Část II
Bezešvé láhve na plyny z nelegovaného hliníku a hliníkových slitin, vyráběné z jednoho kusu, schopné opakovaného plnění a přepravy, o objemu od 0,5 litru do 150 litrů včetně, určené k plnění zkapalněnými nebo rozpuštěnými plyny
1. DEFINICE POJMŮ POUŽITÝCH V TÉTO ČÁSTI PŘÍLOHY A JEJICH SYMBOLY
1.1 Mez kluzu
Pro účely tohoto nařízení se při výpočtu částí namáhaných přetlakem tohoto druhu lahví použijí tyto hodnoty meze kluzu:
- v případě hliníkových slitin smluvní mez kluzu při 0,2 %, Rp 0,2, tj. hodnota napětí, při kterém trvalá deformace dosáhne 0,2 % měřené délky zkušební tyče,
- v případě nelegovaného hliníku v nevytvrzeném stavu smluvní mez kluzu při 1 %.
1.2 Pro účely této části přílohy se “přetlakem při roztržení“ rozumí přetlak při dosažení plastické nestability, tj. nejvyšší přetlak dosažený při tlakové zkoušce na roztržení.
1.3 Symboly použité v této Směrnici mají tento význam:
Ph = zkušební přetlak při hydraulické zkoušce v bar;
Pr = přetlak při roztržení lahve změřený při zkoušce na roztržení v bar;
Prt = výpočtový nejnižší teoretický přetlak při roztržení v bar;
Re = nejmenší hodnota meze kluzu zaručená výrobcem lahví v N/mm2;
Rm = nejmenší hodnota pevnosti v tahu zaručená výrobcem lahví v N/mm2;
a = výpočtová nejmenší tloušťka stěny válcové části lahve v mm;
D = jmenovitý vnější průměr lahve v mm;
Rmt = skutečná pevnost v tahu v N/mm2;
d = průměr trnu pro zkoušku ohybem v mm.
2. TECHNICKÉ POŽADAVKY
2.1 POUŽITÉ MATERIÁLY, TEPELNÉ A MECHANICKÉ ZPRACOVÁNÍ
2.1.1 Hliníková slitina či nelegovaný hliník jsou definovány způsobem své výroby, svým jmenovitým chemickým složením, tepelným zpracováním lahve, odolností lahve proti korozi a svými mechanickými vlastnostmi. Výrobce poskytne odpovídající informace podle níže uvedených požadavků. Jakákoli změna v těchto informacích bude považována za změnu v typu materiálu pro účely ES schválení typu.
2.1.2 Pro výrobu lahví jsou povoleny tyto materiály:
(a) všechny druhy nelegovaného hliníku obsahující minimálně 99,5 % hliníku,
(b) slitiny hliníku chemického složení podle tabulky 1, které byly podrobeny tepelnému a mechanickému zpracování podle tabulky 2;
TABULKA 1
| Chemické složení v % | |||||||||||
| Cu | Mg | Si | Fe | Mn | Zn | Cr | Ti+Zr | Ti | ostatní celkem | Al | |
| Slitina B min. max. | - 0,10 | 4,0 5,1 | - 0,5 | - 0,5 | 0,5 1,0 | - 0,2 | - 0,25 | - 0,20 | - 0,10 | - 0,15 | zbytek |
| Slitina C min. max. | - 0,10 | 0,6 1,2 | 0,7 1,3 | - 0,5 | 0,4 1,0 | - 0,2 | - 0,25 | - - | - 0,10 | - 0,15 | zbytek |
TABULKA 2
| Tepelné a mechanické zpracování | |
| Slitina B | V pořadí: 1. Zpracování polotovaru k potlačení koroze: – doba výdrže určená výrobcem, – teplota mezi 210 a 260 °C, 2. Protlačování se stupněm přetvoření za studena nejvýše 30 %. 3. Tváření horní zaoblené části: teplota kovu nesmí být na konci operace nižší než 300 °C. |
| Slitina C | 1. Homogenizace před kalením: – doba výdrže určená výrobcem, – teplota v žádném případě nesmí být nižší než 525 °C nebo vyšší než 550 °C. 2. Kalení 3. Umělé stárnutí: – doba výdrže určená výrobcem, – teplota mezi 140 a 190 °C. |
(c) všechny ostatní hliníkové slitiny mohou být použity pro výrobu lahví, pokud předem vyhoví při zkoušce korozní odolnosti v souladu s požadavky příslušných technických norem
2.1.3 Výrobce lahví opatřuje, předkládá a uschovává doklady o rozboru taveb materiálu použitého pro výrobu lahví.
2.3 VÝPOČET ČÁSTÍ NAMÁHANÝCH PŘETLAKEM
2.3.1 Tloušťka stěny válcové části lahve nesmí být menší než tloušťka vypočítaná dle vzorce:
kde R je nižší hodnota z těchto dvou hodnot:
- Re
- 0,85 x Rm.
