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CGAC-1-2009压缩气体气瓶的压力试验方法目录1.介绍2.范围3.定义4.概述4.1水套法4.2直接膨胀法4.3验证压力法4.4气瓶重新试验的注册审批4.5重新试验期间气瓶的外观检测5.水套法5.1适用范围5.2要求5.3试验系统组成5.4标准瓶5.5试验系统精确度核实5.6试验过程5.7气瓶重新试验6.直接膨胀法6.1适用范围6.2试验系统组成6.3标准瓶6.4试验系统和其组成部件的膨胀量测定6.5试验系统精确度的核实6.6试验过程7.验证压力法7.1适用范围7.2试验系统组成7.3试验系统精确度核实7.4试验过程8.参考文献图图1——水套法试验设备的典型示意图图2——全膨胀量图3——永久膨胀量图4——零点图5——读取膨胀量时量管内水平面的调整图6——量管型膨胀指示装置的要求举例图7——典型的非量管膨胀指示装置系统图8——典型的微机型膨胀指示装置系统图9——直接膨胀法试验设备的典型示意图图10——水的压缩系数图11——液基型验证压力试验法设备的典型示意图附录附录A——规范信息的来源（参考性）附录B——试验系统组成部件的校准（标准性）附录C——水套法或直接膨胀法重复试验的气瓶的钢印标记（参考性）附录D——气瓶重复试验的样表（参考性）附录E——试验故障（参考性）附录F——核对表（参考性）附录图图C-1——DOT气瓶钢印标记举例图C-2——TC气瓶钢印标记举例附录表表D-1——水套容积膨胀法气瓶试验的实验设备校定校准数据表D-2——气瓶直接膨胀水压重复试验表D-3——重复试验数据记录表表F-1——试验系统精确度核对表（直接膨胀法）表F-2——试验系统和组成的膨胀量确定核对表（直接膨胀法）表F-3——气瓶水压试验的核对表（直接膨胀法）1.介绍压缩气体气瓶的压力试验是许多最新制造的气瓶以及气瓶的再次试验过程中都需要的一种试验。每个试验单位应保存好美国联邦规程（CFR）第49篇中美国运输部（DOT）的规定的最新版本，以及加拿大标准CSAB339《危险货物运输用的气瓶、球罐和长管》作为引用的《危险货物运输规程》中加拿大运输部（TC）的规定的最新版本，或者拥有司法管辖权的机构规定，以便查阅。按特许规范进行制造的气瓶的试验或再次认可，特需规范的最新版本复印件都应保存，以便参考（特许规范办理地址见附录A）。2.范围该标准规定了正确进行压缩气瓶压力试验的操作和设备要求。3.定义本标准采用以下术语：3.1精确度测量值或计算值与其实际值（真实值）之间的符合度。3.2精确度级别设备的内在质量。注——精确度级别表示该设备的任何一个读数所允许的最大偏差，并且精确度级别也是该设备全刻度的百分值。3.3实际试验压力真实压力，以及记录压力都应用于气瓶试验中。3.4巴（bar）用于标记工作压力的米制单位量值，（1bar=14.5psi）。3.5校准按已知标准调整机械设备，从而使得表的指示数符合在规定的精确度范围内，这一过程为校准。注——校准设备的信息可见附录B。3.6校准验证通过与已知标准的比较对个别设备或实验设备进行检验，以测定在标尺的规定点所存在的误差。3.7标准瓶具有相应膨胀值的已证实压力的校准点的气瓶。注——这是一个用于验证和证明试验系统精确度和完整性的二次衍生标准。3.8报废判定一个气瓶不能再连续进行危险货物的运输，且该气瓶不能通过修理，再加工，再次评定或其他程序进行修复。3.9气瓶最小设计内压为276kPa（abs，2.8bar，abs，40psi）的压力容器类型，并且用于运输压缩气体，压缩气体须按监管机构要求进行压力试验。3.10缺陷一个会影响到气瓶被丢弃或废弃的缺陷。3.11弹性膨胀由于内压的作用使气瓶的容积暂时增大，内压消除后能恢复的那部分内容积增大量。3.12误差在指示值和被测量的真正数值之间的差异。3.13膨胀指示装置（EID）在压力试验过程中，用于直接或间接测量气瓶膨胀值的设备装置。3.14水压试验以水作为增压介质的气瓶压力试验方法。