МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION. METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

ISO 11114-1—

2017

БАЛЛОНЫ ГАЗОВЫЕ

Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, с содержимым газом

Часть 1

Металлические материалы

(ISO 11114-1:2012, IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2018

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью «КВТ» (ООО «КВТ») и Некоммерческим партнерством «Национальная ассоциация водородной энергетики» (НП «НАВЭ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 5

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 029 «Водородные технологии»

3    ПРИНЯТ Евразийским советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 августа 2017 г. № 102-П )

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны поМК(ИСО 3166)004—97 Код страны поМК(ИСО 3166)004—97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Армения AM Минэкономики Республики Армения Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Госстандарт Узбекистан UZ Уэстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 ноября 2018 г. № 933-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 11114-1-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2019 г.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 11114-1:2012 «Баллоны газовые. Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, с содержимым газом. Часть 1. Металлические материалы» («Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 1: Metallic materials», IDT).

Международный стандарт ISO 11114-1 был разработан Техническим комитетом CEN/TC 23 «Баллоны газовые переносные» Европейского комитета по стандартизации (CEN) совместно с Техническим комитетом ISO/TC 58 «Газовые баллоны», в соответствии с Соглашением о техническом сотрудничестве между ISO и CEN (Венское соглашение).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Таблица 1 — Coauecrимееть гаюа и материалов

N» мом*ргаза («мер СО») HJJMHH* «os«>na Кпсмсма 1*ра»г*с«стм»и освмктмюсти Мат* риал Ьалосн Клапаи (кортус и апемекхты) А N А N 5 (UN 1741) ТРИХЛОРЦД БОРА BO, Гидролизуется в КЛОРИД еадореда при контакте С вЛв'ОИ Во влая-ид условия» см специфический рис* совместимости хлорида водорода т е сильмуо коррозию большинства материалов и рис* водородного Охрупчивания Смеси сухого rasa с содержанием данного газа не выше 0.1 % можно заправлять в баллоны из АА NS QTS SS Г* АА CS SS N1 АА В в (UN 1008) ТРИФТОМД БСРА ef. Гидролизуется во фтористый водород при «оитагтв с влагой Во влажных условиях см специфически* ряс» совместимости фтористого водорода те сильнуо коррозию большинства материалов и риск водородного охрутжчиввмяя Смеси с содержанием ВТ} нике 0,14 можно заправлять в баллоны из АА NS QTS SS г* АА CS SS N1 АА В 7 (UN 1974) БРОМХЛСРДИ- ФТОРМЕТАМ CBrClf, (R12B1) Реакция с любыми обычными материалами а сухи* условида отсутствует, а при наличии воды может возникать коррозия NS QTS АА SS В CS SS АА в (UN 1009) БРОМТРИФТОР- METAM CBif, (R13B1) Реакция с любыми обычными материалами а сухих условиях отсутствует. а при наличии веды может возникать коррозия NS QTS АА SS В CS SS АА 9 (UN 2419) БРОМТРИФТОР- ЭТИЛЕН сутствует, а при наличии воды может возникать коррозия NS QTS АА SS В CS SS АА 10 (UN 1010) 1.Э8УТАЯИЕН H,C снсн CHj Реакция с левыми обычными материалами отсутствует Воздействие примесей во влажны» условиях см 52 3 NS QTS АА SS В CS SS АА

ГОСТ ISO 11114-1-2017

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost ru)

© ISO, 2012 — Все права сохраняются © Стандартинформ, оформление. 2018

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Термины и определения..............................................................2

4    Материалы.........................................................................2

4.1    Общие положения................................................................2

4.2    Материалы, применяемые для изготовления баллонов.................................2

4.3    Материалы, применяемые для изготовления клапанов..................................3

5    Критерии совместимости..............................................................3

5.1    Общие положения................................................................3

5.2    Коррозия........................................................................3

5.3    Водородное охрупчивание.........................................................4

5.4    Образование опасных веществ.....................................................4

5.5    Бурные реакции (воспламенение)...................................................4

5.6    Коррозионное растрескивание под напряжением......................................4

6    Совместимость материалов...........................................................5

6.1    Таблица совместимости для однородных газов .......................................5

6.2    Совместимость газовых смесей.....................................................5

6.3    Использование таблицы 1 .........................................................5

Приложение А (справочное) Код совместимости газов/материалов NQSAB .....................30

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

межгосударственным стандартам.........................................41

Библиография.......................................................................42

Введение

Международная организация по стандартизации (ISO) представляет собой всемирную федерацию. состоящую из национальных органов по стандартизации (комитеты — члены ISO). Работа по разработке международных стандартов обычно ведется техническими комитетами ISO. Каждый комитет-член. заинтересованный в теме, для решения которой образован данный технический комитет, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные организации, правительственные и неправительственные, совместно с ISO, также принимают участие в работе. ISO тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.

