この規格 プレビューページの目次
※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。
国際規格は、ISO/IEC 指令で指定された規則に従って起草されます。 2.
技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に回覧されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。
例外的な状況で、技術委員会が、国際規格として通常公開されているものとは異なる種類のデータ (たとえば、「最新技術」) を収集した場合、参加メンバーの単純多数決により、次のことを決定することができます。テクニカルレポートを発行します。テクニカル レポートは、本質的に完全に有益であり、提供するデータがもはや有効または有用でないと見なされるまで、レビューする必要はありません。
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。
ISO/TR 22694 は、技術委員会 ISO/TC 58, ガス シリンダー、小委員会 SC 4, ガス シリンダーの運用要件によって作成されました。
序章
高圧ガスの輸送に使用されるシームレス スチール シリンダーおよびシームレス アルミニウム合金シリンダーは、ISO 規格および各国当局の要件に基づく安全要件を満たす必要があります。これらの要件には、シリンダーの設計、材料、製造、初期検査とテスト、および定期検査とテストが含まれます。これらの要件の一環として、シリンダーは、寿命の間、定期的に検査およびテストする必要があります。
定期的な検査とテストは、従来、目視検査 (内部および外部) と静水圧テスト (場合によっては、加圧中の体積膨張測定を含む) の組み合わせによって実行されてきました。これらの従来の再テスト方法を使用して、シリンダーは過度の体積膨張、目視検査で検出された過度に大きな表面欠陥、漏れまたは破裂のために不合格になります。シリンダーの不合格の原因となる表面傷の最大許容サイズは、本質的に定性的なものであり、過去のサービス経験から確立されました。シリンダーの性能または機械的特性の定量的評価に基づいた不合格基準はありませんでした。
しかし、最近では、超音波検査を使用してシリンダーを定期的に検査およびテストする方法が開発されています。これらの新しい再試験方法により、シリンダーの壁の厚さとシリンダーに存在する傷のサイズを定量的に測定できます。定期検査に関する ISO 規格および特定の国家当局の要件により、シームレス鋼およびアルミニウム合金シリンダーの再検査に超音波検査方法を使用することが許可されています。これらの超音波検査法により、シリンダー内で検出された傷のサイズを定量的に決定することができます。ただし、超音波探傷法を用いるためには、定期検査・試験時に円柱の合否限界を設定するために、定量的な「許容きずサイズ」を設定する必要があります。
注記主な結論と合否判定基準は、米国運輸省が提供した作動圧力と試験圧力の比率が 3:5 の基準 (DOT 設計のシリンダー) に基づいています。使用圧力と試験圧力の比率が 2:3 である ISO 設計のシリンダーへの適用には、さらに計算が必要です。
1 スコープ
このテクニカル レポートの目的は、シリンダの性能と機械的特性に基づいて、定量的で許容される欠陥サイズを開発し、定期検査および試験時にシリンダの合格/不合格限界を設定するための技術的基礎を確立することです。
2 参考文献
本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。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。
- API RP 579, フィットネス フォー サービスの推奨プラクティス
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語、頭字語、および定義が適用されます。
3.1
許容キズサイズ
シリンダの定期検査及び試験期間中に重大な欠陥サイズに成長しない最大の欠陥。
3.2
バースト
内部圧力によるシリンダーの開口部と傷の実質的な拡大
3.3
ピットのクラスター
小さい、ほぼ円形の、限定された領域に密集している傷
3.4
腐食
シリンダーの内面または外面の肉厚の全体的な損失、または縦または円周の狭い線またはストリップを形成する可能性のある局部的な腐食、またはほとんど線でつながっている孤立したクレーターまたはピット
3.5
割れ目
金属に分割
3.6
重大な欠陥のサイズ
CFS
指定された圧力でシリンダーが破損する原因となる欠陥サイズ
3.7
カット/ガウジ
金属が除去または再配置され、深さがシリンダー壁の厚さの 5% を超える、シリンダーの外側の鋭い印象
3.8
プラスチック崩壊による失敗
シリンダー内の内圧による傷を含むシリンダーの破損。傷が実質的に拡大することなく、傷の下に残っている靱帯の破損による。
3.9
疲労亀裂進展速度
加圧負荷1サイクルあたりの平均きず進展量
3.10
骨折
シリンダーの欠陥の不安定な延長
3.11
破壊靭性
ひび割れの伸展抵抗力の総称
3.12
リーク
欠陥が大幅に拡大することなくシリンダーからガス圧が解放されること。
注記 1:これは、内圧または腐食によって発生する可能性があります。
3.13
局所的な薄い領域
LTA
長さと幅がほぼ等しい、壁の厚さが減少した領域
注記 1: LTA は円形または長方形にすることができます。
3.14
ノッチ
名目上、幅が長さよりはるかに小さい二次元の長くて狭い傷
3.15
定期点検・試験
視覚的および/または超音波検査および/または圧力試験への言及
3.16
残留強度係数
RSF
欠陥のあるシリンダの破壊圧力と欠陥のない同じシリンダの破壊圧力の比
参考文献
| [1] | ISO 6406, ガスボンベ — 継ぎ目のない鋼製ガスボンベ — 定期的な検査とテスト |
| [2] | ISO 7866, ガスボンベ — 詰め替え可能な継ぎ目のないアルミニウム合金ガスボンベ — 設計、製造、および試験 |
| [3] | ISO 9809-1, ガスボンベ — 詰め替え可能な継ぎ目のない鋼製ガスボンベ — 設計、製造および試験 — 1: 引張強度が 1 100 MPa 未満の焼入れ焼戻し鋼シリンダー |
| [4] | ISO 10461, ガスボンベ — 継ぎ目のないアルミニウム合金ガスボンベ — 定期的な検査とテスト |
| [5] | ISO/TR 12391-2, ガスボンベ — 詰め替え可能なシームレス鋼 — 性能試験 — 2: 破壊性能試験 — 単調破裂試験 |
| [6] | 米国連邦規則集、タイトル 49, 輸送、 178, 包装の仕様、サブパート C — シリンダーの仕様、連邦登録局、国立公文書記録管理局、ワシントン DC, 2001 年 |
| [7] | CGA C-1, 圧縮ガスシリンダーの静水圧試験方法、圧縮ガス協会、バージニア州シャンティリー、第 7 版、1996 年 |
| [8] | CGA C-6, 鋼製圧縮ガスシリンダーの目視検査基準、圧縮ガス協会、バージニア州シャンティリー、第 8 版、2001 年 |
| [9] | API RP 579, フィットネス フォー サービスの推奨プラクティス、American Petroleum Institute, ワシントン DC, 初版、2000 年 |
| [10] | BS 7910:1999, 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、BSI, ロンドン、英国 |
