GB/T 24159-2009 焊接绝热气瓶

ICS23.020.30

J74OB

中华人民共和国国家标准

GB24159—2009

焊接绝热气瓶

Weldedinsulatedcylinders

自2017年3月23日起，本标准转为推荐性

标准，编号改为GB/T24159-2009。

2009-06-25发布2010-04-01实施

发布

GB24159—2009

目次

前言ni

i范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义、符号1

4型式及基本参数4

5材料5

6设计6

7制造7

8试验方法12

9检验规则14

10标志、包装、运输、存放15

11维修16

附录A（规范性附录）安全泄放量的设计计算17

附录B（资料性附录）供气量测试方法19

附录C（资料性附录）产品合格证20

附录D（资料性附录）批量检验质量证明书22

参考文献24

T

根据中华人民共和国国家标准公告（2017年第7

号）和强制性标准整合精简结论，本标准自2017GB24159—2009

年3月23日起，转为推荐性标准，不再强制执行。

—1—

刖弓

本标准的全部技术内容为强制性。

本标准的范围、材料、设计等规定修改采用了美国运输部DOT4L—1999《焊接绝热气瓶》。

本标准安全附件的泄放量计算参照美国压缩气体协会CGAS-1.K压力泄放装置标准第1部分:

压缩气瓶》的规定。

本标准结合我国国情，吸收采用了GB5100—1994《钢质焊接气瓶》及相关标准的规定。

本标准附录A为规范性附录，附录B、附录C和附录D为资料性附录。

本标准由全国气瓶标准化技术委员会（SAC/TC31）提出并归口„

本标准起草单位：宁波明欣化工机械有限责任公司、四川空分设备（集团）有限责任公司、北京天海

工业有限公司、查特深冷设备（常州）有限公司。

本标准起草人:王竞雄、叶青、裘维平、易希朗、李敬琪、姚欣、徐惠新。

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GB24159—2009

焊接绝热气瓶

1范围

本标准规定了焊接绝热气瓶（以下简称气瓶）的定义、符号、型式、基本参数、材料、设计、制造、试验

方法、检验规则、标志、包装、运输、存放等要求。

本标准适用于在正常环境温度（一40C〜60C）下使用，贮存介质为液氧、液氮、液氮、二氧化碳和

氧化亚氮低温液体，设计温度不低于一196公称容积为10L-450L,工作压力为0.2MPa〜

3.5MPa可重复充装的立式气瓶。

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。

GB150钢制压力容器

GB/T228金属材料室温拉伸试验方法（GB/T22—2002,eqvISO6892；1998）

GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法（GB/T229—2007,ISO148-1：2006,MOD）

GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差（GB/T1804-2000,eqvISO2768-1：

1989)

GB/T2653焊接接头弯曲及压扁试验方法（GB/T2653—2008,ISO5173,2000,IDT）

GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带

GB/T4237不锈钢热轧钢板和钢带

GB7144气瓶颜色标志

GB/T9251气瓶水压试验方法

GB/T12137气瓶气密性试验方法

GB/T13005气瓶术语

GB15384气瓶型号命名方法

GB/T18443.2低温绝热压力容器试验方法真空度测量

GB/T18443.3低温绝热压力容器试验方法漏率测量

GB/T18443.4低温绝热压力容器试验方法漏放气速率测量

GB/T18443.5低温绝热压力容器试验方法静态蒸发率测量

JB4708钢制压力容器焊接工艺评定

JB/T4730.2承压设备无损检测第2部分:射线检测

JB/T4744钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验

JB/T6896空气分离设备表面清洁度

3术语和定义、符号

3.1术语和定义

GB/T13005确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

1

GB24159—2009

3.1.1

批量lot

采用同一设计、同一材料、同一焊接工艺、同一绝热工艺，连续生产的气瓶内胆所限定的数量，称为

内胆批量。

采用同一设计、连续生产的气瓶产品所限定的数量，称为产品批量。

3.1.2

内胆innercontainmentvessel

贮存低温液体，并能承受工作压力的内壳体。

3.1.3

外壳outershell

形成和保护气瓶绝热空间的外壳体。

3.1.4

静态蒸发率staticevaporationrate

气瓶在盛装大于有效容积1/2低温液体吋，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体

质量和容器有效容积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下(20”C,0.1MPa)蒸发率值，单位