Международные стандарты разрабатываются в соответствии с правилами, приведенными в Директивах ISO/IEC Directives. Часть 2.

Главной задачей технических комитетов является подготовка Международных стандартов. Проект Международного стандарта, принятый техническими комитетами, передается комитетам-членам на голосование. Для публикации Международного стандарта требуется его одобрение, по крайней мере. 75% комитетов-членов, принимающих участие в голосовании.

Следует обратить внимание на тот факт, что отдельные элементы данного документа могут являться объектами патентного права. ISO не несет ответственность за идентификацию любых или всех подобных патентных прав.

Стандарт ISO 11114-1 был разработан техническим комитетом CEN/TC 23 «Баллоны газовые переносные» Европейского комитета по стандартизации (CEN) совместно с Техническим комитетом ISO/TC 58. «Газовые баллоны», в соответствии с Соглашением о техническом сотрудничестве между ISO и CEN (Венское соглашение).

Второе издание отменяет и заменяет первое издание (ISO 11114-1:1997). которое было технически пересмотрено. Главные изменения при пересмотре данной части ISO 11114:

-    термин «не рекомендованный» заменен на «неприемлемый»,

-    в текст внесены уточнения и пояснения,

-    были внесены требования для смесей газов.

Стандарт ISO 11114 состоит из следующих частей, объединенных общим заголовком «Баллоны газовые. Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, с содержимым газом»:

-    Часть 1. Металлические материалы

-    Часть 2. Неметаллические материалы

-    Часть 3. Испытания неметаллических материалов на самовозгорание в атмосфере кислорода

-    Часть 4. Методы испытания для выбора металлических материалов, устойчивых к водородному охрупчиванию.

Промышленные, медицинские и специальные газы (например, газы высокой чистоты, поверочные газы) могут транспортироваться и храниться в газовых баллонах. Обязательным требованием к материалам. из которых изготавливаются такие баллоны и клапаны, является совместимость с содержимым газом.

Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны, с содержимым газом определялась многие годы по практическому использованию и на основании опыта. Существующие государственные и международные нормативы и стандарты не охватывают данную область полностью.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

БАЛЛОНЫ ГАЗОВЫЕ

Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, с содержимым газом

Часть 1

Металлические материалы

Gas cylinders Compatibility of cylinder and vah/e materials with gas contents Part 1 Metallic matenals

Дата введения — 2019—03—01

1    Область применения

В настоящем стандарте приводятся требования к выбору безопасного сочетания материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, и газов, содержащихся в баллонах. Данные по совместимости приводятся для однородных газов и газовых смесей. Рассматриваются бесшовные металлические, сварные металлические и композитные газовые баллоны, используемые для хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов.

Примечание — Термин «баллон» также распространяется на переносные контейнеры высокого давления, включая трубы и баки высокого давления

Такие аспекты, как качество заполняемого газа, не рассматриваются.

2    Нормативные ссылки

Приведенные ниже нормативные документы являются обязательными для применения настоящего документа. Для датированных ссылок используется только то издание, которое указано в ссылке. Для недатированных ссылок используется последнее издание документа (включая изменения и поправки).

