Сертификация HPC Research. Что осталось за кадром…
Как сертифицируют баллоны.
Всем знакомы слова — сертификат, испытания, надежность и безопасность, европейское качество… Но что это значит? Задумываемся ли мы?
В этой статье, мы расскажем, что на деле значат слова «европейское» качество" и прохождение технического аудита в немецкой Ассоциации технической инспекции TÜV. Расскажем, почему купив газовый баллон HPC, можно не беспокоиться о его надежности и безопасности.
Сертификация нужна для подтверждения соответствия изделия требованиям стандартов и технических регламентов. Таким образом, успешное прохождение сертификации является подтверждением безопасности баллона. Некоторые продукты подлежат обязательной сертификации, некоторые нет.
Газовый баллон подлежит обязательной сертификации, так как является источником повышенной опасности. Так как же сертифицируют композитные газовые баллоны? Ниже вы найдете описание процесса сертификации и испытаний, которые в него входят. Прежде всего, необходимо понимать, как выбирается стандарт, по которому проводятся испытания и что делает сертификацию обязательной.
Принципы сертификации, технические стандарты и регламенты сильно зависит от рассматриваемого региона. Поскольку мы живём в России, будем рассматривать механизмы сертификации применительно к данному региону.
На сегодняшний день между 48 странами, среди которых и Россия, подписано соглашение о перевозке опасных грузов автомобильным и железнодорожным транспортом (ДОПОГ), которое содержит в себе классификацию и базовые принципы хранения и транспортировки опасных грузов, к которым также относятся сжиженные углеводородные газы (СУГ). Данное соглашение определяет, по каким техническим стандартам должен сертифицироваться баллон для перевозки и хранения СУГ, маркировку такого баллона, а также требования к системе контроля качества предприятия, которое выпускает данные баллоны. Само по себе международное соглашение автоматически не становится обязательным к исполнению в каждой отдельно взятой стране участнике. Поэтому оно дополняются локальным законодательным актом, который и делает его обязательным к исполнению. В России таким законом является Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2011 года № 272.
Что же говорит ДОПОГ о баллонах для СУГ? А говорит оно, что баллоны должны быть сертифицированы по одному из следующих стандартов: EN 14 427, EN 12 245 или ISO 11 119−3
Причем для того, чтобы баллон был действительно международным, то есть допустимым к эксплуатации в любой стране-участнике ДОПОГ, баллон должен быть сертифицирован по стандарту ISO 11 119−3. Пройдя сертификацию по данному стандарту, баллон становится так называемым UN баллоном и получает соответствующее обозначение.
Рассмотрим более подробно стандарт ISO 11 119−3. Он включает в себя требования к характеристикам, документации и маркировке баллона, описание квалификационных и производственных испытаний, которым подвергаются все либо часть серийных баллонов.
Квалификационные испытания.
Опрессовка максимальным рабочим давлением.
Данному испытанию подвергаются 100% баллонов, сошедших с конвейера HPC. Оно необходимо для контроля прочности композитной оболочки изделия. Согласно предписаниям ДОПОГ, в качестве тестового давления выбирается давление, развиваемое чистым пропаном при 70 градусах Цельсия. Таким образом, мы получаем самый тяжёлый вариант эксплуатации, поскольку коммерческий СУГ это смесь пропана и бутана в разной пропорции, при этом пропан имеет минимальную плотность и максимальное давление паров по сравнению с бутаном при одинаковой температуре. Согласно таблицам, представленным в ДОПОГ, доменное давление равно 3 МПа. Информация о тестовом давлении обязательна для маркировки и находится на горловом кольце в виде надписи PH30BAR.
Проверка герметичности баллона.
Данному испытанию так же подвергаются 100% баллонов произведенных на нашем заводе. Цель проста и очевидна — убедиться в герметичности баллона.
Испытание на разрыв.
В процессе данного испытания баллон нагружается давлением до тех пор, пока не произойдет разрушение композитной силовой оболочки или потеря герметичности. Цель испытания — установить коэффициент запаса прочности изделия, а также статистический контроль качества материалов. На практике давление разрушения композитного баллона составляет около 130 атмосфер.
Испытание на циклическую прочность.
