ISO/TR 13086-5:2022 ガスボンベ—複合ボンベの設計に関する情報— Part 5: 複合ボンベの衝撃試験 | ページ 2

※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。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)

このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)

このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。

規格の自発的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html .

この文書は、技術委員会 ISO/TC 58, ガスシリンダー、小委員会 SC 3, シリンダー設計によって作成されました。

ISO/TR 13086 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトにあります。

序章

このドキュメントでは、衝撃試験の実施方法、特定の方法で実施される理由、およびさまざまな側面の関連性 (例: シリンダーの落下、空気中の飛行要素、方向、サイズ、形状、重量、衝撃速度など) について考察します。 .; シリンダーは安全に「失敗」するか、関連する圧力波で破片に吹き飛ばされますか?)

関連するすべての機器の定義とシリンダーとの相互作用は評価が難しいため、このドキュメントではシリンダーのみを扱います。設計者は、バルブ、圧力解放装置、およびその他の取り付けられたコンポーネントを評価するために、落下を含むいくつかのシステム レベルの衝撃試験を実施できます。

一般的な使用のためのシリンダー/チューブ (梱包および使用中の保護に関連する要件がない) と、フレームに永久的に取り付けられたシリンダー/チューブ (負荷と保護にいくつかの違いがあります) との間には違いがあることが認識されています。アセンブリの衝撃試験は、単一の自立型シリンダー/チューブの試験とは異なる場合があります。

この文書は、可搬型ボンベ、車両用燃料容器、およびフレームに恒久的に取り付けられたボンベを対象としています。これは、すべてのサイズのシリンダー、およびカーボン、アラミド、グラスファイバーの強化材に適用されます。

小型シリンダーの落下試験は、一部の規制、コード、および規格で要件となっています。自動車用シリンダーの連続生産では、生産中および車両に搭載されるまでシリンダーを保護するための適切なリターナブル梱包材/方法を使用できます。ただし、シリンダーの落下は衝撃に対する一般的な耐性を示し、安全性を向上させます。

背景の理解に加えて、テストを実施するためのいくつかの標準的なアプローチの概要が提供されます。

1 スコープ

このドキュメントは、衝撃試験に関連する複合シリンダーの設計に関する情報と、衝撃を伴うサービス経験を提供します。

  • シリンダーの取り扱い中または作業中に発生する可能性のあるイベントに起因する可能性のある低エネルギー影響。
  • 輸送中の事故、または速度のある大きな物体による衝突に起因する可能性のある高エネルギーの影響。
  • シリンダーが落下または転倒した場合の取り扱いに起因する可能性のある落下衝撃。他の
  • 銃撃などの小さな物体による高エネルギーの衝撃から生じる可能性のある高速の衝撃であり、シリンダーまたはチューブの非飛散性を示します。

必要に応じて、テスト要件に関連する現場経験が提供されます。

特に明記しない限り、「シリンダー」という用語は、シリンダーとチューブの両方を指します。

2 参考文献

以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、テキスト内で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

3 用語と定義

このドキュメントの目的のために、ISO 10286 に記載されている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。