2.3.2 Nejmenší tloušťka stěny nesmí být v žádném případě menší než + 1,5 mm.
2.3.3 Tloušťka stěny a tvar dna a horní zaoblené části lahve musí být takové, aby byly splněny požadavky zkoušek podle bodů 3.2 (zkouška na roztržení) a 3.3 (cyklická únavová zkouška).
2.3.4 Aby se dosáhlo vyhovujícího rozdělení napětí, musí se tloušťka stěny lahve v oblasti přechodu mezi válcovou částí a dnem zvětšovat postupně, pokud je tloušťka dna větší než tloušťka stěny válcové části.
2.1.4 Musí být umožněno provádět nezávislé chemické rozbory. Tyto rozbory se musí provádět na zkušebních vzorcích odebraných buď z polotovaru dodaného výrobci lahví nebo ze zhotovených lahví. Pokud je rozhodnuto odebrat zkušební vzorek z lahve, je přípustné jej odebrat z jedné z lahví, které byly již předtím vybrány pro mechanické zkoušky podle bodu 3.1 nebo pro tlakovou zkoušku na roztržení podle bodu 3.2.
2.1.5 Tepelné a mechanické zpracování slitin podle bodu 2.1.2 písm. (b) a (c)
2.1.5.1 Poslední operací při výrobě lahví, mimo obrábění na čisto, je umělé stárnutí.
2.1.5.1.1 Výrobce uvede parametry konečného zpracování, které provádí, tj.:
— jmenovité teploty homogenizace a umělého stárnutí,
— jmenovité doby skutečné výdrže na teplotách homogenizace a umělého stárnutí.
Při tepelném zpracování je výrobce povinen dodržovat uvedené parametry v těchto mezích:
– teplotu homogenizace s přesností ± 5 °C,
– teplotu umělého stárnutí s přesností ± 5 °C,
– dobu skutečné výdrže s přesností ± 10 %.
2.1.5.1.2 U homogenizace a umělého stárnutí však výrobce může uvést rozmezí teplot s rozdílem mezi krajními hodnotami nepřevyšujícím 20 °C. Pro každou z těchto krajních hodnot uvede rovněž jmenovitou dobu skutečné výdrže.
Pro každou mezilehlou teplotu se jmenovitá doba skutečné výdrže určí v případě homogenizace lineární interpolací doby výdrže a v případě umělého stárnutí lineární interpolací logaritmu doby výdrže.
Výrobce provádí tepelné zpracování při teplotě v rozmezí uvedeném pro dobu skutečné výdrže, která se nesmí lišit od jmenovité doby výdrže vypočtené výše uvedeným způsobem o více než 10 %.
2.1.5.1.3 V dokumentaci předkládané notifikované osobě při posuzování shody výrobce předloží doklady o konečném tepelném zpracování, které provedl.
2.1.5.1.4 Kromě konečného tepelného zpracování výrobce uvede také všechna tepelná zpracování provedená při teplotě vyšší než 200 °C.
2.1.5.2 Výroba lahve nezahrnuje kalení a umělé stárnutí.
2.1.5.2.1 Výrobce uvede parametry posledního tepelného zpracování, které provedl za teploty vyšší než 200 °C, přičemž v případě potřeby musí brát v úvahu rozdíly mezi různými částmi lahve.
Rovněž všechny operace tváření (například protlačování, tažení nebo tváření horní zaoblené části), při nichž teplota kovu nepřesahuje 200 °C a které nejsou následovány tepelným zpracováním při teplotě vyšší než zmíněná hodnota, jakož i polohu části tvářeného tělesa lahve, která byla podrobena největšímu tváření za studena, a příslušný stupeň přetvoření za studena.
Pro účely tohoto ustanovení se “stupněm přetvoření za studena“ rozumí poměr, kde „S“ je počáteční průřez a „s“ je konečný průřez.
