环，直至启闭循环结束。4.6.4 57试验温度下，对PRD 进行 18000次的启闭循环，同时系统内水压在2MPa和26MPa之间作压力的往复循环，直至启闭循环结束。4.6.5 启闭循环全过程易熔合金材料不应从PRD 中挤出。4.6.6 试验结束后，按本大纲第4.4部分PRD的气密性试验对该PRD进行气密 性试验，按本大纲第4.9部分PRD的动作试验对该PRD进行动作试验。4.7 溢流组件连续性运行试验4.7.1 根据ISO15500-2的第9部分，ISO15500-14的6.6部分的规定对溢流组件

10、进行连续性运行试验，试验气源为干燥空气。4.7.2 一次定流和一次复位为一次循环。4.7.3 系统内压力保持恒定20MPa,对溢流组件进行20次定流与复位的循环。4.7.4 循环结束后，按本大纲第 4.12 部分溢流组件动作试验对该溢流组件进行动作试验。4.8 PRD 加速寿命试验4.8.1 根据ISO15500-13的6.6部分的规定对PRD进行加速寿命试验，试验气源 为干燥空气。4.8.2 试验开始前，通过试验得到易熔合金材料屈服温度为106，按标准中提供的公式计算得出持久温度为 89。4.8.3 将 PRD 从常温开始加热至易熔合金材料屈服温度106，然后向PRD 充入26MPa气压并保

11、持。4.8.4 PRD应在10小时内动作并泄压。4.8.5 将PRD从常温开始加热至持久温度 89C,然后向PRD充入26MPa气压 并保持。4.8.6 PRD在500小时内不能动作泄压。4.9 PRD 动作试验4.9.1 根据ISO15500-13的6.7部分的规定对PRD进行动作试验，试验气源为干 燥空气。4.9.2 PRD-A 动作试验4.9.2.1 将一个未做过其它试验的 PRD 充入 5MPa 的压力后放入85的环境温度下保温 2 分钟。4.9.2.2 到时间后取出放入一个温度控制在590至610之间的加热炉内，PRD不能直接接触明火。4.9.2.3 观察并记录 PRD 从放入加热炉

12、到动作泄压的时间。4.9.2.4 将一个已做过连续性运行试验、 热循环试验、 抗冷凝腐蚀试验、 耐腐蚀试验和抗振性试验的 PRD 充入 5MPa 的压力后放入85的环境温度下保温2 分钟。4.9.2.5 到时间后取出放入一个温度控制在590至610之间的加热炉内，PRD不能直接接触明火。4.9.2.6 观察并记录 PRD 从放入加热炉到动作泄压的时间，该时间应同时满足5 tWt+4mint ：是 4.9.2.3条试验记录到的 PRD 动作泄压时间。4.9.3 PRD-B 动作试验4.9.3.1 将一个未做过其它试验的 PRD 从常温开始加热至易熔合金材料屈服温度 106以上10（即116），

13、然后向 PRD 缓慢充入气压使PRD 动作且爆破片破裂。4.9.3.2 观察并记录爆破片破裂时的气体压力。4.9.3.3 将一个已做过连续性运行试验、 热循环试验、 抗冷凝腐蚀试验、 耐腐蚀试验和抗振性试验的 PRD 从常温开始加热至易熔合金材料屈服温度106以上 10（即116） ，然后向 PRD 缓慢充入气压，使PRD 动作且爆破片破裂。4.9.3.4 观察并记录爆破片破裂时的气体压力，该压力应在4.9.3.2 条爆破片破裂压力的 75 105之间。4.10 PRD 热循环试验4.10.1 根据ISO15500-13的6.8部分的规定对PRD进行热循环试验，试验气源 为干燥空气。4.10.

14、2 将PRD放入-40C的液体才g内保持2小时以上，2小时后取出并在5分钟内将该 PRD 放入 82的液体槽内保持2 小时以上， 2 个小时后取出并在5分钟内将该PRD 放入 -40的液体槽内。4.10.3 PRD从-40C液体槽到82c液体槽再到-40C液体槽为一次循环。4.10.4 共完成 15 次循环，然后将PRD 放入 -40的液体槽内保持2 小时以上，同时向 PRD 充入气压使PRD 在 2MPa 和 20MPa 之间作压力的往复循环，压力从2MPa缓慢升压至20MPa,再从20MPa缓慢降压至2MPa, 一次升压和一次降压为一循环，共进行100 次循环，循环总时间要大于 2 小时。