Полимерные материалы и определенные типы волокон гораздо больше подвержены циклической усталости, нежели сталь. Поскольку давление в баллоне непрерывно меняется в зависимости от окружающей температуры и степени наполнения баллона, а также сильно возрастает при заправке, необходимо убедится, что усталостное снижение прочности не будет критическим. Стандарты утверждают, что 6000 нагружений внутренним давлением от 3 до 30 атмосфер эквивалентно минимум 20 годам эксплуатации, а 12 000 нагружений — неограниченному сроку эксплуатации. При этом нужно понимать, что стандарт всегда исходит из худшего варианта эксплуатации. Так, например, при использовании баллонов в быту, среднее количество заправок составляет около 5 в год, а в некоторых странах и вообще около 1,5 раз, в то время как при использовании баллона на вилочных погрузчиках, до 3−4 раз в неделю. Тем не менее, наши испытания показали, что остаточная прочность после 100 000 циклов сохраняется на уровне более 100 атмосфер, что говорит об очень большом запасе прочности изделия.
Испытание падением.
В реальной жизни баллон подвергается различным внешним воздействиям, в том числе и падениям. Хотя падение баллона и является экстремальной ситуацией, однако полностью избежать их нельзя, поэтому для получения сертификата соответствия, изделие должно продемонстрировать стойкость к падениям с определенной высоты. В ходе испытаний полные баллоны роняют 10 раз с высоты полутора метров в разных положениях. Дополнительно баллоны роняют по два раза с высоты 3 метра. После этого они подвергаются испытанию на разрыв, при этом остаточное разрывное давление не должно быть меньше 72 атмосфер.
Несмотря на определенную стойкость баллонов к падениям и ударам, пользователи должны максимально оберегать газовые баллоны от механических воздействий, будь то композитные или стальные баллоны. В случае, если серьезного падения избежать не удалось, баллон должен быть осмотрен квалифицированным техником.
Измерение газовой проницаемости стенки баллона.
Полимерные материалы не являются абсолютно не проницаемыми для газов и жидкостей, поэтому данное испытание призвано показать, что потери газа через герметичную оболочку баллона являются незначительными и не приведут к опасной ситуации, даже если баллон долгое время находится в замкнутом пространстве.
Искусственное старение при повышенной температуре и давлении.
Вследствие непрерывной перестройки молекулярной структуры полимеров, в особенности под нагрузкой, композитный материал может изменить геометрию или частично потерять прочность при длительной эксплуатации в экстремальных условиях. Данная группа испытаний призвана показать, что конструкция баллона не подвержена деградации, и он будет оставаться безопасным в течение всего периода эксплуатации. К этим испытаниям относится испытание на ползучесть материала при максимальном давлении и температуре, длительное облучение ультрафиолетом, воздействие соли и оксидов серы.
Испытание на циклическую прочность при повышенной и пониженной температуре.
Данное испытание очень похоже на предыдущий тест, но проводится при экстремальных для баллона температурах (-45, +65). Показывает стойкость баллонов к эксплуатации в различных климатических зонах.
Сопротивление вакууму.
Показывает сопротивляемость баллона вакуумированию. На практике имеет значение только в регионах, где используется чистый бутан, что к России не относится.
Безопасность в огне.
Показывает поведение баллона в огне. Композитный баллон 4 типа с полимерным лайнером в этом смысле является самым безопасным на сегодняшний день, так как полностью исключает взрыв или значительные выбросы пламени. Во время испытания баллон на 100% наполняется СУГ и помещается в огонь.
Безопасность при воздействии высокоскоростных объектов, попросту говоря, прострел из винтовки.
Данное испытание призвано показать способность композитной силовой оболочки сохранять общую целостность при простреле. Во время испытания баллон наполняется газом до 30 атмосфер и простреливается из винтовки, при этом не должно произойти полного разрушения силовой оболочки с образованием осколков.
Производственные испытания.
Необходимы для непрерывного контроля соответствия реальных параметров изделия документации, а также контроля качества используемых материалов и постоянства технологических процессов.
Как видно, часть испытаний действительно важны и показывают стойкость изделия к реальным условиям эксплуатации, а часть являются скорее формальностью в российских условиях. На момент создания данных стандартов было накоплено не так много опыта использования композитных баллонов, тем не менее, последние 20 лет эксплуатации композитных баллонов в различных отраслях показывают среднюю аварийность (на 1000 эксплуатируемых баллонов) даже несколько меньшую, нежели в случае стальных баллонов, что говорит об общей адекватности применяемых стандартов.
В заключении хотим отметить, что другие упомянутые стандарты технически очень похожи на рассмотренные нами. Программы испытаний в них пересекаются на 80−90% и различаются лишь частностями.
