ICS23.020.30 J74 中华人民共和国国家标准 GB/T26466—2011 固 定式高压储氢用钢带错绕式容器 Stationaryflatsteelribbonwoundvesselsforstorageofhighpressurehydrogen 2011-05-12发布 2011-12-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。 本标准起草单位:浙江大学化工机械研究所、巨化集团公司工程有限公司、中国电子工程设计院、北 京飞驰绿能电源技术有限公司。 本标准主要起草人:郑津洋、魏春华、徐平、叶晓茹、陈霖新、张立芳、刘建虎、刘贤信、朱国辉。 ⅠGB/T26466—2011 引 言 钢带错绕式压力容器是我国首创的一种压力容器结构形式。自1964年研制成功以来,我国已制造 钢带错绕式氨合成塔、甲醇合成塔、氨冷凝器、铜液吸收塔、水压机蓄能器、高压气体储罐等7000多台。 经过40多年的理论分析、试验研究和工程应用,我国已系统地建立了钢带错绕式压力容器的优化设计 理论,积累了丰富的设计、制造、使用经验。 1980年我国颁布了JB1149—80《扁平钢带压力容器技术条件》。1996年和1997年该型容器分别 列入美国机械工程师学会锅炉压力容器规范案例2229和2269,即Case2229DesignofLayeredVessels UsingFlatRibbonWoundCylindricalShells,SectionⅧ,Division1和Case2269DesignofLayered VesselsUsingFlatRibbonWoundCylindricalShells,SectionⅧ,Division2,可用于制造设计压力在 70MPa以内、直径为250mm~3000mm、设计温度不超过427℃的压力容器。 本标准是在总结钢带错绕式压力容器产品(特别是固定式高压储氢用钢带错绕式容器)设计、制造、 使用经验的基础上,结合国内外的最新研究成果制定的。 ⅡGB/T26466—2011 固定式高压储氢用钢带错绕式容器 1 范围 本标准规定了固定式高压储氢用钢带错绕式容器的设计、制造、检验和验收要求。 本标准适用于同时满足以下条件的固定式高压储氢用钢带错绕式容器: a) 设计压力大于或等于10MPa且小于100MPa; b) 设计温度大于或等于-40℃且小于或等于80℃; c) 内直径大于或等于300mm且小于或等于1500mm,设计压力(MPa)与内直径(mm)的乘积 不大于75000。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T228—2002 金属材料 室温拉伸试验方法 GB/T229—2007 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法 GB713—2008 锅炉和压力容器用钢板 GB3531—2008 低温压力容器用低合金钢钢板 GB6653—2008 焊接气瓶用钢板和钢带 JB4708—2000 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T4711—2003 压力容器涂敷与运输包装 JB4726—2000 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 JB4727—2000 低温压力容器用低合金钢锻件 JB4728—2000 压力容器用不锈钢锻件 JB/T4730.2—2005 承压设备无损检测 第2部分:射线检测 JB/T4730.3—2005 承压设备无损检测 第3部分:超声检测 JB/T4730.5—2005 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测 JB4732—1995 钢制压力容器—分析设计标准(2005年确认版) JB4733—1996 压力容器用爆炸不锈钢复合钢板 3 定义、符号 3.1 定义 3.1.1 固定式高压储氢用钢带错绕式容器 stationaryflatsteelribbonwoundvesselsforstorageofhigh pressurehydrogen 在较薄的内筒外面倾角错绕多层扁平钢带(层数为偶数),钢带与筒体环向成一定倾角,相邻层钢带 绕向相反,且仅将每层钢带两端与半球形封头和加强箍相焊接所构成的高压储氢容器(型式见图1、 图2,容器对外接口型式根据工艺要求确定)。 1GB/T26466—2011 图1 固定式高压储氢用钢带错绕式容器结构简图 图2 容器端部局部示意图 3.1.2 绕带筒体 flatsteelribbonwoundcylindricalshell 由内筒和错绕钢带层组成的筒体。 