《GBT5100-2020钢质焊接气瓶》编制说明

1、GB/T 5100-201×钢质焊接气瓶 （征求意见稿）编制说明起草组2019-121. 工作简况1.1 编写目的及任务来源GB/T 5100-2011钢质焊接气瓶于2011 年 7 月 20 日发布、 2012 年 6 月 1 日正式实施。随着行业的发展，我们认为，现行标准存在以下需要协调解决的问题：1）与 ISO/EN标准相比， GB/T 5100在材料的屈强比、设计应力、壁厚计算公式、开孔补强、爆破试验等方面，差异较大，需要协调。2）近年来我国在焊接气瓶的设计、 制造和应用领域有所发展， 新型结构和形状的气瓶 （长径比 L/D 0.5 的两片式气瓶） 不断涌现， GB/T 51

2、00-2011的技术要求， 已不能适用这类新型气瓶的结构特点。综合国际标准的发展趋势和我国焊接气瓶的技术现状， 全国气瓶标准化技术委员会焊接气瓶分技术委员会建议对 GB/T 5100-2011进行修订，并提交了相应的立项建议书、标准草案，经全体委员投票表决，上报国标委批准，项目计划编号20193153-T-469。1.2 起草人员及起草单位本标准主要起草人：叶勇、黄强华、王竞雄、张保国、魏东奇、马夺、段红瑞、刘长情。本标准起草单位： 宁波美恪乙炔瓶有限公司、 江苏天海特种装备有限公司、 中国特种设备检测研究院、常州蓝翼飞机装备有限公司、北京天海工业有限公司、宜兴北海封头有限公司、临沂永安钢瓶有

3、限公司。1.3 简要工作过程2017 年 4 月，全国气瓶标准化技术委员会焊接气瓶分技术委员会在西宁召开2017 年年会，会议决定对 GB/T 5100-2011钢质焊接气瓶进行修订。会后，分会秘书处组织开展了标准草案的编制协调工作。2017 年 10 月 18 日，分会在国家标准化业务管理平台对标准修订意向发起B 类投票，并获得通过。 2019 年 10 月，国家标准委批准立项。2019 年 11 月，分会组建标准修订工作组，开始“征求意见稿”的编制工作，并于2019年 12 月完成本“征求意见稿”及“编制说明”。2. 国家标准编制依据及标准主要内容说明2.1 国家标准编制依据本标准基于 G

4、B/T 5100-2011钢质焊接气瓶进行修订。本标准修订所依据的ISO/EN标准有：ISO 4706-1:2008, Gas cylinders Refillable welded steel cylindersPart 1: Test pressure 60 barand below；ISO 21172-1:2015, Gas cylindersWelded steel pressure drums up to 3000 litres capacity for the transport of gasesDesign and construction Part 1: Capacities

5、up to 1000 litres。EN 13322-1:2003, Transportable gas cylindersRefillable welded steel gas cylinders Design and construction Part 1: Carbon steel ；EN 14208:2004, Transportable gas cylindersSpecification for welded pressure drums up to 1000 litre capacity for the Transport of gasesDesign and construct

6、ion。2.2 标准主要内容说明本标准的结构及主要技术要求仍沿用GB/T 5100-2011钢质焊接气瓶，以保持其延续性。分析 ISO/EN中有关“材料的屈强比、设计应力、壁厚计算公式、开孔补强、爆破试验”等条款与“ GB/T 5100-2011钢质焊接气瓶”差异，针对近年来“焊接气瓶”行业的法规、标准要求的变化及行业技术的发展，对相应的条款进行修改。本标准的主要修改内容1）扩大了标准的适用范围，增加消防专用焊接气瓶。2）修改了对钢瓶主体材料的要求：a. 化学成分：微量元素含量调整：NbTiVNb+V微量合金元素原标准修订后原标准修订后原标准修订后原标准修订后不大于0.080.050.200.

7、060.200.100.200.12b. 常温 / 低温“冲击吸收能量”要求提高；钢瓶主体名义壁厚 Sn冲击吸收能量 Akv 不小于试样规格试验温度Jmmmm原标准修订后常温15236 105× 10×55- 401418常温2734 1010× 10× 55-402027c 钢瓶主体材料的“屈强比”要求按其Rm 数值分档：原标准0.8钢瓶主体材料屈强比对 Rm 490MPa 者，不大于ReL/Rm修订后0.75；对 Rm 490MPa 者，不大于 0.85。3）修改了设计方法和壁厚设计公式：本标准采用 ISO 4706-1的壁厚计算公式，通过设定“设计