Výrobce musí dodržet uvedené parametry tepelného zpracování a tváření v těchto mezích:
- dobu tepelného zpracování s přesností ± 10 % a teplotu s přesností ± 5 °C,
- stupeň přetvoření za studena té části lahve, která byla podrobena největšímu přetvoření za studena, s přesností ± 6 %, je-li průměr lahve rovný nebo menší 100 mm, a s přesností ± 3 %, je-li průměr větší než 100 mm.
2.1.5.2.2 U tepelného zpracování však výrobce může uvést rozsah teplot s rozdílem mezi krajními hodnotami nepřevyšujícím 20 °C. Pro každou z těchto krajních hodnot musí uvést jmenovitou dobu skutečné výdrže. Pro každou mezilehlou teplotu se určí jmenovitá doba skutečné výdrže lineární interpolací.
Výrobce zajistí provedení tepelného zpracování při teplotě v rozmezí uvedeném pro dobu skutečné výdrže, která se nesmí lišit od jmenovité doby výdrže vypočtené výše uvedeným způsobem o více než 10 %.
2.1.5.2.3 V dokumentaci předkládané notifikované osobě při posuzování shody výrobce parametry konečného tepelného zpracování a operace tváření.
2.1.5.3 Pokud se výrobce rozhodl uvést rozmezí teplot tepelného zpracování podle bodů 2.1.5.1.2 a 2.1.5.2.2, uvede pro posuzování shody dvě skupiny lahví, jednu složenou z lahví, které se podrobily tepelnému zpracování při nejnižší teplotě předpokládaného rozmezí, a druhou složenou z lahví, které se podrobily tepelnému zpracování při nejvyšší teplotě a při odpovídajících nejkratších dobách výdrže.
2.4 KONSTRUKCE A JAKOST PROVEDENÍ
2.4.1 Výrobce kontroluje u každé lahve tloušťku stěny a stav vnitřního a vnější povrch pro ověření že:
– tloušťka stěny není nikde menší než udává výkresová dokumentace,
– vnitřní a vnější povrch lahve nevykazují vady, které by mohly negativně ovlivnit provozní bezpečnost lahve.
2.4.2 Ovalita válcového pláště musí být omezena tak, aby rozdíl mezi největším a nejmenším vnějším průměrem v tomtéž průřezu nebyl větší než 1,5 % střední hodnoty těchto průměrů. Maximální odchylka válcové části pláště od přímky nesmí překročit 3 mm na 1 m délky.
2.4.3 Patní kroužky, pokud jsou na lahvích provedeny, musí být dostatečně pevné a musí být vyrobeny z materiálu, který je s ohledem na korozi kompatibilní s typem materiálu, z něhož je láhev vyrobena. Tvar patního kroužku musí lahvi zajistit dostatečnou stabilitu. Patní kroužky nesmějí umožňovat hromadění vody nebo vnikání vody mezi kroužek a láhev.
3. ZKOUŠKY
3.1 MECHANICKÉ ZKOUŠKY
S výjimkou požadavků, které jsou uvedeny níže, se mechanické zkoušky provádějí podle technických norem, které se na výrobu těchto tlakových lahví a provádění mechanických zkoušek během výroby a po jejím skončení vztahují.
3.1.1 Všeobecné požadavky
Všechny mechanické zkoušky pro ověření jakosti materiálu použitého pro výrobu lahví se provádějí na zkušebních tyčích odebraných ze zhotovených lahví.
3.1.2.1 Zkouška tahem
3.1.2.1.1 Zkušební tyč pro zkoušku tahem musí odpovídat ustanovením příslušné technické normy.
3.1.2.1.2 – U slitin C podle bodu 2.1.2 písm. (b) a slitin podle bodu 2.1.2 písm. (c), nesmí být tažnost menší než 12 %.
– U slitin B podle bodu 2.1.2 písm. (b) nesmí být tažnost menší než 12 %, jestliže se tahová zkouška provádí na jediné zkušební tyči odebrané ze stěny lahve. Zkouška tahem může být rovněž provedena na čtyřech zkušebních tyčích odebraných z poloh rovnoměrně rozložených po stěně lahve.
V tomto případě je nutno dosáhnout těchto výsledků:
– žádná jednotlivá hodnota tažnosti nesmí být menší než 11 %,
– průměr ze čtyř měření tažnosti musí být alespoň 12 %.
– v případě nelegovaného hliníku nesmí být tažnost menší než 12 %.
3.1.2.1.3 Zjištěná hodnota pevnosti v tahu nesmí být menší než Rm.
Mez kluzu, která se stanovuje při zkoušce tahem, musí odpovídat hodnotě použité podle bodu 1.1. při výpočtu lahve.
