气瓶水压试验合格标准实验研究详细版

文件编号：GD/FS-6164

（安全管理范本系列）

气瓶水压试验合格标准实

验研究详细版

In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities.

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气瓶水压试验合格标准实验研究详

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【摘要】水压试验是气瓶检验的主要项目，将容积残余变形率超过10%作为气瓶报废的标准沿用至今。笔者通过实验，分析了气瓶水压试验现行评定标准存在的问题，并对采用容积弹性变形作为评定指标进行了探讨，以期为制订更合理的水压试验标准提供有益的启示。

【关键词】水压试验合格标准容积残余变形率容积弹性变形

1 引言

气瓶水压试验是气瓶检验的必检项目，也是公认的全面检验气瓶综合性能较理想的方法。水压试验的合格评定标准，我国规定为容积残余变形率(（容积残余变形与容积全变形的比率）不大于10%。此规定虽有某些理论依据，在国内外也有较长时间的实践经验，但并是很科学的。试验证明，容积残余变形率并不能准确地反映瓶壁应力水平；同时，将容积残余变形率不大于10%规定为合格标准，并非一个十分严密的数据。实际上，容积残余变形常常受到测量误差的影响，特别是采用内侧法试验装置时。对此，有关专家进行过论证，提出了一些建议和设想。笔者在实验基础上，对无缝高压气瓶水压试验合格标准存在的问题进行了分析和探讨。

2 现行水压试验合格评定标准存在的问题

2.1 水压试验合格标准的确定依据

以容积残余变形率作为气瓶水压试验评定指标，是因其与瓶壁应力、应变之间存在着一定的关系。高压气瓶可看作一端为平底封头、一端为半球形封头的薄壁圆筒形容器；筒体部分在试验压力作用下，壳壁处于两向应力状态，即轴向应力(z、周向应力(t；其轴向、周向弹性变形分别为(z、(t，周向残余变形为('

t(一般情况无轴向的残余变形)；半球封头的周向弹性变形(₀。

设气瓶的半径为R，简体部分长度为L。在试验

压力下,气瓶的容积弹性变形(VE为：

(VE=(VE筒体＋(VE封头=(R²（1＋(t）²·L （1+(x）＋×(R³（1＋(₀）3－(R²L－×(R³简化,略去(的高次项得：

(VE=(R²L(2(t＋(z）＋2(R³(₀

当气瓶的长度大于半径的10倍，即L(10R时，半球封头的弹性变形2(R³(₀相对于筒体部分的变形来说很小，可忽略不计。因此，气瓶的弹性变形为：(VE=(R²L（2(t＋(z）

气瓶在试验压力下产生的容积残余变形为：

(VP=(R²(1＋('

t2－(R²L

简化，略去(t的高次项后得：

(VP=2(R²L( '

t

气瓶的容积全变形包括容积弹性变形和容积残余变形的部分，即容积全变形(V为：

(V= (VE＋(VP=(R²L(2(x＋(x＋2( '

t)

因此，容积残余变形率为：

(==

对于薄壁容器：

(t=－(=(1－1/2(),

(z=(z/E－((t/E=(t(1/2－()/E

式中，(为泊松比。将(=0.3代入，得((sub)z(/sub)=0.235((sub)t(/sub),所以

(=2((sup)'(/sup)(sub)t(/sub)/2.235((sub)t(/sub)+ 2((sup)'(/sup)(sub)t(/sub)

若容积残余变形率(((10%，则([2]

((0.124(t

若制造气瓶的低合金钢的弹性极限为

(e=500Mpa,弹性模量为E=2.1×105Mpa ,则

(t=(e/E=500/2.1×10的5次方(原多次方位置应该标在右上位置，但word格式不支持)=2.38×0.001

('

=0.124×2.38×0.001 4 结束语

水压试验是气瓶定期检验的主要项目，而试验合格评定标准更是其中的关键。我国在投无缝气约500万只，按每三年检验一次计算，每年需要进行定期检

验的在用气瓶约（160～170）万只，任何漏判或错判都将造成严重后果，所以，选用一个比较合理的评定指标是非常必要的。目前采用的水压试验合格标准有其不十分科学和合理的地方，笔者建议用弹性变形量作为水压试验的合格评定指标。但这必须有建立在大量试验基础上的科学依据及经过实际工作的检验，才能对此评定方法的可靠性和可行性作出结论。由于笔者在这方面所做的试验还不多，许多定量的分析尚待大量的实验研究。希望本文对气瓶检验水平的提高有所助益。

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