Q/ZCCD 111-2019 船用压缩氢气铝合金内胆全缠绕气瓶

以下是企业标准《Q/ZCCD 111-2019 船用压缩氢气铝合金内胆全缠绕气瓶》的详细内容总结：

​​1. 标准基本信息​​

• ​​标准号​​：Q/ZCCD 111-2019
• ​​名称​​：船用压缩氢气铝合金内胆全缠绕气瓶
• ​​英文名​​：Fully-wrapped composite cylinders with aluminum alloy liner for the on-board storage of compressed hydrogen gas as a fuel for ships
• ​​归口单位​​：中材科技（成都）有限公司
• ​​适用范围​​：
  • 设计压力35MPa，水容积≤450L，工作温度-40℃~85℃。
  • 用于船舶固定储存氢气燃料，氢气成分需符合附录B（ISO 14687.2或SAE J2719）。
  • 适用于中国船级社（CCS）工厂认可和产品检验。

​​2. 核心要求​​

​​(1) 产品分类与参数​​

• ​​气瓶类型​​：
  • ​​A类气瓶​​：公称工作压力≤35MPa（本标准适用）。
  • ​​B类气瓶​​：>35MPa（本标准不适用）。
• ​​关键参数​​：

  项目	数值	允许偏差
  公称水容积（V/L）	≤120	+5%
  	>120~450	+2.5%
  公称外径（Do/mm）	Φ180~Φ660	±1%

• ​​型号标记​​：CHG3-356-120-35S/A（示例：外径356mm、水容积120L、压力35MPa、S型结构）。

​​(2) 设计与材料​​

• ​​结构​​：铝合金内胆（6061）+碳纤维/环氧树脂全缠绕层（见图1）。
• ​​内胆材料​​：
  • 6061铝合金（化学成分符合表2），禁用焊接。
  • 热处理后硬度需达标，逐只检测。
• ​​缠绕层材料​​：
  • ​​碳纤维​​：连续无捻，力学性能需复验。
  • ​​树脂​​：环氧树脂，玻璃化转变温度≥105℃。
  • ​​玻璃纤维​​：仅用于表面保护层或防电偶腐蚀层。
• ​​瓶口螺纹​​：直螺纹，贯穿口部，螺纹切应力安全系数≥4。

​​(3) 性能指标​​

• ​​设计寿命​​：15年或11,000次循环（先到为准）。
• ​​压力要求​​：
  • 水压试验压力≥1.5倍公称工作压力（52.5MPa）。
  • 最小爆破压力≥2.25倍工作压力（78.75MPa）。
  • 纤维应力比≥2.25。
• ​​环境适应性​​：
  • 耐紫外线、酸/碱腐蚀、碎石冲击、车船液体（汽油、液压油等）。
  • 表面保护层需通过环境试验（7.2.11）。

​​3. 试验方法与合格标准​​

​​(1) 内胆试验（7.1）​​

• ​​壁厚/公差​​：超声检测，偏差≤±1%。
• ​​表面质量​​：目视无裂纹、压痕、皱折。
• ​​力学性能​​：
  • ​​拉伸试验​​：抗拉强度≥设计值，断后伸长率≥12%。
  • ​​冷弯/压扁试验​​：无裂纹（表3选弯心直径）。
  • ​​金相试验​​：无过烧组织。
• ​​无损检测​​：缺陷尺寸＜最大允许值（附录A）。

​​(2) 气瓶试验（7.2）​​

• ​​缠绕层性能​​：
  • 层间剪切强度≥13.8MPa（沸水煮24h后）。
  • 拉伸强度≥设计值。
• ​​压力试验​​：
  • ​​水压试验​​：保压30s无泄漏，残余变形率≤5%。
  • ​​气密性试验​​：氮气保压1min无泄漏。
• ​​专项试验​​（型式试验必备）：

  试验项目	条件	合格标准
  ​​火烧试验​​	局部火烧600℃→整体火烧800℃	TPRD及时泄放，无爆破
  ​​极端温度疲劳​​	-40℃/85℃循环各4000次	爆破压力≥1.8倍工作压力
  ​​枪击试验​​	7.62mm穿甲弹（850m/s）射击	无破裂
  ​​跌落试验​​	1.8m高度多角度跌落	11,000次循环无泄漏
  ​​裂纹容限​​	预制裂纹循环11,000次	前3000次无泄漏，全程无破裂
  ​​环境试验​​	5种化学溶液腐蚀+压力循环	爆破压力≥1.8倍工作压力

​​4. 检验规则（第8章）​​

• ​​出厂检验​​：
  • ​​逐只检验​​：壁厚、表面、螺纹、硬度、水压/气密性试验。
  • ​​批量检验​​（每批≤200只）：
    • 抽1只内胆：拉伸、金相、冷弯/压扁。
    • 抽2只气瓶：1只爆破试验、1只常温压力循环（11,000次）。
• ​​型式试验​​：
  • 新设计或重大变更时执行（表7）。
  • 抽30只气瓶，覆盖所有专项试验（火烧、枪击等）。

​​5. 标识与文件（第9-10章）​​

• ​​永久标记​​：
  • 制造单位、许可证号、气瓶编号、工作压力、容积、设计寿命等。
• ​​文件要求​​：
  • ​​产品合格证​​：包含材料、试验压力、容积等23项数据。
  • ​​使用说明书​​：充装规范、维护要求、安装注意事项。
  • ​​批量检验证明书​​：随批提供，用户留存复印件。

​​6. 附录关键内容​​

• ​​附录A​​：内胆最大允许缺陷尺寸确定方法（含裂纹疲劳试验或断裂力学评估）。
• ​​附录B​​：氢气成分限定（如纯度≥99.97%，水≤5μmol/mol，总硫≤0.004μmol/mol）。

​​7. 其他要求​​

• ​​包装运输​​：瓶口密封，防碰撞、划伤缠绕层。
• ​​储存​​：干燥通风，避光避高温，远离酸碱。
• ​​设计变更​​：材料、压力、结构变化时需重新试验（表7）。

​​总结​​：该标准全面规定了船用氢气瓶的设计、材料、制造、试验及认证要求，核心聚焦于​​安全性​​（火烧、爆破等严苛试验）和​​环境适应性​​（腐蚀、冲击）。通过分层检验（出厂/型式试验）确保产品可靠性，适用于船舶氢燃料系统的合规应用。