3.1.3 轴向爆破压力 axialburstingpressure 按容器轴向极限承载能力确定的爆破压力。 3.1.4 环向爆破压力 hoopburstingpressure 按容器环向极限承载能力确定的爆破压力。 3.2 符号 下列符号适用于本标准: B———钢带宽度,mm; Di———容器内直径,mm; Dk———第k层钢带平均直径,mm; Do———容器外直径,mm; Eic———内筒材料在设计疲劳曲线中规定的弹性模量,MPa; 2GB/T26466—2011 Ein———内筒材料常温弹性模量,MPa; Em———材料常温弹性模量,MPa; Ewc———钢带材料在设计疲劳曲线中规定的弹性模量,MPa; Ewn———钢带材料常温弹性模量,MPa; em———竣工液压试验压力下,绕带筒体周长平均伸长量,mm; eth———竣工液压试验压力下,与绕带筒体尺寸相同的单层圆筒周向伸长量,mm; f———疲劳强度减弱系数,f=1.25; H———内筒筒体长度,mm; j———壁厚比,容器内筒名义厚度与绕带筒体名义厚度之比; K———绕层外半径与容器内半径之比,K=Ro/Ri; K1———内筒径比,K1=Rj/Ri; K2———钢带层径比,K2=Ro/Rj; m———钢带层数; mk———第k层钢带根数; N———预计循环次数; p———设计压力,MPa; pz b———绕带筒体的轴向爆破压力,MPa; pθ b———绕带筒体的环向爆破压力,MPa; pz s———绕带筒体的轴向全屈服压力,MPa; pθ s———绕带筒体的环向全屈服压力,MPa; pT———容器液压试验压力,MPa; pTi———内筒液压试验压力,MPa; Rg———加强箍外半径,mm; Rho———半球形封头圆柱部分半径,mm; Ri———内筒内半径,mm; Rj———内筒外半径,mm; Ro———绕层外半径,mm; ReLi———内筒材料标准常温屈服强度,MPa; ReLh———半球形封头材料标准常温屈服强度,MPa; ReLw———钢带材料标准常温屈服强度,MPa; Rmi———内筒材料标准常温抗拉强度下限值,MPa; Rmh———半球形封头材料标准常温抗拉强度下限值,MPa; Rmw———钢带材料标准常温抗拉强度下限值,MPa; Rα———考虑倾角错绕削弱的绕层修正外半径,Rα=Rj+(Ro-Rj)(cos2α+0.3sin2α),mm; Salt———内筒交变应力强度幅,MPa; Sd alt———钢带交变应力强度幅,MPa; Salt′———考虑弹性模量修正后的内筒交变应力强度幅,MPa; Sd alt′———考虑弹性模量修正后的钢带交变应力强度幅,MPa; Sm———绕带筒体材料常温设计应力强度,Sm=jSmi+1-( )jySmw,MPa; Smi———内筒材料常温设计应力强度,MPa; Smh———半球形封头材料常温设计应力强度,MPa; Smw———钢带材料常温设计应力强度,MPa; 3GB/T26466—2011 Siα———根据预计循环次数和内筒材料运用设计疲劳曲线所得的许用交变应力强度幅,MPa; Swα———根据预计循环次数和钢带材料运用设计疲劳曲线所得的许用交变应力强度幅,MPa; Szr———内筒轴向、径向主应力差的波动范围,MPa; Sθr———内筒环向、径向主应力差的波动范围,MPa; y———钢带倾角错绕引起的环向削弱系数,一般取y=0.9; α———钢带相对于容器环向的平均倾角,α=15°~30°; αk———第k层钢带的倾角; δ———绕带筒体计算厚度,mm; δh———半球形封头名义厚度,mm; δi———内筒名义厚度,mm; δk———第k层钢带的带间间隙,mm; δn———绕带筒体名义厚度,mm; δr———钢带厚度,mm; δw———钢带层名义厚度,mm; λk———第k层钢带的导程,mm; σir———内筒径向应力,MPa; σiz———内筒轴向应力,MPa; σiθ———内筒环向应力,MPa; σTi———竣工液压试验压力下内筒应力,MPa; σTw———竣工液压试验压力下最外层钢带应力,MPa; σw———最外层钢带应力,MPa; Δp———内压波动范围,MPa。 4 总则 本标准规定范围内的固定式高压储氢用钢带错绕式容器的设计、制造、检验与验收除应符合本标准 规定外,还应符合JB4732中的有关规定,并遵守国家颁布的有关压力容器的法律、法规和标准。 5 材料 5.1 用于内筒、封头的钢板,其标准常温抗拉强度下限值应不大于540MPa。 5.2 不锈钢复合钢板应符合以下规定: a) 复材为0Cr18Ni9、00Cr19Ni10或00Cr17Ni14Mo