| [11] | Dolwing , AR およびTownley , CHA 「構造破壊に対する欠陥の影響: 2 基準アプローチ」、国際圧力容器および配管のジャーナル、第 3 巻、1975 年 |
| [12] | 免除 DOT-E9421 (第 7 版)米国部運輸局、ワシントン D.C.、2000 年 |
| [13] | Smith 、JH, Rana 、MD, Hall 、C.「高圧ガスシリンダーの重大な欠陥サイズを確立するための適合性評価手順の使用」、PVP-Vo 430, Pressure Vessel Design and Analysis 、American Society of Mechanical Engineers, ニューヨーク、ニューヨーク、2001 |
| [14] | Paris, PC, Gomaz, MP, Anderson 、WP「疲労の合理的分析理論」、エンジニアリングのトレンド、Vol. 15, 1961 |
| [15] | CW3 (CRACKWISE 3 ® ) 、ソフトウェア プログラム、TWI Ltd, アビントン、ケンブリッジ、CB1 6AL, イギリス |
| [16] | ISO/TC 58/SC 3/WG 19, 高強度アルミニウムの破壊性能に関する試験方法 |
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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In exceptional circumstances, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for example), it may decide by a simple majority vote of its participating members to publish a Technical Report. A Technical Report is entirely informative in nature and does not have to be reviewed until the data it provides are considered to be no longer valid or useful.
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.
ISO/TR 22694 was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 4, Operational requirements for gas cylinders.
Introduction
Seamless steel cylinders and seamless aluminium-alloy cylinders used to transport high pressure gases are required to meet safety requirements based on ISO standards and the requirements of national authorities. These requirements cover the design, materials, manufacturing, initial inspection and testing, and periodic inspection and testing of the cylinders. As part of these requirements, the cylinders need to be periodically inspected and tested at regular intervals during their lifetime.
Periodic inspection and testing has traditionally been performed by a combination of visual inspection (internal and external) and hydrostatic pressure testing (sometimes including volumetric expansion measurements during pressurization). Using these traditional methods of retesting, the cylinders are rejected due to excessive volumetric expansion, excessively large surface flaws detected by visual examination, leaking or bursting. The maximum allowable size of surface flaws to cause rejection of the cylinders was essentially qualitative and was established from past service experience. None of the rejection criteria were based on quantitative assessment of the cylinder’s performance or mechanical characteristics.
However, recently, methods of periodic inspection and testing the cylinders using ultrasonic inspection have been developed. These new retesting methods permit the quantitative determination of the cylinder wall thickness and the size of the flaws that are present in the cylinders. The ISO standards for periodic inspection and the requirements of certain national authorities permit the use of ultrasonic test methods for retesting seamless steel and aluminium-alloy cylinders. These ultrasonic test methods permit the quantitative determination of the size of any flaws that are detected in the cylinders. However, to use the ultrasonic test methods, it is required that quantitative “allowable flaw sizes” be established to set acceptance/rejection limits for the cylinders at the time of periodic inspection and testing.
