ISO 19881:2018 ガス状水素—陸上車両の燃料コンテナ | ページ 6

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。

ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

3.1

オートフレッテージ

金属 ライナー(3.14) を有する複合容器の製造に用いられる加圧手順。降伏点を超えて ライナー(3.14) に十分な歪みを与え,永久的な塑性変形を引き起こし, ライナー(3.14) に残留圧縮応力が生じ,繊維に残留圧縮応力が生じる。ゼロ内圧での引張応力

3.2

破裂圧力

破裂試験中に容器内で到達した最高圧力

3.3

複合

フィラメントと樹脂システム

3.4

コンテナカテゴリ

特定の用途を意図したコンテナのユニークなクラス

3.4.1

カテゴリーA

UN GTR No.へのさらなる資格付与の可能性に関係なく、軽負荷および重負荷の陸上車両用途で使用することを意図したコンテナのクラス。水素・燃料電池車は13台

3.4.2

カテゴリーB

UN GTR No. に従ってさらに認定されることを意図した公称使用圧力 70 MPa の タイプ 4 (3.5.4) コンテナのクラス。 13 車両質量4,536kg以下の大型水素・燃料電池車

3.4.3

カテゴリーC

水素駆動の産業用トラックでの使用を意図したコンテナのクラス

3.5 コンテナタイプ

3.5.1

タイプ1

金属製の容器

3.5.2

タイプ2

樹脂含浸連続フィラメント(フープ包装)で補強された金属 ライナー(3.14) を含む容器。

注記3.11 参照。

3.5.3

タイプ 3

樹脂含浸連続フィラメント(完全に包まれた)で強化された金属 ライナー(3.14) を含む容器。

注記3.10 参照。

3.5.4

タイプ 4

非金属 ライナー(3.14) を有する樹脂含浸連続フィラメントを含む容器(すべて複合材)。

注記3.3 参照。

3.6

デザインファミリー

1 つの完全に認定された設計と、表 6 に準拠するその設計のバリエーションで構成されるコンテナのグループ

3.7

破壊されました

コンテナをその目的のために物理的に使用できなくする変更の状態

3.8

ドライ水素

ISO 14687の品質レベルを満たす、または超える水素

3.9

折り畳み

2つの物質の流れが交わり、鋭い視覚的な溝を作り出す場所

3.10

フルラップ

ドームを含む ライナー(3.14) 全体に 複合材料(3.3) を適用して補強する。

3.11

フープ巻き

フィラメントが容器の長手方向軸に平行な方向に大きな応力を伝達しないように、 ライナー(3.14) の円筒部分に実質的に円周パターンで適用された 複合材料(3.3) によって補強される。

3.12

漏れ

欠陥または亀裂による内容物の放出

3.13

リークテストガス

乾燥水素(3.8) ,乾燥ヘリウム又はこれらのガスを検出可能なレベルで含む混合物からなる漏洩検査用ガス。

注記 1: 9.3 の漏れ試験ガスを使用する。

3.14

ライナー

オーバーラップが適用される内側の気密容器またはガス容器

3.15

最大燃圧

複合機

給油中に圧縮システムに加えられる最大圧力

注記 1最大燃料圧力は 公称使用圧力 (3.18) の 125% です。

3.16

最低必要破裂圧力

破裂試験中に満たされ、必要な 応力比 (3.26) を実証するために必要な最小 破裂圧力 (3.2 )

