154 钢质焊接气瓶 GB 5100-85

154钢质焊接气瓶GB5100-85本标准适用于正常环境温度-40─60℃下使用的、试验压力不大于7.36MP A(75KGF／CM2)、水容积10─1000L可重复充装低压液化气体或溶解气体的钢质焊接气瓶(以下简称钢瓶)。

本标准不适用于民用液化石油气钢瓶和灭火用钢瓶。

本标准中容积不大于150L的钢瓶，参考了国际标准建议草案ISO DP4706《可重复充气的钢质焊接气瓶》。

1.定义1.1低压液化气体：临界温度高于70C的气体。

1.2溶解气体：溶解于溶剂中的气体。

1.3公称工作压力：对充装低压液化气体的钢瓶，是指按规定充装系数充装，温度为60℃时，瓶内介质的压力；对于充装溶解气体的钢瓶，系指在限定充装量下温度为60℃时，瓶内介质的压力。

1.4最高工作压力：系指钢瓶在充装、使用和贮运过程中，允许达到的最高压力。

1.5屈服应力：对材料试件拉伸试验，呈明显屈服现象的，取屈服点或下屈服点；无明显屈服现象的，取屈服强度。

1.6批量：系指采用同一设计条件，具有相同公称直径、公称容积、壁厚，用同牌号材料，同一焊接工艺，同一热处理工艺生产的钢瓶所限定的数量。

2.符号A 封头曲面与样板间隙，MM；B 焊缝对口错边量，MM；C 封头表面凹凸量，MM；D 弯曲试验的弯轴直径，MM；DR钢瓶公称直径，MM；D钢瓶内直径；MM；D0钢瓶外直径，MM；E对接焊缝棱角高度，MM;E 钢瓶同一截面最大最小直径差，MMH封头总高度，MM；H I 封头内凸面高度，MM；H 封头直边高度，MM；K 封头形状系数;L钢瓶瓶体长度，MM；P0钢瓶爆破压力实测值(表压)，MP A(KGF／CM2)；P H 钢瓶试验压力(表压)，MP A(KGF／CM2)；R I 封头球面部分内半径，MM；R 封头过渡区转角内半径，MM；S简体壁厚，MM；S2封头壁厚，MM；S01筒体计算最小壁厚，MM；S02封头计算最小壁厚，MM；S B 简体最小壁厚实测值，MM；V G 钢瓶公称容积，L；ΑKU U型缺口常温冲击韧性值，J／CM2(KGF. M／CM2)；ΣB 抗拉强度，N／MM2(KGF／MM2)；ΣBA抗拉强度实测值，N／MM2(KGF／MM2)；ΣS 屈服应力，N／MM2(KGF／MM2);Ｈ封头总高度公差，MM；Δ5短试样伸长率，%；Φ焊缝系数；Π△D I；圆周长公差，MM。

3.基本参数3.1钢瓶公称容积和公称直径按表1规定。

表1━━━━━━┯━┯━┯━┯━┯━┯━┯━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━公称容积V G L│10│16│25│40│50│60│80│100│150│200│400│600│800│1000──────┼─┴─┴─┼─┴─┼─┴─┴──┼──┴──┼──┴──┼──┴──公称直径D G │200│250│300(350)│400│600(700)│800(900) MM ││││││━━━━━━┷━━━━━┷━━━┷━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━┷━━━━━注：()内的数值尽量不采用。

3.2钢瓶公称工作压力根据所充装介质的化学、物理性质，按《气瓶安全监察规程》、《溶解乙炔气瓶安全监察规程》的规定选取3.3钢瓶试验压力是公称工作压力的1.5倍，共有5级，见表2。

表2━━━━━━┯━━━━━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━━公称工作压力│MP A │4.90│3.92│2.94│1.96│0.98││(50)│(10)│(30)│(20)│(10)──────┤├──┼──┼──┼──┼───试验压力││7.35│5.88│4.41│2.94│1.47││(75)│(60)│(45)│(30)│(15)──────┤├──┼──┼──┼──┼───最高工作压力│（KGF/CM2)│5.88│4.71│3.53│2.35│1.18││(60)│(48)│(36)│(24)│(12)━━━━━━┷━━━━━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━━3.4钢瓶的最高工作压力不得超过试验压力的0.8倍。

4.材料4.1一般规定4.1.1钢瓶主体(指简体、封头等受压元件)材料，必须采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢，并具有良好的冲压和焊接性能。

4.1.2焊在钢瓶主体上的所有零、部件，必须采用与主体材料性质相适应的材料。

4.1.3所采用焊接材料焊成的焊缝，其抗拉强度不得低于母材抗拉强度规定值的下限。

4.1.4材料(包括焊接材料)应符合相应技术标准的规定，并必须有质量合格证明书。

4.1.5制造厂必须对钢瓶主体材料按炉、罐号进行成品化学成分验证分析；按批号检验机械性能。

经验证合格的材料，应做材料标记。

4.2化学成分钢瓶主体材料化学成分的验证分析结果，应符合表3所列的范围。

表3━━━━━━┯━━━┯━━┯━━┯━━┯━━┯━━化学元素%│C│S I │M N │P│S│P+S──────┼───┼──┼──┼──┼──┼──不大于│0.22│0.45│1.60│0.04│0.04│0.07━━━━━━┷━━━┷━━┷━━┷━━┷━━┷━━材料中添加微量合金元素，其含量应限制在表4所列的范围。

表4━━━━━━━━┯━━━━┯━━━┯━━━┯━━━微量合金元素%│N B │T I │V│N B+V────────┼────┼───┼───┼───不大于│0.08│0.20│0.20│0.20━━━━━━━━┷━━━━┷━━━┷━━━┷━━━4.3机械性能4.3.1当钢瓶筒体壁厚大于或等于6 MM时，其主体材料的常温冲击韧性值ΑKU应大于或等于58.8J／CM2(6 KGF·M／CM2)。