参考文献

[1]ISO 11119-1, ガスボンベ — 再充填可能な複合ガスボンベおよびチューブの設計、製造および試験 — 1: 最大 450 l のフープ巻き繊維強化複合ガス シリンダーとチューブ
[2]ISO 11119-2, ガスボンベ — 再充填可能な複合ガスボンベおよびチューブの設計、製造および試験 — 2: 最大 450 リットルの繊維強化複合材ガスボンベとチューブを完全に包み、負荷分散金属ライナーを使用
[3]ISO 11119-3, ガスボンベ — 再充填可能な複合ガスボンベおよびチューブの設計、製造および試験 — 3: 非負荷分散金属または非金属ライナー付き、またはライナーなしの最大 450 リットルの完全にラップされた繊維強化複合ガスボンベおよびチューブ
[4]ISO 11439, ガスシリンダー — 自動車の燃料としての天然ガスの車載貯蔵用の高圧シリンダー
[5]ISO 11515, ガスボンベ - 450 l ~ 3,000 l の水容量の詰め替え可能な複合強化チューブ - 設計、製造、および試験
[6]ISO 11623, ガスボンベ - 複合構造 - 定期検査および試験
[7]ISO/TS 17519, ガスボンベ — 輸送用の再充填可能な恒久的に取り付けられた複合チューブ
[8]ISO/TS 19016, ガスボンベ — 複合構造のボンベおよびチューブ — 定期検査および試験のためのモーダルアコースティックエミッション (MAE) 試験
[9]ISO 19078, ガスボンベ — ボンベの取り付けの検査、および自動車用燃料としての天然ガスの車載貯蔵用の高圧ボンベの再認定
[10]ISO 19881, ガス状水素 — 陸上車両用燃料容器
[11]ISO 23802-5ガスボンベ — フレームに恒久的に取り付けられた複合チューブ — 定期的な検査とテスト
[12]ISO 23876, ガスボンベ - 複合構造のボンベおよびチューブ - 定期検査および試験のための音響放射検査 (AT)
[13]マキンソン ジョン、ニューハウス ノーマン L.、「繊維強化複合材料圧力容器の欠陥試験」、ジャーナル オブ プレッシャー ベッセル テクノロジー、Vol. 2014 年 5 月 4 日、ニューヨーク州ニューヨーク。
[14]Brode Harold L.、TNT の球状電荷からの爆風波の計算、Rand Corp. RM-1965, 1957年。
[15]Brode Harold L.、球状電荷からの爆風、流体の物理学、2, 217-229, 1959 年 3 月。
[16]Cain Maurice R.、「圧力容器破裂試験研究」、45SPW-TR-96-01, 1996 年 11 月。
[17]Awerbach J.、Leone FAJr, Ozevin D.、Tan TM, 「実物大の複合胴体構造における損傷モードを特定するためのアコースティック エミッションの適用性について」。ジャーナル オブ コンプ マテリアルズ、2015 50, (4)、447-46
[18]Sause M.、「繊維強化複合材における音響放射源識別のための信号機能の使用について」。アコースティック エミッション テストに関する第 33 回ヨーロッパ会議、サンリス、フランス、2018 年。
[19]DigitalWave Corporation 、「民間自給式呼吸装置 (SCBA) DOT-CFFC シリンダーの寿命延長のためのモーダル アコースティック エミッション (MAE) の使用」、最終報告書 – 契約DTPH56-13 -P-000029, 2014 年 6 月 20 日。
[20]Burks Brian, タイプ 3 およびタイプ 4 圧縮天然ガス (CNG) タンクの寿命 (EOL) 特性評価、2017 年 8 月 20 日、コロラド州ゴールデンの国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) 向けに準備。
[21]ノニ F ら。 HyPactor - 機械的衝撃に対する COPV 耐性、燃料電池および水素共同事業 2014-2017, 2017 年 6 月 19 日。

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3, Cylinder design.

A list of all parts in the ISO/TR 13086 series can be found on the ISO website.

Introduction

This document considers how impact testing is carried out, why it is done in particular ways and the relevance of various aspects (e.g. a cylinder drop, a flying element through the air, from what direction, size, shape, weight, impact velocity, etc.; does the cylinder “fail” safe or blow into fragments with associated pressure wave?).

This document only addresses cylinders, as a definition of all the associated equipment and its interaction with the cylinders is difficult to assess. The designer can conduct some system level impact tests, including drop, to assess valves, pressure release devices and other attached components.

It is recognized that there are differences between cylinders/tubes that are for general use (without any requirements related to packaging and protection in service) and cylinders/tubes permanently mounted in frames (which offer some differences in loading and protection). Impact testing of an assembly can be different from testing a single, freestanding cylinder/tube.

This document addresses transportable cylinders, vehicle fuel containers and cylinders permanently mounted in frames. It applies to all sizes of cylinders, and to carbon, aramid and glass fibre reinforcements.

Drop testing of smaller cylinders is a requirement in some regulations, codes and standards. For serial production of automotive cylinders, an adequate returnable packing material/method to protect the cylinder during production and until mounted in the vehicle can be used. However, the drop of a cylinder demonstrates a general resistance to impact, which improves safety.

In addition to providing an understanding of the background, an overview is provided of some standard approaches to conducting tests.