3.17

通常の立方センチメートル

Ncc

273.15 K (0 °C) の温度および 101.325 kPa (1 atm) の絶対圧力で 1 cm 3の体積を占める乾燥気体

3.18

公称使用圧力

15 °C の均一なガス温度および完全なガス含有量での、コンテナ メーカーによって指定されたコンテナ圧力

3.19

恒久的に取り付けられた

コンテナまたは車両のいずれか早い方の寿命の間、特定の車両に固定されたままになることを意図したもの

3.20

浸透

細孔または分子ギャップによる、分子レベルでの大気へのガス状内容物の拡散

3.21 圧力

3.21.1

オートフレッテージ圧力

ライナー(3.14) 又は容器の内面を曲げる目的で容器が受ける圧力。

注記 1:オートフレッテージ作業は製造作業の一部とみなされ、プルーフテストの前に実施されます。

3.21.2

充填圧力

実際の充填時の到達圧力

注記 1:充填圧力は、容器内のガス温度によって異なります。これは、充填パラメータと周囲条件に依存します。最大充填圧力は 公称使用圧力 (3.18) の 125% を超えてはなりません。

3.21.3

静水圧

受け入れ試験中に容器が受ける圧力

注記17.3.5 参照。

3.22

圧力逃がし装置

PRD

指定された性能条件下で作動すると、容器の内容物を排出するために使用される装置

3.23

拒否可能なダメージ

ISO 19078 または CGA C-6.4 に概説され、コンテナ メーカーの推奨事項に一致する損傷

3.24

破裂

内容物の損失をもたらす、コンテナの構造コンポーネントにおける突然の不安定な損傷伝播

3.25

安定した温度

充填によって温度が変化した後の均一なガス温度

3.26

応力比

圧力容器破裂試験で求めた繊維の最小極限強度を 公称使用圧力(3.18) における繊維の応力で割った値。

参考文献

[1]ANSI/AIAA G -095-2004e, 水素および水素システムの安全ガイド
[2]ASME B31.12 -2008, 水素配管およびパイプライン
[3]ASTM E399-09e2, 金属材料の線形弾性平面歪み破壊靭性 K Icの標準試験方法
[4]BSI BS 7910:2005, 金属構造の欠陥の受容性を評価するための方法に関するガイド
[5]ANSI/CSA CHMC 1 -2014, 圧縮水素用途における材料適合性を評価するための試験方法 — 金属
[6]ANSI/CSA HGV 2-2014, 圧縮水素ガス車両燃料容器
[7]IEC 62282-4-101, 道路車両および補助電源装置以外の推進用燃料電池電源システム — 産業用電動フォークリフト用燃料電池電源システム — 安全性
[8]ISO 12108, 金属材料 — 疲労試験 — 疲労亀裂成長法
[9]ISO/TR 13086-1:2011, ガス シリンダー — 複合シリンダーの設計のためのガイダンス — Part 1: 繊維の応力破断および試験圧力に関連する破裂率
[10]ISO 14687 1水素燃料 — 製品仕様
[11]SAE J2578, 一般的な燃料電池車の安全のための推奨プラクティス
[12]SAE J2719, 燃料電池車の水素燃料品質
[13]Sandia N ationalLaboratory 、2008)、 Technical Reference for Hydrogen Compatibility of Materials ( http://public.ca.sandia.gov/matlsTechRef/を参照)
[14]Scheffler G, McClory M, Veenstra M, Kinoshita N et al., "Establishing Localized Fire Test Methods and Progressing Safety Standards for FCVs and Hydrogen Vehicles", SAE Technical Paper 2011-01-0251, 2011 , https://doi.org/10.4271/2011-01-0251
[15]Sloane, C.、「Rational for Performance-based Validation Testing of Compressed Hydrogen Storage」、SAE Int. J.パッセン。車 – Mech. Syst. 2(1):193-205, 2009 年、 https://doi.org/10.4271/2009-01-0012
[16]ROBINSON, EY, 複合圧力容器の長期応力破断サービスの設計予測、航空宇宙レポート No. ATR-92(2743)-1, エアロスペース社、1991 年 12 月 1 日
[17]Adams, P. ほか、「自動車用途向けの許容水素透過率」、成果物 D74 (insHyde) - Corr による最終版。 1, 2009 年 6 月 15 日 HySafe
[18]シエラリサーチレポートNo. SR2004-09-04, 自動車製造業者同盟のために作成、2004 年 9 月。自動車メーカー連合」