为％/d。

3.1.5

净重netweight

气瓶及其不可拆连接件的实际重量(包括阀门、管路系统)。

3.1.6

有效容积effectivevolume

内胆允许的最大盛液容积。

3.1.7

真空夹层漏率vacuuminterspaceleakrate

单位时间内漏入真空夹层的气体量，单位为Pa•mVso

3.1.8

漏放气速率leakandoutgassingrate

气瓶夹层放气速率与漏率之和，单位为Pa-m3/so放气速率为常温状态下在给定时间间隔内，单

位时间气瓶在真空夹层中各种材料解吸的气体量。

3.1.9

工作压力servicepressure

气瓶在正常工作情况下，内胆壳体顶部可能达到的最高压力。

3.1.10

壁应力wallstress

气瓶内胆壁承受的应力。

3.1.11

总的热传递totalthermaltransfer

相对于气瓶单位公称容积及贮存介质与环境温度每单位温差时，在单位时间内从周围大气通过绝

热层、管道、颈管、支撑构件传递到贮存介质的热量，单位为J/(h・C・L)。

3.1.12

总热传导系数totalthermalconductivitycoefficient

周围环境通过绝热层、管道、颈管、支撑构件对贮存介质总的传热系数,单位为kj/(h•m2-C)。

2

GB24159—2009

3.1.13

计算压力calculatingpressure

用于计算气瓶内胆壁厚和校核其壁应力的压力。

3.1.14

外壳材料的有效厚度effectivethickness

有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。

3.2符号

下列符号适用于本标准：

“——封头曲面与样板的间隙

b焊缝对口错边量，mm；

c封头表面凹凸量，mm；

D内胆公称直径，mm；

d弯曲试验的弯轴直径,mm；

Di——内胆封头或筒体的内直径，mm；

D。外壳封头或筒体的外直径，mm；

E对接焊缝棱角高度，mm；

E<,——外壳材料弹性模量，MPa；

e内胆或外壳筒体同一截面最大最小直径差,mm；

H——气瓶的高度,mm；

/——封头内凸面高度

h封头直边高度，mm；

L——外壳两相邻支撑线之间的距离，当筒体部分没有加强圈，则取筒体的总长度加上每个凸形封

头曲面深度的1/3,mm；

I样板长度，mm；

»——弯轴直径与试样厚度的比值；

P——工作压力,MPa；

P,——许用外压力，MPa；

Pc——计算压力，MPa(取工作压力的2倍)；

R——外壳封头的当量半径，mm；对于椭圆封头,J?=K1DO;

S内胆的设计壁厚，mm；

——内胆筒体实测最小壁厚

Se外壳筒体的有效厚度，mm；

Sf外壳封头成型后的最小厚度，mm；

S„内胆名义壁厚,mm；

Sk拉力试样焊缝宽度,mm；

I——温度JC；

U——总热传导系数,kj/(h•n?•C)；

V——内胆公称容积，L；

A断后伸长率，％；

7静态蒸发率，％/d；

o——壁应力，MPa；

Rm——抗拉强度，MPa；

心°.2——规定非比例延伸强度，MPa；

3

GB24159—2009

A/）,封头内高度（耳+/?）公差，mm；

兀内圆周长公差，mm。

4型式及基本参数

4.1型式与产品型号

4.1.2气瓶的产品型号应按GB15384进行命名，表示方法如下：

改型序号，用罗马字母i、u、ni……等表示；

工作压力，MPa；

-内胆公称容积；

-内胆公称直径，mm；

-气瓶型式,立式用L表示；

-气瓶名称，用DP表示；

型号应用示例：DPL45O-175-1.4Do

表示公称容积为175L,工作压力为1.4MPa,内胆公称直径为450mm,第二次改型的立式气瓶。

4.2基本参数

4.2.1气瓶公称容积V和内胆公称直径D按表1的规定。

表1

公称容积V/

10--2525〜5050〜150150〜200200〜450

L

内胆公称直径D/

220--300300〜350350〜400400〜460460〜800

mm

4.2.2工作压力1.0MPa-1.6MPa气瓶的静态蒸发率按表2的规定，其他工作压力的气瓶静态蒸发

率按设计图样规定。

4

GB24159—2009

4.2.3气瓶真空夹层漏率和漏放气速率按表2规定。

表2

公称容积V7

102550100150175200300450

L

静态蒸发率7/

5.454.23.02.2.52.12.01.91.

«%/d)

真空夹层漏率/

€2X107<6X10_x

(Pa・m3/s)

漏放气速率/

<2X10-7<6X10-7

(Pn・m3/s)