8、应力系数”调节计算偏差。标 准筒体壁厚计算公式式中：S1：计算出的筒体最小壁厚mmDi：气瓶内径S1Ph Di ：焊接接头系数100%X =1.0GB/T 5100-20112ReLPh射线检测的接头局部 X射线检测的接头 =0.91.3无纵焊缝的气瓶 =1.0Ph：耐压试验压力MPaReL：瓶体材料屈服强度的标准值MPa式中：S1：计算出的筒体最小壁厚mmDi：气瓶内径F：设计应力系数水容积 0.5l150l 者 F=0.77GB/T 5100-20*DiF Rel水容积 151l250l 者 F=0.721水容积 251l1000l 者 F=0.68S12F Rel3 ph（修订后） ：焊

9、接接头系数100%X射线检测的接头 =1.0局部 X 射线检测的接头 =0.9无纵焊缝的气瓶 =1.0Ph：耐压试验压力 MPaReL：成品瓶屈服强度的最小值MPaD10FJReH3PhISO 4706-1： 2008a1210FJReHEN 13322 ：2003aD 110FJRe 3Ph210FJReEN 14208： 2004Ph D oISO 21172-1： 2015a1Ph20 f c式中：a ：计算出的筒体最小壁厚mmD：气瓶外径F：设计应力系数水容积 0.5l150l 者 F=0.77水容积 151l250l 者 F=0.72水容积 251l500l 者 F=0.68J：应力

10、削弱系数100%X射线检测的接头J=1.0局部 X 射线检测的接头J=0.9不进行 X 射线检测的接头J=0.7无纵焊缝的气瓶J=1.0Ph：耐压试验压力barReH：成品瓶屈服强度的最小值MPa式中：a ：计算出的筒体最小壁厚mmD：气瓶外径F：设计应力系数F 值取 0.65（ Re / Rg）与 0.77 两者的较小者。J：应力削弱系数J=0.9Ph：耐压试验压力barRe：用于设计计算的屈服强度MPa式中：a 1：计算出的筒体最小壁厚mmDo：筒体最大外直径mmfc：筒体截面最大允许应力MPa（在试验压力下， fc 不得超过 0.77 倍材料的的屈服应力）Ph：耐压试验压力bar4）明确

11、了开孔补强的要求及计算方法。ISO 4706-1未提及开孔补强的相关要求。和对开孔及开孔补强的要求基本一致，如下图所示，黑色部分为需要补强的面积，灰色部分为可以用作补强的面积。上述两项标准对所需补强面积B 和用作补强的元件的最大尺寸P 给出了计算公式：BN SPNte但对用作补强的面积没有给出明确的计算方法。为避免标准执行过程中产生歧义，本标准对可用作补强的面积A 给出了计算公式：AA1A2其中：接管的补强面积A2Ptnetnfr2PtneC fr112封头的补强面积A22 teSctnetn从公式中可以看出， 可用作补强的材料面积只考虑了接管和封头部分的多余金属，对接管与壳体连接的焊缝的补强

12、作用未计入，这既考虑了计算的方便，也给出了一定的安全裕量。5）增加“搭接接头的替代圆形压头弯曲试验”方法。本标准增加了搭接接头的“替代圆形压头弯曲试验”的试验方法，并规定了“加长圆筒的试验模拟件”的要求。6）对 L/D 0.5 的两片式气瓶，在进行爆破试验时，瓶体破裂时的容积变形率要求确定为“不小于 10%”。对“消防专用焊接气瓶”中经常出现的“L/D0.5 的两片式气瓶”，由于其结构的特殊性，对“爆破试验时，瓶体破裂时的容积变形率”指标要求确定为“不小于10%”，且不再区分其主体材料的 Rm 值。3. 采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况本标准非等效采用I

13、SO4706-1:2008气瓶 -可重复充装的钢质焊接气瓶第 1 部分：试验压力 60bar 及以下、 ISO 21172-1：2015气瓶容积不超过 3000L 的气体运输用钢质焊接压力罐设计和制造第 1 部分：容积不超过 1000L。在产品技术要求、壁厚设计计算、开孔补强、制造工艺要求以及检验检测要求等方面，与国际标准保持同等技术水平。该标准的技术水平为 国际一般水平 。4.与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系钢质焊接气瓶是在满足特种设备安全法 、TSG R0006-2016气瓶安全技术监察规程的有关规定基础上起草的。因此该标准与法律、法规是协调一致的。5重大分歧意见的处理经过和依据本次国标的修订无重大分歧意见。6国家标准作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议本标准为推荐性国家标准。7. 知识产权状况声明本标准在征求意见稿起草过程中，要求起草人员、审查人员或参与审查的单位按照GB/T20003.1-2014 标准制定的特殊程序第 1 部分：涉及专利的标准的规定，尽早披露自