3.15独立检验机构按49CFR107.803要求，由DOT批准的检验企业。3.16标准规（校准规）即作为校准标准的压力指示装置（PID），具有比试验设备中的压力指示装置同等或更高等的精确度级别。3.17永久性膨胀百分值永久性膨胀量与全膨胀量的比值，以百分值表示。注——永久性膨胀百分值的计算为永久性膨胀值除以全膨胀值，乘以100转化为百分值。3.18定期再次检验在一定期间内，按监管机构所描述的要求再一次进行试验，该试验作为气瓶再次评定的一部分。3.19永久性膨胀由于内压作用使气瓶内容积增大，内压消失后没有恢复的那部分内容积增大量。3.20气压试验以气体作为增压介质的气瓶压力试验方法3.21压力指示装置（PID）在试验过程中，用于测量压力的装置。3.22验证压力试验包括对气瓶增加内压，而不测量气瓶膨胀量的气瓶评定试验。3.23校准量规用于对验证试验系统进行日常核对的压力指示装置（PID），具有比须进行校对的压力指示装置同等或更高等的精确度级别要求。3.24再评定员的身份识别由DOT指定的代码，称为再次评定识别代码（RIN）；由加拿大运输部（TC）指定，称为注册标记；用于唯一识别气瓶进行再次认可、修理和再造单位的标记。注——气瓶上的再次评定识别代码钢印的信息可见附录C。3.25丢弃如果不经过修理或重新评定，不能再继续运输危险品货物的气瓶。3.26工作压力标记在气瓶上的额定压力。3.27测试压头将水套密封的封闭装置。3.28试验压力按照规程进行验证气瓶工作承受度所施加的最小压力。3.29全膨胀量由于气瓶内压的增加，气瓶内容积的全增加量。3.30外观检验作为气瓶评定过程之一进行的内部和/或外部检查。3.31容积膨胀试验即水压试验，在所给压力的基础上用以测量气瓶的全膨胀量，永久性膨胀量，弹性膨胀量。注——该试验采用水套法或直接膨胀法。3.32水容积一个容器在15℃和在101.325kPaabs（14.7psia）条件下所能包含的水的总质量或容积。4.概述4.1水套法本方法适合于所有要求测定容积膨胀量的水压试验。这种方法是将充了水的气瓶放进注了水的试验套内。然后往气瓶内加压，引起气瓶膨胀。用先后测量受压气瓶膨胀时所排出水套内的水量和压力卸除后气瓶所排出水套内的水量的方法，来测定气瓶的全膨胀量和永久膨胀量。弹性膨胀量的计算为全膨胀量减去永久膨胀量。按照DOT规范，这是唯一的对充装超过标记工作压力10%的气瓶进行认可的水压试验方法。如何判定一个气瓶的充装是否超过标记工作压力的10%的方法可见49CFR或CSAB339（视情况而定[1,2]）。更多信息可参考附录C。4.2直接膨胀法本方法适用于所有要求测定容积膨胀量的水压试验。然而在实际应用中，它具有一定的限制。这种方法是将可测量出容积的水，压入盛有已知温度和重量的水的气瓶内，当压力释放后，测量从气瓶中排出的水的容积。从压入气瓶的水的容积中，减去排出的水的容积，就可计算出气瓶的容积永久膨胀量。将压力升到预定试验压力时所压入气瓶的水容积，减去水在气瓶内的压缩量，即得到气瓶的容积全膨胀量。虽然这种方法可测量出容积弹性膨胀量，但DOT规程不允许以这种试验方法对充装量超过瓶上所标的工作压力的10%的气瓶进行认可。4.3验证压力法当DOT规程不要求测定全膨胀量和永久膨胀量时允许使用该方法。本方法对气瓶内施压至试验压力，并用于检验气瓶受内压时是否有泄漏，鼓包和其它可见的缺陷。水套试验设备或直接膨胀试验设备中的水泵可被用于验证压力试验中。此外，49CFR或CSAB339的其他章节规定，允许按某些规范进行制造的气瓶，可以用这种方法对仅仅充装非腐蚀性气体的气瓶，进行服股中的再次检验。4.4气瓶重新试验的注册审批所用试验设备和装置应进行型式和运作认可。DOT规格气瓶的再次检验过程中所用的每个设备都应具有按独立检验机构（IIA）的相关推荐，由DOT发布的再次检验识别代码（RIN）。在加拿大，所有的再检验设备都应向TC注册（更多信息参考CSAB339和CSAB340，第二类危险货物运输用的气瓶、球罐、长管和其它压力容器的选择和使用）。