ISO 9809-1, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing — Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa (Баллоны газовые. Бесшовные стальные газовые баллоны многоразового использования Проектирование, конструирование и испытание. Часть 1. Закаленные и отпущенные стальные баллоны с пределом прочности при растяжении менее 1100 МПа)

IS010156. Gases and gas mixtures — Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection of cylinder valve outlets (Газы и газовые смеси. Определение потенциальной способности к возгоранию и окислению для выбора выпускных отверстий клапана баллона)

ISO 10297, Transportable gas cylinders — Cylinder valves — Specification and type testing (Баллоны газовые переносные. Клапаны баплонов. Технические требования и типовые испытания)

ISO 11114-2, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 2: Non-metallic materials (Баллоны газовые. Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, с содержимым газом. Часть 2. Неметалпические материалы)

Издание официальное

ISO 11114-3, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 3: Autogenous ignition test for non-metallic materials in oxygen atmosphere (Баллоны газовые. Совместимость материалов, из которых изготовлены баллоны и клапаны, с содержимым газом. Часть 3. Испытания неметаллических материалов на самовозгорание в атмосфере кислорода)

ISO 11120. Gas cylinders — Reliable seamless steel tubes for compressed gas transport of water capacity between 1501 and 30001 — Design, construction and testing (Баллоны газовые. Бесшовные стальные трубы вместимостью от 150 л до 3000 л воды для транспортировки газа, пригодные для повторного использования. Расчет, конструкция и испытания)

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применяются следующие термины и определения:

3.1    компетентное лицо (competent person): Лицо, обладающее необходимыми техническими знаниями. опытом и полномочиями для оценки и утверждения материалов для использования в среде газов и определения любых необходимых специальных условий применения газовых баллонов.

3.2    приемлемый (acceptable. А): Сочетание материалов и газов, безопасное в нормальных условиях применения при условии, что приняты во внимания любые указанные риски несовместимости.

Примечание — Низкие уровни примесей могут влиять на приемлемость некоторых однородных газов или газовых смесей

3.3    неприемлемый (not acceptable. N): Сочетание материалов и газов, небезопасное при нормальных условиях применения.

Примечание — Для газовых смесей могут применяться дополнительные условия в соответствии с 6.2 и таблицей 1.

3.4    сухой (dry): Состояние, при котором в баллоне отсутствует избыточная вода при любых условиях эксплуатации, включая самое высокое ожидаемое рабочее давление и самую низкую ожидаемую рабочую температуру.

Примечание — Для предотвращения конденсации избыточной воды максимальная влажность не должна превышать 5 ppm по объему для сжатых газов при давлении, например. 20 МПа (200 бар) и температуре - 20 °С Для других показателей температуры и давления максимальная влажность, позволяющая избежать конденсации воды, будет соответствующей.

3.5    влажный (wet): Состояние, при котором условия, указанные в л. 3 4 (сухой), не соблюдаются.

3.6    газовая смесь (gas mixture): Сочетание различных однородных газов, смешанных в определенных пропорциях.

3.7    однородный газ (single gas): Газ. не содержащий других добавленных газов.

4    Материалы

4.1    Общие положения

Совместимость материалов, используемых для изготовления газовых баллонов и клапанов, указана в настоящем стандарте.

Возможно использование других материалов, совместимость которых не указана, если все аспекты совместимости были рассмотрены и утверждены компетентным лицом.

4.2    Материалы, применяемые для изготовления баллонов

Для изготовления баллонов наиболее широко применяются марганцево-углеродистая сталь, хромомолибденовая сталь, хромомолибденовая никелированная сталь, нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы в соответствии со следующими международными стандартами:

-    алюминий — ISO 7866 и ISO 11118:

-    сталь — ISO 4706. ISO 9328-5, ISO 9809-1, ISO 9809-2, ISO 9809-3, ISO 9809-4, ISO 11118 и ISO 11120;

-    алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь — ISO 6361-2 и ISO 15510.

4.3 Материалы, применяемые для изготовления клапанов

4.3.1    Общие положения

Для изготовления корпусов клапанов и внутренних деталей, контактирующих с газом, наиболее широко применяются латунь и другие аналогичные сплавы на основе меди, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, никель и никелевые сплавы, Си-Ве (2 %) и алюминиевые сплавы.

4.3.2    Особые аспекты

4.3.2.1    В особых случаях для неокисляющих газов возможно использование несовместимых материалов с использованием соответствующих покрытий или защиты. Такое использование возможно, только если все аспекты совместимости были рассмотрены и утверждены компетентным лицом для всего срока службы клапана.

4.3.2.2    Для окисляющих газов, указанных в ISO 10156, необходимо соблюдать особые меры предосторожности в соответствии с ISO 11114-3 (в котором описывается процедура испытаний, а не меры предосторожности). В данном случае, несовместимые материалы неприемлемы (см. 3.3) для использования в клапанах, даже если они имеют покрытие или защиту.