Всем знакомы слова — сертификат, испытания, надежность и безопасность, европейское качество… Но что это значит? Задумываемся ли мы?
В этой статье, мы расскажем, что на деле значат слова «европейское» качество" и прохождение технического аудита в немецкой Ассоциации технической инспекции TÜV. Расскажем, почему купив газовый баллон HPC, можно не беспокоиться о его надежности и безопасности.
Сертификация нужна для подтверждения соответствия изделия требованиям стандартов и технических регламентов. Таким образом, успешное прохождение сертификации является подтверждением безопасности баллона. Некоторые продукты подлежат обязательной сертификации, некоторые нет.
Газовый баллон подлежит обязательной сертификации, так как является источником повышенной опасности. Так как же сертифицируют композитные газовые баллоны? Ниже вы найдете описание процесса сертификации и испытаний, которые в него входят. Прежде всего, необходимо понимать, как выбирается стандарт, по которому проводятся испытания и что делает сертификацию обязательной.
Принципы сертификации, технические стандарты и регламенты сильно зависит от рассматриваемого региона. Поскольку мы живём в России, будем рассматривать механизмы сертификации применительно к данному региону.
На сегодняшний день между 48 странами, среди которых и Россия, подписано соглашение о перевозке опасных грузов автомобильным и железнодорожным транспортом (ДОПОГ), которое содержит в себе классификацию и базовые принципы хранения и транспортировки опасных грузов, к которым также относятся сжиженные углеводородные газы (СУГ). Данное соглашение определяет, по каким техническим стандартам должен сертифицироваться баллон для перевозки и хранения СУГ, маркировку такого баллона, а также требования к системе контроля качества предприятия, которое выпускает данные баллоны. Само по себе международное соглашение автоматически не становится обязательным к исполнению в каждой отдельно взятой стране участнике. Поэтому оно дополняются локальным законодательным актом, который и делает его обязательным к исполнению. В России таким законом является Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2011 года № 272.
Что же говорит ДОПОГ о баллонах для СУГ? А говорит оно, что баллоны должны быть сертифицированы по одному из следующих стандартов: EN 14 427, EN 12 245 или ISO 11 119−3
Причем для того, чтобы баллон был действительно международным, то есть допустимым к эксплуатации в любой стране-участнике ДОПОГ, баллон должен быть сертифицирован по стандарту ISO 11 119−3. Пройдя сертификацию по данному стандарту, баллон становится так называемым UN баллоном и получает соответствующее обозначение.
Рассмотрим более подробно стандарт ISO 11 119−3. Он включает в себя требования к характеристикам, документации и маркировке баллона, описание квалификационных и производственных испытаний, которым подвергаются все либо часть серийных баллонов.
Квалификационные испытания.
Опрессовка максимальным рабочим давлением.
Данному испытанию подвергаются 100% баллонов, сошедших с конвейера HPC. Оно необходимо для контроля прочности композитной оболочки изделия. Согласно предписаниям ДОПОГ, в качестве тестового давления выбирается давление, развиваемое чистым пропаном при 70 градусах Цельсия. Таким образом, мы получаем самый тяжёлый вариант эксплуатации, поскольку коммерческий СУГ это смесь пропана и бутана в разной пропорции, при этом пропан имеет минимальную плотность и максимальное давление паров по сравнению с бутаном при одинаковой температуре. Согласно таблицам, представленным в ДОПОГ, доменное давление равно 3 МПа. Информация о тестовом давлении обязательна для маркировки и находится на горловом кольце в виде надписи PH30BAR.
Проверка герметичности баллона.
Данному испытанию так же подвергаются 100% баллонов произведенных на нашем заводе. Цель проста и очевидна — убедиться в герметичности баллона.
Испытание на разрыв.
В процессе данного испытания баллон нагружается давлением до тех пор, пока не произойдет разрушение композитной силовой оболочки или потеря герметичности. Цель испытания — установить коэффициент запаса прочности изделия, а также статистический контроль качества материалов. На практике давление разрушения композитного баллона составляет около 130 атмосфер.
Испытание на циклическую прочность.