1 Scope

This document provides information for the design of composite cylinders related to impact testing and service experience with impact, including:

  • low energy impact, which can result from events that can occur during handling or working around cylinders;
  • high energy impact, which can result from accidents during transportation, or impact by large objects with velocity;
  • drop impact, which can result from handling, where cylinders are dropped or tipped over; and
  • high velocity impact, which can result from high energy impact by a small object, such as gunfire, and demonstrates non-shatterability of the cylinder or tube.

Where appropriate, field experience relevant to testing requirements is provided.

NOTE Unless otherwise stated, the word “cylinder” refers to both cylinders and tubes.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 10286, Gas cylinders — Vocabulary

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10286 apply.

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

Bibliography

[1]ISO 11119-1, Gas cylinders — Design, construction and testing of refillable composite gas cylinders and tubes — 1: Hoop wrapped fibre reinforced composite gas cylinders and tubes up to 450 l
[2]ISO 11119-2, Gas cylinders — Design, construction and testing of refillable composite gas cylinders and tubes — 2: Fully wrapped fibre reinforced composite gas cylinders and tubes up to 450 l with load-sharing metal liners
[3]ISO 11119-3, Gas cylinders — Design, construction and testing of refillable composite gas cylinders and tubes — 3: Fully wrapped fibre reinforced composite gas cylinders and tubes up to 450 l with non-load-sharing metallic or non-metallic liners or without liners
[4]ISO 11439, Gas cylinders — High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles
[5]ISO 11515, Gas cylinders – Refillable composite reinforced tubes of water capacity between 450 l and 3 000 l – Design, construction and testing
[6]ISO 11623, Gas cylinders – Composite construction – Periodic inspection and testing
[7]ISO/TS 17519, Gas cylinders — Refillable permanently mounted composite tubes for transportation
[8]ISO/TS 19016, Gas cylinders — Cylinders and tubes of composite construction — Modal acoustic emission (MAE) testing for periodic inspection and testing
[9]ISO 19078, Gas cylinders — Inspection of the cylinder installation, and requalification of high pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles
[10]ISO 19881, Gaseous hydrogen — Land vehicle fuel containers
[11]ISO 23802 5 , Gas cylinders — Composite tubes permanently mounted in a frame — Periodic inspection and testing
[12]ISO 23876, Gas cylinders – Cylinders and tubes of composite construction – Acoustic emission examination (AT) for periodic inspection and testing
[13]Makinson John, Newhouse Norman L., “Flaw Testing of Fiber Reinforced Composite Pressure Vessels”, Journal of Pressure Vessel Technology, Vol. 136, No. 4, May 2014, New York, NY.
[14]Brode Harold L., Calculation of the Blast Wave from a Spherical Charge of TNT, Rand Corp. RM-1965, 1957.
[15]Brode Harold L., Blast Wave from a Spherical Charge, Physics of Fluids, 2, 217-229 March 1959;
[16]Cain Maurice R., “Pressure Vessel Burst Test Study”, 45SPW-TR-96-01, November 1996.
[17]Awerbach J., Leone F.A.Jr, Ozevin D., Tan T.M., “On the applicability of acoustic emission to identify modes of damage in full-scale composite fuselage structures.” Journal of Comp Materials, 2015 50(4), 447-469.
[18]Sause M., “On use of signal features for acoustic emission source identification in fibre-reinforced composites.” 33rd European Conference on Acoustic Emission Testing, Senlis, France, 2018.
[19]Digital Wave Corporation, “Use of Modal Acoustic Emission (MAE) for life extension of civilian self-contained breathing apparatus (SCBA) DOT-CFFC cylinders”, Final Report – Contract DTPH56-13-P-000029, 20 Jun 2014.
[20]Burks Brian, End of Life (EOL) Characterization of Type 3 and Type 4 Compressed Natural Gas (CNG) Tanks, August 20, 2017, prepared for National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO.
[21]Nony F. et al. HyPactor – COPV resistance to mechanical impact, Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking 2014-2017, June 19, 2017. www.hypactor.eu/fileadmin/user/pdf/HyPactor_WS_ISO_webinar_binder2.pdf