4.3.2.3    Для клапанов баллонов необходимо рассматривать совместимость во влажных условиях из-за высокого риска загрязнения атмосферной влагой или загрязняющими веществами в атмосфере.

Примечание — В настоящем стандарте для нержавеющих сталей приведены обозначения, соответствующие их общепринятым идентификационным номерам по AISI (Американского института железа и стали), например 304 Для справки ниже даны эквивалентные классы по стандарту EN 10088-1:

304	1.4301
304L	1.4306 и 1.4307
316	1.4401
316L	1.4404

5 Критерии совместимости

5.1    Общие положения

На совместимость газа и материала, из которого изготовлен баллон или клапан, влияют химические реакции и физические факторы, которые можно разделить на пять категорий:

-    коррозия;

-    коррозионное растрескивание под напряжением;

-    водородное охрупчивание;

-    образование опасных веществ в результате химических реакций;

-    бурные реакции, например, воспламенение.

Неметаллические элементы (уплотнитель клапана, сальниковое уплотнение, уплотнительное кольцо и т. д.) должны соответствовать ISO 11114-2. Уплотнительные или смазочные материалы (если используются) на штоке клапана должны быть совместимы с содержимым газом.

Примечание —В приложении А для справки даны коды совместимости газов/материалов NQSAB

5.2    Коррозия

Присутствие газа может вызвать следующие механизмы коррозии, указанные в 5.2.1—5.2.3.

5.2.1    Коррозия в сухих условиях

Данная коррозия вызвана химическим воздействием сухого газа на материал, из которого изготовлен баллон. Это ведет к уменьшению толщины стенки баллона. Данный вид коррозии встречается редко, так как скорость протекания сухой коррозии при температуре окружающего воздуха очень низкая.

5.2.2    Коррозия во влажных условиях

Данный тип коррозии является самым распространенным и возникает в газовых баллонах из-за наличия избыточной воды или водных растворов. Однако в случае некоторых гигроскопических газов (например, HCI. С1₂) коррозия возникает, даже если влажность ниже величины насыщения. Таким образом. некоторые сочетания газов и материалов не рекомендуются, даже если они инертны в теоретических сухих условиях. По этой причине очень важно не допускать попадания воды в газовые баллоны.

Самые распространенные источники причин попадания воды:

a)    при запопнении или при открытом вентиле, попадание воздуха.

b)    неудовлетворительная просушка после гидравлических испытаний,

c)    при заполнении.

В некоторых случаях крайне сложно полностью исключить попадание воды, особенно в случае использования гигроскопического газа (например, HCI, Су. В случае, если поставщик, заполняющий баллон, не может гарантировать закачку сухого газа в баллон, необходимо использовать баллон из материала. совместимого с влажным газом, даже если сухой газ не коррозионный.

Существует несколько типов «влажной коррозии» в сплавах:

а)    общая коррозия, вызывающая уменьшение толщины стенок, например, кислотными газами (С0₂. S0₂) или окисляющими газами (0₂. С1₂);

б)    местная коррозия, например, точечная коррозия или межкристаллитная коррозия.

Кроме того, некоторые газы, в том числе инертные, при гидролизе могут вырабатывать коррози-онно активные вещества.

5.2.3    Коррозия, вызванная примесями

Газы, которые сами по себе являются инертными (некоррозионными), могут вызывать коррозию из-за присутствия примесей. Загрязнение газов может происходить во время заправки вследствие недостаточной очистки исходного газа.

Основными примесями являются:

a)    атмосферный воздух, в котором могут находиться вредные примеси и влага (см. 5.2.2) или кислород (например, в жидком аммиаке);

b)    агрессивные вещества в некоторых газах, такие как H₂S в природном газе;

c)    следы агрессивных веществ (кислоты, ртути, т. д ), применявшиеся в процессе производства некоторых газов.

Если невозможно исключить наличие данных примесей и если соответствующая скорость коррозии неприемлема для предполагаемого применения, необходимо использовать материалы, совместимые с примесями.

5.3    Водородное охрупчивание

Охрупчивание, вызываемое водородом, может происходить при температуре окружающего воздуха в случае некоторых газов в условиях эксплуатации, при которых материал баллона или клапана находится под нагрузкой.

