钢质无缝气瓶

Seamless steel gas cylinders

代替 GB5099-85

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 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

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GB 6394 金属平均晶粒度测定方法 GB 7144 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℃。

图1 钢瓶瓶体型式

图2 凹形底和带底座凸形底的钢瓶的典型结构

表1 钢瓶的公称容积和外径

公称容积 L 0.4 水容积允许偏差 ％ +20 2

类 别 小容积

外径Do mm 60，70 允许偏差 +1.25 0.7 1.0 1.4 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.3 7.0 8.0 9.0 10.0 12.0 20.0 25.0 32.0 36.0 38.0 40.0 45.0 50.0 63.0 70.0 80.0 -0 70 89 89，108 108，120，140 120，140 -2.00 +10 -0 140，152 152，159 152，159，178，180 203，219 中容积 +5 -0 219，229，232 ±1.25 245，267，273 表2 常用瓶装气体公称工作压力及充装系数

气体类别 永久气体

气体名称 化学式 氧、氮、氢或其他 O2、N2、H2 3

公称工作压力 充装系数 MPa kg/L 30 二氧化碳 氧化亚氮 乙烷 乙烯 氙 六氟化硫 高压液化气体 氯化氢 三氟氯化烷 三氟甲烷 六氟乙烷 偏二氟乙烯 氟乙烯 三氟溴甲烷 5.技术要求

5.1 瓶体材料一般规定

20 15 20 CO2 15 15 N2O 12.5 20 C2H6(CH3CH3) 15 12.5 20 C2H4(CH2=CH2) 15 12.5 Xe 12.5 12.5 SF6 8 HCI 12.5 12.5 CF3CI 8 CHF3 12.5 12.5 C2F6(CF3CF3) 8 C2H2F2 12.5 (CH2=CF2) 8 C2H3F 12.5 (CH2=CHF) 8 12.5 CF3Br 8 0.74 0.60 0.62 0.52 0.37 0.34 0.31 0.34 0.28 0.24 1.23 1.33 1.17 0.57 0.94 0.73 0.76 1.06 0.83 0.66 0.46 0.54 0.47 1.45 1.33 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。

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表3 钢瓶瓶体材料化学成分

钢种 碳锰钢 成分，％ Mn MnH C max0.40 max0.40 Mn 1.40～1.75 max1.70 Si max0.37 max0.37 S max0.030 max0.035 P max0.035 max0.035 S+P max0.06 max0.06 V max0.12 Cr Mo 采用热处理方正火或正火后式 回火 铬钼钢或其他合金钢 CM 0.26～0.34 0.32～0.40 0.40～0.70 0.40～0.70 0.14～0.37 0.17～0.37 max0.035 max0.035 max0.030 max0.030 max0.055 max0.055 0.80～1.10 0.80～1.10 0.15～0.25 0.15～0.25 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。

5.1.7.1 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，探伤合格级虽应符合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20000个钢瓶投入使用，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

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δe保证值。正火处理的钢瓶，热处理后的屈服应力保证值δe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Ph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1000N/mm2；小容积瓶最大抗拉强度不应大于1100N/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 筒体设计最小壁厚公式

S=PhDo/2Fδe+Ph (1) d.公称工作压力； e.气密性试验压力；

f.材料牌号及其化学成分和机械性能，热处理后工厂保证值； g.热处理状态； h.筒体设计壁厚；

i.实际重量（不包括瓶阀、瓶阀和防震圈）； j.实际水容积； k.出厂检验标记； l.制造年、月； m.产品执行的标准；

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n.钢瓶制造厂生产许可证号。

9.3 出厂合格证应用透明塑料袋盛装，并固定于瓶阀或瓶帽上。 9.4 出厂的每批钢瓶，均应附有批量检验质量证明书。该批钢瓶有一个以上用户时，所有用户均应有批量检验质量证明书的复印件。

9.5 批量检验质量证明书的内容，应包括本标准规定的批量检验项目。 9.6 制造厂应妥善保存钢瓶的检验记录和批量检验质量证明书的复印件（或正本），保存时间应不少于7年。

附 录 A

钢质无缝气瓶批量检验质量证明书 （补充件）

钢瓶名称______________________________生产批___________________________________

盛装介质

_______________________________________________________________________

图号________________________________底部结构___________________________________

制造许可证编号

_________________________________________________________________ 本批钢瓶共____________只，编号从________________号到__________________________号

注：本批合格钢瓶中不包括下列瓶号： 1.主要技术数据

公称容积______________L 公称工作压力___________________MPa

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公称直径______________mm 水压试验压力__________________MPa

设计最小壁厚___________mm 气密性试验压力_______________MPa 2.主体材料化学成分(%) 编号 牌号 C Mn Si S P Mo Cr V 国家标准规定值 3.热处理方法：

_______________________热处理 热处理介质___________________

4.机械性能试验： 工厂取用的最小屈服应力值：____________________N/mm2

δea 2试验瓶号 δba 2δ5 2Ψ % N/mm N/mm N/mm akJ/cm 2冷弯 (180°) 5.金相检查：

晶粒度 带状 魏氏 脱碳层，mm 外壁 内壁 夹杂物（级） 硫化物 氧化物 组织 （级） （级） （级） 6.底中心解剖检查：结构形状尺寸符合图纸要求，低倍组织合格。 7.爆破试验：瓶号______________屈服压力____________MPa 实测屈强比_______________

爆破压力_______________MPa，爆破口为塑性变形，无碎片，破口形状符合标准要求。

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8.压扁试验结果

材料强度 压头距受压吨受压速离 位 kN 度 mm/min 结果 试验编号 四点壁厚 平均壁厚 (A.B.C.D) (AB+C+D)/4 ≥N/mm mm 2 经检查和试验符合GB 5099-94标准的要求，是合格产品。

安全监察机关确认 制造厂检验专用章

监督检验员____________ 检验科长___________

年 月 日 年 月 日

附加说明：

本标准由中华人民共和国劳动部提出。

本标准由全国气瓶标准化技术委员会技术归口并负责解释。 本标准由上海高压容器厂负责起草。

本标准主要起草人金万江、高继轩、冯平。

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