4.3.2当钢瓶简体壁厚大于或等于6MM，且在-20℃以下环境温度使用时，若在使用温度下计算—次薄膜应力大于常温下材料屈服点的L／6，则主体材料应做-40℃夏比(V型缺口)冲击试验。

试样规格和试验结果应符合表5的规定。

表5━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━筒体壁厚S MM │试样规格MM │冲击吸收功不小于J(KGF.M)──────────┼─────────┼─────────────6--10│5×10×55│13.7(1.4)──────────┼─────────┼─────────────>10│10×10×55│19.6(2.0)━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━5.设计5.1一般规定5.11钢瓶主体由圆柱形简体和凸形封头组成，最多不得超过三部分，即纵焊缝不得多于一条，环焊缝不得多于两条。

5.1.2钢瓶受压元件的壁厚设计计算，所选用的屈服应力ΣS不得大于0.8ΣB。

5.1.3设计所依据的内压力为试验压力5.2简体最小壁厚的计算筒体的最小壁厚按(1)式计算：S01=PH×D J/(2ΣSΦ/1.3-PH) (1)式中：材料的屈服应力Q S，应选用标准规定的最小值或热处理保证值；焊缝系Φ，按7.1.2和7.1.3款选定；用()中公制单位计算时，系数2改为200。

5.3封头的设计和计算5.3.1封头的形状应为椭圆形、碟形成半球形，并应满足下列条件：A.椭圆形封头见图1A；B.碟形封头见图1B；C.封头的直边高度H规定如下，当厚度S小于或等于8MM时，直边高度H应大于或等于25 MM；当厚度大于8 MMSHI2时，直边高度H应大于或等于40 MM。

5.3.2封头的最小壁厚按(2)式计算：S02=P H×D I×K/(2ΣSΦ/1.3-PH) (2)式中：标准椭圆形封头(H I=0.25D I)和球形封头的形状系数K等于1；其他封头的形状系数从图2A、图2B中查出;ΣS的数值选取，与5.2条相同。

5.4最小壁厚和实际壁厚5.4.1按5.2和5.3条计算出的筒体和封头的最小壁厚，是满足强度要求的最小厚度,最小壁厚还应符合下列规定：当钢瓶内直径D I小于250 MM时，应不小于2MM；当钢瓶内直径D I大于等于250 MM时，应不小于按(3)式计算的厚度。

S≥D0/250+1 (3)5.4.2钢瓶的筒体和封头的实际厚度，应符合等厚度的原则。

5.4.3钢瓶的实际厚度还应考虑钢板的负偏差和工艺减薄量。

5.5瓶体上开孔5.5.1瓶体上开孔(包括工艺接管)，应避开焊缝和应力集中的部位。

5.5.2瓶体开孔均应补强。

补强材料应和瓶体材料相适应，并具有良好的焊接性能。

5.6焊接接头5.6.1主体焊缝应采用对接型式的焊接接头。

5.6.2纵焊缝不得有永久性的垫板。

5.6.3环焊缝允许采用永久性的垫板，或者在接头的一侧做成台阶形的整体式垫板。

5.7附件5.7.1附件的结构设计和布置应便于焊缝的检查。

附件的焊缝应避开瓶体的纵、环焊缝。

附件的结构形状及其与瓶体的连接，应防止造成积液。

5.7.2底座应保证钢瓶直立时的稳定性，并应有排液、通风的孔。

5.7.3当钢瓶盛装介质后的总重量超过40KG时，应考虑吊装附件或在底座上开吊装孔。

5.7.4选配的瓶阀应满足所盛装介质的要求。

5.7.5钢瓶应配戴瓶帽，用以保护瓶阀。

5.7.6钢瓶及其附件的密封材料，应与所盛装的介质不发生化学反应。

5.7.7钢瓶装设易熔合金塞时，应保证安全可靠。

6.制造6.1焊接工艺评定6.1.1制造厂在生产钢瓶之前，或在生产钢瓶的过程中改变材料(包括焊接材料)、改变焊接工艺、更换焊接设备时，均应进行焊接工艺评定。

6.1.2进行焊接工艺评定的焊工和无损探伤检测人员，应分别符合6.2.1款和7.1.1款的要求。

6.1.3进行焊接工艺评定的焊缝，应能代表钢瓶的主要焊缝。

结构和工艺要求不同的焊缝，应分别进行焊接工艺评定。

6.1.4焊接工艺评定可以直接在钢瓶上进行，也可以在焊接工艺试板上进行。

6.1.5焊接工艺试板的评定要求6.1.5.1焊接工艺试板应经外观检查和射线照相检查。

检查结果应符合6.3条和7.1.5款的规定。

6.1.5.2焊接接头应进行拉力、弯曲试验，当瓶体厚度S大于或等于6MM时，还应进行常温冲击试验；当钢瓶使用符合4.3.2款的情况时，应进行低温冲击试验。

低温冲击试验可代替常温冲击试验。

6.1.5.3试验数量：拉力试验2件，横向弯曲试验4件（正、反弯曲各级件），冲击试验9件（焊缝、熔合线、热影响区各处件）。

热影响区试样位置如图3所示。

6.1.5.4试验方法与合格标准应符合7.3.5—7.3.7款的规定。

6.1.6焊接工艺评定的结果，应经过制造厂技术总负责人审查、批准，并存入工厂的技术档案。

6.2焊接的一般规定6.2.1钢瓶的焊接，必须由按《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格，并持有有效证书的焊工承担。