Данный тип растрескивания под напряжением, в определенных условиях может вызывать образование трещин на газовых баллонах и/или элементах клапанов. 8 которых содержится водород или смеси водорода с другими газами.

5.4    Образование опасных веществ

В некоторых случаях реакция газа с металлическим материалом может вызвать образование опасных веществ. Примером может служить возможная реакция С₂Н₂ с медными сплавами, содержащими более 65% меди, или СН₃С1 в баллонах из алюминиевых сплавов.

5.5    Бурные реакции (воспламенение)

В целом, бурные реакции между газом и металлическим материалом при температуре окружающего воздуха встречаются редко, так как для запуска таких реакций требуется высокая энергия активации. В случае, когда используется сочетание неметаллических и металлических материалов, например, для клапанов, реакции этого типа могут происходить с некоторыми газами (например, 0₂, С1₂).

5.6    Коррозионное растрескивание под напряжением

Коррозионное растрескивание под напряжением может происходить во многих металлических материалах, подверженных одновременно напряжению, влажности и загрязняющему веществу. Коррозионное растрескивание под напряжением, в определенных условиях, может вызвать образование трещин на газовом баллоне или клапане и/или его элементах (например, аммиак при контакте с клапанами из медных сплавов или смеси монооксида и диоксида углерода в стальных баллонах).

6 Совместимость материалов

6.1    Таблица совместимости для однородных газов

Перед выбором любого сочетания газов для баллона и клапана необходимо провести тщательное исследование всех ключевых характеристик совместимости, указанных в таблице 1. Необходимо обратить особое внимание на любые ограничения, применяемые к приемлемым материалам.

Примечание — Газы в таблице в большинстве случаев перечислены в алфавитном порядке в соответствии с названием на английском языке

6.2    Совместимость газовых смесей

Любые газовые смеси, содержащие однородные газы, совместимые с данным материалом, считаются совместимыми с этим материалом.

Для газовых смесей, содержащих газы, вызывающие охрупчивание (см. 5.3 и таблицу А.3, группы 2 и 11), риск водородного охрупчивания существует, только если парциальное давление газа выше 5 МПа (50 бар) и имеется высокий уровень напряжения материала баллона. В некоторых международных стандартах, например, в ISO 11114-4. приводятся методы испытаний для выбора сортов сталей с максимальным ППР (пределом прочности на разрыв) выше 950 МПа.

Примечание —В газовой смеси парциальное давление сернистого водорода и метантиола должно быть 0,25 МПа (2.5 бар) при максимальном ППР в 950 МПа

Для несовместимости некоторых галоидированных газов с алюминиевыми сплавами, максимальное допустимое содержание указано в таблице 1. Уровень влажности может влиять на приемлемость таких смесей.

6.3    Использование таблицы 1

6.3.1    Условные обозначения и числа

В таблице 1 жирный шрифт обозначает, что материал обычно используется при нормальных условиях эксплуатации:

А = приемлемый (см. 3.2);

N = неприемлемый (см. 3.3).

Если для газа (или жидкости) не приведен номер ООН (UN), газ не имеет официального номера ООН, но может перевозиться с использованием универсального номера без дополнительных уточнений или БДУ (NOS).

Пример — Сжатый газ, легковоспламеняющийся, БДУ (NOS), UN 1954.

6.3.2    Аббревиатуры материалов

CS — Углеродистые стали, используемые для производства корпусов клапанов NS — Углеродистые стали, подвергнутые термической обработке путем нормализации, используемые для изготовления бесшовных и сварных баллонов

QTS — Легированные закаленные и отпущенные стали, используемые для изготовления стальных бесшовных баллонов

SS — Аустенитные нержавеющие стали, используемые для изготовления бесшовных и сварных баллонов и некоторых корпусов и элементов клапанов

АА — Алюминиевые сплавы, указанные в ISO 7866. используемые для изготовления бесшовных баллонов. Для изготовления алюминиевых корпусов клапанов могут также использоваться сплавы, не указанные в ISO 7866

В — Латунь и другие сплавы на основе меди, используемые для изготовления клапанов баллонов Ni — Никелевые сплавы, используемые для изготовления баллонов, клапанов и элементов клапанов

Си — Медь

ASB — Алюминиево-кремнистая бронза