15、4.10.5 试验结束后，按本大纲第 4.4 部分 PRD 气密性试验对该PRD 进行气密性试验，按本大纲第4.9部分PRD动作试验对该PRD进行动作试验。4.11 PRD 流量试验4.11.1 根据ISO15500-13的6.10部分的规定和ISO11439标准的要求对PRD进 行流量试验，试验气源为干燥空气。4.11.2 将一个连接好PRD的阀装配在气瓶上，气瓶内气体压力为 20MPa,将气 瓶放置在火烧装置的中间， PRD 不可接触明火。4.11.3 启动火烧装置，观察并记录 PRD从泄压到泄压结束后所用的时间，通过 气瓶容积和泄压的时间得出单位时间的流量。4.11.4 该流量应满足气瓶

16、在火烧状态下的安全泄放量。4.12 溢流组件流量试验4.12.1 根据ISO15500-14的6.7部分的规定对溢流组件进行动作试验，试验气源为干燥空气。4.12.2 溢流组件进气口保持一个恒定压力值，通过控制阀调节出气口的压力，使进出气口压力差达到0.69MPa， 此时溢流组件应动作定流， 然后观察流量计。4.12.3 流量计反映出的流量应小于0.08m3/min。4.12.4 再通过控制阀使溢流组件进气口和出气口压力差等于10MPa,止匕时流量计反映出的流量应小于0.05m3/min。4.13 组合阀耐超力矩试验4.13.1 根据ISO15500-2的第7部分的规定对阀和PRD进行耐超力矩

17、试验。4.13.2 依次用 1.5 倍各部件的正常扳紧力矩施加在各部件螺纹连接最近的位置上，保持1.5倍的力矩，15分钟后解除。4.13.3 目测各部件，应无变形和损坏，然后分别按本大纲第 4.3 部分阀的气密性试验对该阀进行气密性试验，按本大纲第 4.4 部分 PRD 的气密性试验对该 PRD 进行气密性试验。4.14 阀的弯曲力矩试验4.14.1 根据ISO15500-2的第8部分的规定对阀进行弯曲力矩试验。4.14.2 在阀的出气口连接一根外径6mm,长度大于300 mm的管道，连接后的组件不应泄漏。4.14.3 使阀处于关闭位置， 从出口处管道末端施加0.05MPa 的气压后关闭气源，

18、再距出口 300mm 处施加一个3.4N 的垂直向下作用力， 作用力保持 15分钟，在不拆除该作用力情况下对阀进行常温气密性试验不应泄漏。4.14.4 分别进行 4 次 4.14.3条的试验，每次试验将阀沿水平轴旋转90，试验与试验之间用 3.4N 的弯曲力矩启闭阀门 3次。4.14.5 试验结束后，拆除阀及其装置，目测阀不应有变形，再对该阀按本大纲第 4.3部分阀的气密性试验对该阀进行气密性试验。4.15 组合阀抗振性试验4.15.1 根据ISO15500-2的第14部分的规定对组合阀进行抗振性试验。4.15.2 将组合阀固定在抗振性试验台台面上，以频率17Hz,振幅1.5mm将组合阀沿三个

19、轴向分别振动2 小时。4.15.3 在完成总共6 小时振动后，检查组合阀各连接部件是否松动，并能够正常工作， 然后分别按本大纲第 4.3部分阀气密性试验对该阀进行气密性试验，按本大纲第4.4部分PRD气密性试验对该PRD进行气密性试验。4.16 组合阀耐腐蚀试验4.16.1 根据ISO15500-2的第10部分的规定对组合阀进行耐腐蚀试验。4.16.2 盐雾试验箱的盐雾室内温度设定在33c36c之间并保持，盐溶液由5%重量的氯化钠和95%重量的蒸馏水组成。4.16.3 将组合阀固定在盐雾室内，对组合阀进行96 小时的盐雾试验。4.16.4 试验结束后立即冲洗组合阀并去除表面盐的沉积物，然后分别

20、按本大纲第 4.3部分阀气密性试验对该阀进行气密性试验，按本大纲第 4.4 部分 PRD气密性试验对该PRD 进行气密性试验。4.17 PRD 抗冷凝腐蚀试验4.17.1 根据ISO15500-13的第6.9部分的规定对PRD进行抗冷凝腐蚀试验；按下列试剂的体积百分比配制天然气冷凝配方溶液：干洗溶剂汽油84.8%；苯10%； 15 或 20号压缩机油2.5%；水1.5%；甲醇1%；硫醇 0.2% 。4.17.2 21试验温度下，将一个已封堵出口的 PRD 放入天然气冷凝配方溶液的容器内浸泡100 小时，须保证PRD 内腔充满溶液。4.17.3 取出已浸泡100小时的PRD,将PRD内溶液排空，