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

autofrettage

pressure application procedure, used in manufacturing composite containers with metal liners (3.14) , which strains the liner (3.14) past its yield point sufficiently to cause permanent plastic deformation that results in the liner (3.14) having residual compressive stresses and the fibers having residual tensile stresses at zero internal pressure

3.2

burst pressure

highest pressure reached in a container during a burst test

3.3

composite

filament and resin system

3.4

container category

unique class of containers that are intended for a specific usage

3.4.1

Category A

class of containers that are intended to be used in light duty and heavy duty land vehicle applications, regardless of the potential for further qualification to the UN GTR No. 13 for hydrogen and fuel cell vehicles

3.4.2

Category B

class of Type 4 (3.5.4) containers of 70 MPa nominal working pressure that are intended to be further qualified in accordance with the UN GTR No. 13 for hydrogen and fuel cell vehicles with a gross vehicle mass of 4 536 kg or less

3.4.3

Category C

class of containers that are intended to be used on hydrogen powered industrial trucks

3.5 Container type

3.5.1

Type 1

metal container

3.5.2

Type 2

container which contains a metal liner (3.14) reinforced with a resin impregnated continuous filament (hoop-wrapped)

Note 1 to entry: See 3.11.

3.5.3

Type 3

container which contains a metal liner (3.14) reinforced with a resin impregnated continuous filament (fully-wrapped)

Note 1 to entry: See 3.10.

3.5.4

Type 4

container which contains a resin impregnated continuous filament with a nonmetallic liner (3.14) (all composite)

Note 1 to entry: See 3.3.

3.6

design family

group of containers consisting of one fully qualified design and variations on that design that comply with Table 6

3.7

destroyed

in a state of alteration which makes a container physically unusable for its purpose

3.8

dry hydrogen

hydrogen which meets or exceeds the quality level in ISO 14687

3.9

fold

place where two material flows meet in such a manner as to create a sharp visual groove

3.10

full-wrapped

reinforced by a composite (3.3) material applied over the entire liner (3.14) including the domes

3.11

hoop-wrapped

reinforced by a composite (3.3) material applied in a substantially circumferential pattern over the cylindrical portion of the liner (3.14) so that the filament does not transmit any significant stresses in a direction parallel to the container longitudinal axis

3.12

leakage

release of contents through a defect or crack

3.13

leak test gas

gas for testing leaks that consists of dry hydrogen (3.8) , dry helium or blends that contain these gases at a detectable level

Note 1 to entry: Use leak test gas in 9.3.

3.14

liner

inner gas tight container or gas container to which the overwrap is applied

3.15

maximum fueling pressure

MFP

maximum pressure applied to a compressed system during fueling

Note 1 to entry: The maximum fueling pressure is 125 % of the nominal working pressure (3.18) .

3.16

minimum required burst pressure

minimum burst pressure (3.2) that is to be met during a burst test and which is needed to demonstrate the required stress ratio (3.26)

3.17

normal cubic centimeter

Ncc

dry gas that occupies a volume of 1 cm3 at a temperature of 273,15 K (0 °C) and an absolute pressure of 101,325 kPa (1 atm)

3.18

nominal working pressure

container pressure, as specified by the container manufacturer, at a uniform gas temperature of 15 °C and full gas content

3.19

permanently attached

intended to remain fixed to a particular vehicle for the lifetime of the container or vehicle, whichever comes first

3.20

permeation

diffusion of the gaseous contents to the atmosphere at a molecular level, by means of pores or molecular gaps

3.21 Pressures

3.21.1

autofrettage pressure

pressure to which a container is taken with the intent of yielding the liner (3.14) or inner surface of the container

Note 1 to entry: The autofrettage operation is considered to be part of the manufacturing operation and is conducted prior to proof testing.