注1:公称容积为推荐参考值。

注2：静态蒸发率指液氮的静态蒸发率。

4.2.4气瓶内胆的壁厚计算压力为工作压力的2倍,压力试验压力为工作压力的2倍。

5材料

5.1材料的一般规定

5.1.1气瓶的内胆材料应采用奥氏体型不锈钢，且应符合GB/T3280或GB/T4237等相应材料标准

的规定。若采用国外材料时,应符合国外相应规范和标准的规定，力学性能不得低于国内标准相应材料

的技术指标。

5.1.2焊在内胆上所有的零部件，应采用与内胆材料性质相适应的奥氏体型不锈钢材料，并应符合相

应技术标准的规定。

5.1.3所采用的不锈钢焊接材料焊成的焊缝，其熔敷金属化学成分应与母材相同或相近，且抗拉强度

不得低于母材抗拉强度规定值的下限。

5.1.4材料(包括焊接材料)应具有材料生产单位提供的质量证明书原件。从非材料生产单位获得材

料吋，应同时取得材料质量证明书原件或加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。

5.1.5内胆筒体和封头材料须按炉罐号进行化学成分复验和按批号进行力学性能复验,经复验合格的

材料，应用无氯无硫的记号笔做材料标记。

5.1.6外壳材料应采用奥氏体不锈钢或碳钢。

5.1.7绝热材料及吸附材料应采用阻燃材料。

5.2化学成分

内胆主体材料的化学成分及允许偏差按表3的规定。

表3%

化学成分CMnPSSiNiCr

含量(质量分数)<0.07<2.00<0.035<0.03<1.00&00〜11.017.00〜19.00

允许偏差±0.01±0.04—0.005+0.005i0.05±0.10±0.20

5.3力学性能

内胆主体材料的力学性能按表4规定。

表4

抗拉强度Rm规定非比例延仲强度Rg断后仲长率.4

>520MPa$205MPa>40%

5

GB24159—2009

6设计

6.1一般规定

6.1.1气瓶由内胆、外壳以及夹层中的绝热层和阀门管路系统组成。内胆与外壳之间的连接应能保持

稳固，并能承受移运过程中的惯性载荷。内胆的组成应为三部分，即纵焊缝不得多于一条，环焊缝不得

多于两条。不允许两片式结构。

6.1.2气瓶应采用真空多层绝热方式，并进行传热计算，总的热传递不超过2.09J/(h-°C•L)o

6.2内胆

6.2.1封头设计

气瓶内胆的封头应是无缝的，凹面承受压力，形状为半球形或长短轴比为2:1的标准椭圆形。

6.2.2内胆壁厚

6.2.2.1内胆的设计壁厚计算所依据的内压力为计算压力，即水压试验压力。

6.2.2.2内胆设计壁厚不小于按式(1)计算的结果：

S=TX''0.4PC~ho_[(1)

、＜7—1.3Pc

式中壁应力C取下列各项中的最小值：

a)310MPa；

b)按8.2测定的焊接接头的最小抗拉强度的50%；

c)按&1测定的母材的最小抗拉强度的50%；

d)按测定的母材的屈服强度；

e)带纵缝内胆的壁应力不超过上述数值最低值的85%。

6.2.3内胆开孔

6.2.3.1只准在封头上开孔，开孔应是圆形。开孔直径不得大于内径的1/3且不大于76mm,开孔位

于以封头中心为中心80%封头内直径的范围内。

6.2.3.2内胆上的每一个开孔应焊装管接头，管接头与封头的连接应采用全焊透的焊接形式。

6.3外壳

6.3.1外壳应设置超压泄放装置。外壳筒体和封头壁厚的设计应满足许用外压力不小于0.21MPa

的要求。

6.3.2外壳筒体壁厚按式(2)进行校核：

2.6Eo(Se/D())2-5

P_________________________(2)

'[(L/Do)-0.45(Se/Oo);'5]

6.3.3外壳封头壁厚按式(3)进行校核：

P.0.25E0(Sf//?)2(3)

6.4焊接接头

6.4.1纵、环焊缝应采用全焊透对接型式。

6.4.2纵焊缝不得有永久性垫板。

6.4.3环焊缝允许采用永久性垫板或缩口结构。

6.4.4连接到内胆封头或筒体上的所有附件,应采用熔化焊的方法，对于受压元件的焊接接头应保证

全焊透。

6.4.5钎焊和螺纹连接仅允许用于与内胆不直接相连的接头。

6.5附件

6.5.1安全附件

6.5.1.1气瓶内胆应设置安全阀、爆破片、压力表等安全附件，且其应与内胆直接连通。

6

GB24159—2009

6.5.1.2所选用的安全附件应满足相关标准的规定，并通过相关型式试验,保证产品的安全性。

6.5.1.3安全阀、爆破片排放能力应满足安全泄放量的要求。安全泄放量的计算见附录A。安全阀的

开启压力不大于工作压力的1.2倍，爆破片的爆破压力不大于工作压力的2倍。

6.5.1.4压力表应采用禁油压力表，其量程为工作压力的（1.5~3）倍，精度不低于2.5级。

6.5.1.5气瓶应装备满足低温液体充装、输出、排放等操作要求的阀门和液位计，阀门、液位计部件所

用的密封件应与所盛装的介质相容。

6.5