4.5重新试验期间气瓶的外观检测联邦规程规定，本标准中不论采用哪种试验方法，气瓶的定期再次检验应该包括气瓶的外部和内部外观检验。可参考所要求外观检测的相关规格。进行再次检验的检验员被要求必须遵循参考49CFR的下列CGA标准所规定的外观检验程序，气瓶合格、不合格和报废准则；倘若气瓶在加拿大进行再次检验，参考CSAB339[1,2]：——CGAC-6，钢质压缩气体气瓶的外观检验标准；——CGAC-6.1，高压铝制压缩气体气瓶的外观检验标准；——CGAC-6.2，纤维加强高压气瓶的外观检验和再次评定指南；——CGAC-6.3，低压铝制压缩气体气瓶的外观检验和再次评定指南；——CGAC-8，DOT-3HT，CTC-3HT和TC-3HTM无缝钢瓶的再次评定标准；建议在压力试验之前进行初步的外观检测。5.水套法5.1适用范围水套法是美国和加拿大的压缩气体工业中高压气瓶进行试验的最常用方法。该方法包括对一只存放在封闭式的充水容器（水套）内的充满水的气瓶进行施压，并测量气瓶膨胀变化值以及膨胀最终值。见图1，水套法试验设备的典型示意图。符号说明A气瓶B装有超压泄放和密封盖和高、低压连接头的水套C试验连接器D压力接头E泵（人工—空气—电—电驱动电机）F泄压阀G压力指示装置（PID）H校准规（非强制性的）I压力记录曲线图（非强制性的）J膨胀值（非强制性的）K膨胀指示装置（量管或天平秤）L标准瓶M隔离阀N安全泄放阀水/电/空气控制阀；手动操作或通过可编程控制器或计算机控制自动操作；图1——水套法试验设备的典型示意图因为气瓶在内压的作用下发生膨胀，所以水套内气瓶周围的水被挤出水套，排入膨胀指示装置（EID）内。这些排出的水的容积表示气瓶的全膨胀量（见图2）。试验压力泄放后，气瓶收缩，排出的水从膨胀指示装置回到水套内。膨胀指示装置内遗留的排出的水表示气瓶的永久膨胀量（见图3）。压力泄放时，回到水套内的排出的水的容量表示气瓶的弹性膨胀量。各种装置都可用于测量膨胀量和压力。膨胀液体可以通过量管目测读数，也可以通过电子测重得出。压力可以通过使用模拟计或电子数字装置读数。试验系统本身可以通过手工或电脑控制进行操作。图2——全膨胀量图3——永久膨胀量注——图2和图3仅是为了说明问题的目的。这些图用以表示测定气瓶膨胀量的方法和膨胀指示装置中水平面升或降的方法，并不意味着严格的原理。5.2要求DOT和TC规范和特许规范的气瓶，其再次检验压力，再次检验周期和所有膨胀量不合格准则由49CFR，CSAB399和最新版特许规范规定。倘若弹性膨胀量超过CGAC-5《高压钢制无缝气瓶的壁应力再次评定准则》的表1规定的作为气瓶标记的限制值，或者工作压力下的壁应力超过49CFR132.302a(b)规定的限值，则气瓶不再允许在额定压力的110%（例如：+钢印标记）范围内服役。注——气瓶制造期间内，弹性膨胀量的增加表示平均壁厚的减少或气瓶材料屈服强度的减少（可能由于气瓶的过热处理造成）。5.2.1概述任何增压阀开启前应进行以下步骤：——在试验前，应松开或移开所有的松紧带和其它可移动附件，以便气瓶可以在各个方向自由膨胀；——水套应密封，膨胀指示装置应在零位，膨胀线应通向水套（见图4）；——开始试验前，膨胀测量装置应保持在零位至少10秒。注——图4仅是为了说明问题的目的，并不意味着严格的原理。图4——零点倘若在气瓶再次检验期间，实际的试验压力超过最小试验压力的110%（允许偏差+1%），那么再次检验员应联系气瓶制造商寻求指导或废弃该气瓶。气瓶应至少增压到最小试验压力。气瓶应保持试验压力至少30秒；为确保气瓶的完全膨胀，保压时间应更长一点。保压时间开始到结束的这段时间内，试验压力和全膨胀量应保持稳定（至少在5秒的时间内，压力指示装置和膨胀指示装置的读数无可见的变化）。倘若压力和膨胀量还未稳定，保压时间应增长或试验应终止。倘若在保压时间内对气瓶加压，那么应重新开始新一轮的保压时间。在保压时间结束时记录实际试验压力。