3.21.2

fill pressure

pressure attained at the actual time of filling

Note 1 to entry: Fill pressure varies according to the gas temperature in the container, which is dependent on the filling parameters and the ambient conditions. The maximum fill pressure should not exceed 125 % of the nominal working pressure (3.18) .

3.21.3

hydrostatic pressure

pressure to which a container is taken during acceptance testing

Note 1 to entry: See 17.3.5.

3.22

pressure relief device

PRD

device that, when activated under specified performance conditions, is used to vent the container contents

3.23

rejectable damage

damage as outlined in ISO 19078 or CGA C-6.4 and in agreement with the container manufacturer's recommendations

3.24

rupture

sudden and unstable damage propagation in the structural components of the container resulting in loss of contents

3.25

settled temperature

uniform gas temperature after any change in the temperature caused by filling has dissipated

3.26

stress ratio

minimum ultimate strength of the fiber, as determined in pressure container burst tests, divided by the stress in the fiber at the nominal working pressure (3.18)

Bibliography

[1]ANSI/AIAA G-095-2004e, Guide to Safety of Hydrogen and Hydrogen Systems
[2]ASME B31.12-2008, Hydrogen Piping and Pipelines
[3]ASTM E399-09e2, Standard Test Method for Linear-Elastic Plane-Strain Fracture Toughness K Ic of Metallic Materials
[4]BSI BS 7910:2005, Guide on Methods for Assessing the Acceptability of Flaws in Metallic Structures
[5]ANSI/CSA CHMC 1-2014, Test methods for evaluating material compatibility in compressed hydrogen applications — Metals
[6]ANSI/CSA HGV 2-2014, Compressed hydrogen gas vehicle fuel containers
[7]IEC 62282-4-101, Fuel cell power systems for propulsion other than road vehicles and auxiliary power units — Fuel cell power systems for industrial electrically driven forklift trucks — Safety
[8]ISO 12108, Metallic Materials — Fatigue testing — Fatigue crack growth method
[9]ISO/TR 13086-1:2011, Gas cylinders — Guidance for design of composite cylinders — Part 1: Stress rupture of fibres and burst ratios related to test pressure
[10]ISO 14687 1 , Hydrogen fuel — Product specification
[11]SAE J2578, Recommended Practice for General Fuel Cell Vehicle Safety
[12]SAE J2719, Hydrogen Fuel Quality for Fuel Cell Vehicles
[13]Sandia National Laboratory, 2008), Technical Reference for Hydrogen Compatibility of Materials, (see http://public.ca.sandia.gov/matlsTechRef/ )
[14]Scheffler, G., McClory, M., Veenstra, M., Kinoshita, N. et al.,"Establishing Localized Fire Test Methods and Progressing Safety Standards for FCVs and Hydrogen Vehicles," SAE Technical Paper 2011-01-0251, 2011, https://doi.org/10.4271/2011-01-0251
[15]Sloane, C.,"Rationale for Performance-based Validation Testing of Compressed Hydrogen Storage," SAE Int. J. Passeng. Cars – Mech. Syst. 2(1):193-205, 2009, https://doi.org/10.4271/2009-01-0012
[16]ROBINSON, E.Y., Design Prediction for Long-Term Stress Rupture Service of Composite Pressure Vessels, Aerospace Report No. ATR-92(2743)-1, The Aerospace Corporation, 1 December, 1991
[17]Adams, P., et al, “Allowable Hydrogen Permeation Rate For Automotive Applications”, Deliverable D74 (insHyde) — Final with Corr. 1, June 15, 2009, HySafe
[18]Sierra Research Report No. SR2004-09-04, prepared for the Alliance of Automobile Manufacturers, September 2004. “Review of the August 2004 Proposed CARB Regulations to Control Greenhouse Gas Emissions from Motor Vehicles: Cost Effectiveness for the Vehicle Owner or Operator – Appendix C to the Comments of The Alliance of Automobile Manufacturers”