NOTE The main conclusions and acceptance/rejection criteria are based on those provided by the United States Department of Transportation (DOT-designed cylinders) that have a working pressure to test-pressure ratio of 3:5. Application to ISO-designed cylinders, which use a working pressure to test-pressure ratio of 2:3, needs a further calculation.
1 Scope
The aim of this Technical Report is to establish a technical basis for developing quantitative, allowable flaw sizes and for setting acceptance/rejection limits for cylinders at the time of periodic inspection and testing based on the performance and mechanical properties of the cylinders.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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.
- API RP 579, Recommended Practice for Fitness-for-Service
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms, acronyms and definitions apply.
3.1
allowable flaw size
largest flaw that will not grow to the critical flaw size during the periodic inspection and testing interval of the cylinder
3.2
burst
opening of the cylinder due to the internal pressure with substantial extension of the flaw
3.3
cluster of pits
small, approximately round, flaws that are close together in a limited area
3.4
corrosion
general loss of wall thickness of either the interior or exterior surface of the cylinder, or localized corrosion which may form a narrow longitudinal or circumferential line or strip, or isolated craters or pits that are almost connected in a line
3.5
crack
split in the metal
3.6
critical flaw size
CFS
flaw size that causes the cylinder to fail at a designated pressure
3.7
cut/gouge
sharp impression on the exterior of the cylinder where metal has been removed or redistributed and whose depth exceeds 5 % of the cylinder wall thickness
3.8
failure by plastic collapse
failure of the cylinder containing a flaw due to internal pressure in the cylinder by failure of the remaining ligament below the flaw without substantial extension of the flaw
3.9
fatigue crack growth rate
average flaw growth amount for each cycle of pressure loading
3.10
fracture
unstable extension of a flaw in the cylinder
3.11
fracture toughness
generic term for measure of resistance to extension of a crack
3.12
leak
release of gas pressure from the cylinder without significant extension of the flaw
Note 1 to entry: This can occur due to internal pressure or due to corrosion.
3.13
local thin area
LTA
area of reduced wall thickness, the length and width of which are approximately equal
Note 1 to entry: LTAs can be circular or rectangular.
3.14
notch
nominally a two-dimensional, long, narrow flaw with the width much smaller than the length
3.15
periodic inspection and testing
reference to a visual and/or ultrasonic examination and/or pressure test
3.16
residual strength factor
RSF
ratio of the failure pressure of a cylinder containing a flaw to the failure pressure of the same cylinder without a flaw
Bibliography
| [1] | ISO 6406, Gas cylinders — Seamless steel gas cylinders — Periodic inspection and testing |
| [2] | ISO 7866, Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design, construction and testing |
| [3] | ISO 9809-1, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing — 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa |
| [4] | ISO 10461, Gas cylinders — Seamless aluminium-alloy gas cylinders — Periodic inspection and testing |
| [5] | ISO/TR 12391-2, Gas cylinders — Refillable seamless steel — Performance tests — 2: Fracture performance tests — Monotonic burst tests |
| [6] | U.S. Code of Federal Regulations, Title 49, Transportation, 178, Specifications for Packaging, Subpart C — Specifications for Cylinders, Office of Federal Register, National Archives and Records Administration, Washington, DC, 2001 |
| [7] | CGA C-1, Methods for Hydrostatic Testing of Compressed Gas Cylinders, Compressed Gas Association, Inc., Chantilly, VA , Seventh edition, 1996 |
| [8] | CGA C-6, Standards for Visual Inspection of Steel Compressed Gas Cylinders, Compressed Gas Association, Inc., Chantilly, VA, Eighth edition, 2001 |
| [9] | API RP 579, Recommended Practice for Fitness-for-Service, American Petroleum Institute, Washington DC, First Edition, 2000 |
| [10] | BS 7910:1999, Guide on methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures, BSI, London, UK |
| [11] | Dolwing, A.R. and Townley, C.H.A. “The Effects of Defects on Structural Failure: A Two-Criteria Approach”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 3, 1975 |
| [12] | Exemption DOT-E9421 (Seventh Revision). U.S. Dept. of Transportation, Washington, DC, 2000 |
| [13] | Smith, J.H., Rana, M.D., Hall, C. “The Use of Fitness-for-Service Assessment Procedures to Establish Critical Flaw Sizes in High Pressure Gas Cylinders”, PVP-Vol. 430, Pressure Vessel Design and Analysis, American Society of Mechanical Engineers, New York, NY, 2001 |
| [14] | Paris, P.C., Gomaz, M.P., Anderson, W.P. “A Rational Analytic Theory of Fatigue”, The Trend in Engineering, Vol. 15, 1961 |
| [15] | CW3 (CRACKWISE 3®), Software programme, TWI Ltd, Abington, Cambridge, CB1 6AL, United Kingdom |
| [16] | ISO/TC 58/SC 3/WG 19, Test methods on fracture performance for high strength aluminium |