21、然后在82c温度下保持 100 小时。4.17.4 试验结束后，按本大纲第 4.4 部分 PRD 气密性试验对该PRD 进行气密性试验，按本大纲第4.9部分PRD动作试验对该PRD进行动作试验。4.18 氧气老化试验4.18.1 根据 ISO15500-2 的第 11 部分的规定对组合阀中起密封作用的非金属元件进行氧气老化试验。4.18.2 70试验温度下，将一组非金属元件放入密封容器内，从容器进气口充入2MPa氧气后关闭容器，该组非金属元件在2MPa氧气的密封容器内保持96 小时。4.18.3 试验结束后，目测非金属元件无裂纹和损坏。4.19 浸泡试验4.19.1 根据 ISO15500-2

22、 的第 13 部分的规定对组合阀中接触天然气的非金属元件进行浸泡试验，试验前，对元件进行测量和称重并做好记录。4.19.2 将一组非金属元件放入密封容器内， 从容器进气口充入 20MPa 天然气后关闭容器，该组非金属元件在 20MPa天然气的密封容器内浸泡70小时。4.19.3 70小时后迅速释放容器内压力，目测元件无撕裂和分裂现象。4.19.4 将另一组元件放入盛有压缩机油的密封容器内浸泡 70小时。-10-4.19.5 70小时后取出元件检测， 元件膨胀率小于等于 25%，收缩率小于等于1%，重量变化不超过25% 。4.20 黄铜材料相容性试验4.20.1 根据 ISO15500-2 的第

23、 15 部分的规定对组合阀中接触天然气的黄铜材料元件进行相容性试验。4.20.2 试验前，拆除组合阀除黄铜材料原件外的其它元件，并清除油脂，然后将黄铜元件按正常力矩装配扳紧，并在试验中一直保持这些应力。4.20.3 将相对密度为0.94，体积为0.6升的氨水溶液倒入容积为 30升的玻璃容器中，在溶液上方40mm 位置处放置一个不与氨水反应的托盘。4.20.4 70试验温度下，将黄铜元件放置在托盘上，盖好玻璃盖。4.20.5 放置 240小时后取出试样，在25倍放大镜下目测无裂纹。-#-型式试验判定表表1试验循序试样名称试样数量试 样编 号试验项目试验结果试验得出的实际数据1组合阀1个1 #液压

24、强度2PRD-A3个2-1 # , 2-2 #2-3#易熔合金液压强度3PRD-B3个3-1 # , 3-2 #3-3#易熔合金液压强度4阀1个4#气密性5PRD-A1个5#气密性6PRD-B1个6#气密性7阀1个7#连续运行性8PRD-A5个8-1 # , 8-2 #8-3#, 8-4#8-5#连续运行性9PRD-B5个9-1 # , 9-2 #9-3#, 9-4#9-5#连续运行性10溢流组件1个10#连续运行性11PRD-A8个11-1#, 11-2#11-3#, 11-4#11-5#, 11-6#11-7#, 11-8#加速寿命12PRD-B8个12-1 # ,12-2#12-3 #

25、,12-4#12-5 # ,12-6#12-7 # ,12-8#加速寿命13PRD-A2个13-1 # ,13-2#动作14PRD-B2个14-1 # ,14-2#动作-11-型式试验判定表表2试验循序试样名称试样数量试样编号试验项目试验结果试验得出的实际数据15PRD-A1个15#热循环16PRD-B1个16#热循环17PRD-A1个17#油18PRD-B1个18#油19溢流组件1个19#油20组合阀1个20#耐超力矩21阀1个21 #弯曲力矩22组合阀1个22#抗振性23组合阀1个23#耐腐蚀性24PRD-A1个24#抗冷凝腐蚀性25PRD-B1个25#抗冷凝腐蚀性26非金属元件一组各1个26-1 # ,26-2 #26-3 # 氧气老化27非金属元件一组各1个27-1 # ,27-2 #27-3 # 天然气浸泡一组各1个28-1 # ,28-2 #28-3#合成压缩机油浸泡28黄铜材料元件3组28-1 # ,28-2 #28-3 # 黄铜材料 相容性-12-