Полимерные материалы и определенные типы волокон гораздо больше подвержены циклической усталости, нежели сталь. Поскольку давление в баллоне непрерывно меняется в зависимости от окружающей температуры и степени наполнения баллона, а также сильно возрастает при заправке, необходимо убедится, что усталостное снижение прочности не будет критическим. Стандарты утверждают, что 6000 нагружений внутренним давлением от 3 до 30 атмосфер эквивалентно минимум 20 годам эксплуатации, а 12 000 нагружений — неограниченному сроку эксплуатации. При этом нужно понимать, что стандарт всегда исходит из худшего варианта эксплуатации. Так, например, при использовании баллонов в быту, среднее количество заправок составляет около 5 в год, а в некоторых странах и вообще около 1,5 раз, в то время как при использовании баллона на вилочных погрузчиках, до 3−4 раз в неделю. Тем не менее, наши испытания показали, что остаточная прочность после 100 000 циклов сохраняется на уровне более 100 атмосфер, что говорит об очень большом запасе прочности изделия.
Испытание падением.
В реальной жизни баллон подвергается различным внешним воздействиям, в том числе и падениям. Хотя падение баллона и является экстремальной ситуацией, однако полностью избежать их нельзя, поэтому для получения сертификата соответствия, изделие должно продемонстрировать стойкость к падениям с определенной высоты. В ходе испытаний полные баллоны роняют 10 раз с высоты полутора метров в разных положениях. Дополнительно баллоны роняют по два раза с высоты 3 метра. После этого они подвергаются испытанию на разрыв, при этом остаточное разрывное давление не должно быть меньше 72 атмосфер.
Несмотря на определенную стойкость баллонов к падениям и ударам, пользователи должны максимально оберегать газовые баллоны от механических воздействий, будь то композитные или стальные баллоны. В случае, если серьезного падения избежать не удалось, баллон должен быть осмотрен квалифицированным техником.
Измерение газовой проницаемости стенки баллона.
Полимерные материалы не являются абсолютно не проницаемыми для газов и жидкостей, поэтому данное испытание призвано показать, что потери газа через герметичную оболочку баллона являются незначительными и не приведут к опасной ситуации, даже если баллон долгое время находится в замкнутом пространстве.
Искусственное старение при повышенной температуре и давлении.
Вследствие непрерывной перестройки молекулярной структуры полимеров, в особенности под нагрузкой, композитный материал может изменить геометрию или частично потерять прочность при длительной эксплуатации в экстремальных условиях. Данная группа испытаний призвана показать, что конструкция баллона не подвержена деградации, и он будет оставаться безопасным в течение всего периода эксплуатации. К этим испытаниям относится испытание на ползучесть материала при максимальном давлении и температуре, длительное облучение ультрафиолетом, воздействие соли и оксидов серы.
Испытание на циклическую прочность при повышенной и пониженной температуре.
Данное испытание очень похоже на предыдущий тест, но проводится при экстремальных для баллона температурах (-45, +65). Показывает стойкость баллонов к эксплуатации в различных климатических зонах.
Сопротивление вакууму.
Показывает сопротивляемость баллона вакуумированию. На практике имеет значение только в регионах, где используется чистый бутан, что к России не относится.
Безопасность в огне.
Показывает поведение баллона в огне. Композитный баллон 4 типа с полимерным лайнером в этом смысле является самым безопасным на сегодняшний день, так как полностью исключает взрыв или значительные выбросы пламени. Во время испытания баллон на 100% наполняется СУГ и помещается в огонь.
Безопасность при воздействии высокоскоростных объектов, попросту говоря, прострел из винтовки.
Данное испытание призвано показать способность композитной силовой оболочки сохранять общую целостность при простреле. Во время испытания баллон наполняется газом до 30 атмосфер и простреливается из винтовки, при этом не должно произойти полного разрушения силовой оболочки с образованием осколков.
Производственные испытания.
Необходимы для непрерывного контроля соответствия реальных параметров изделия документации, а также контроля качества используемых материалов и постоянства технологических процессов.
Как видно, часть испытаний действительно важны и показывают стойкость изделия к реальным условиям эксплуатации, а часть являются скорее формальностью в российских условиях. На момент создания данных стандартов было накоплено не так много опыта использования композитных баллонов, тем не менее, последние 20 лет эксплуатации композитных баллонов в различных отраслях показывают среднюю аварийность (на 1000 эксплуатируемых баллонов) даже несколько меньшую, нежели в случае стальных баллонов, что говорит об общей адекватности применяемых стандартов.
В заключении хотим отметить, что другие упомянутые стандарты технически очень похожи на рассмотренные нами. Программы испытаний в них пересекаются на 80−90% и различаются лишь частностями.