Zjištěná hodnota meze kluzu nesmí být menší než Re.
3.1.2 Druhy zkoušek a vyhodnocení výsledků zkoušek
Na každé zkušební lahvi se provede jedna zkouška tahem v podélném směru a čtyři zkoušky ohybem v obvodovém směru.
3.1.2.2 Zkouška ohybem
3.1.2.2.1 Zkouška ohybem se provádí na zkušebních tyčích získaných rozříznutím prstence šířky 3a na dvě stejné části; v žádném případě nesmí být šířka zkušební tyče menší než 25 mm. Každý prstenec může být obroben pouze na okrajích. Okraje nesmí mít poloměr zaoblení větší než 1/10 tloušťky zkušební tyče nebo mohou být sraženy pod úhlem 45°.
3.1.2.2.2 Zkouška ohybem se provádí na trnu o průměru „d“ a na dvou válcích vzdálených od sebe „d“ + 3a. Během zkoušky musí vnitřní plocha prstence zůstat v dotyku s trnem.
3.1.2.2.3 Zkušební tyč nesmí prasknout, je-li ohnuta okolo trnu tak, že vnitřní okraje nejsou od sebe vzdáleny více, než činí průměr trnu.
3.1.2.2.4 Poměr (n) mezi průměrem trnu a tloušťkou zkušební tyče nesmí překročit hodnoty uvedené v tabulce:
| skutečná pevnost v tahu Rmt v N/mm2 | hodnota n |
| do 220 včetně nad 220 do 330 včetně nad 330 do 440 včetně nad 440 | 5 6 7 8 |
3.2 HYDRAULICKÁ ZKOUŠKA NA ROZTRŽENÍ
3.2.1 Zkušební podmínky
Zkoušené lahve musí být označeny v souladu s ustanovením příslušné technické normy
3.2.1.1 Hydraulická zkouška na roztržení musí být provedena ve dvou po sobě následujících etapách na zkušebním zařízení, které umožňuje postupné zvyšování přetlaku v lahvi až do jejího roztržení a grafické znázornění křivky závislosti přetlaku na čase. Zkouška se musí provádět za pokojové teploty, teplota lahve nesmí při zkoušce překročit 40 °C.
3.2.1.2 V průběhu první etapy se přetlak zvyšuje konstantní rychlostí až do začátku plastické deformace. Rychlost zvyšování přetlaku nesmí překročit 5 bar/s (0,5 MPa/s).
Od začátku plastické deformace (druhá etapa) nesmí být výkon čerpadla větší než dvojnásobný oproti první etapě a musí být udržován konstantní až do roztržení lahve.
3.2.2 Vyhodnocení zkoušky
3.2.2.1 Vyhodnocení zkoušky na roztržení zahrnuje:
– vyhodnocení křivky závislosti přetlaku na čase pro určení přetlaku při roztržení,
– vyhodnocení trhliny a tvaru jejích okrajů,
– ověření, zda v případě lahve s konkávním dnem nedošlo k obrácení tvaru dna.
3.2.2.2 Změřený přetlak při roztržení (Pr) musí být větší než hodnota daná vzorcem:
3.2.2.3 Zkouška na roztržení nesmí způsobit rozpad lahve na zlomky.
3.2.2.4 Hlavní trhlina nesmí mít charakter křehkého lomu tj. okrajové hrany lomu nesmí být radiální, ale musí být skloněny vůči rovině průměru a vykazovat kontrakci.
Trhlina je přijatelná pouze za těchto podmínek:
a) v případě lahví o tloušťce stěny “a“ do 13 mm:
– větší část trhliny musí být zřetelně podélná,
– trhlina se nesmí několikanásobně rozvětvovat,
– trhlina se nesmí obvodově rozšiřovat dále než 90° na každou stranu od své hlavní části,
– trhlina se nesmí šířit do částí lahve, které jsou 1,5 krát silnější než největší tloušťka měřená v polovině délky lahve; v případě lahví s konvexním dnem nesmí trhlina dosáhnout středu dna lahve;
b) v případě lahví o tloušťce “a“ přesahující 13 mm musí být větší část trhliny zřetelně podélná.
3.2.2.5 Trhlina nesmí odhalit zřetelnou vadu materiálu.
3.3 CYKLICKÁ ÚNAVOVÁ ZKOUŠKA
3.3.1 Zkoušená láhev musí být označena podle technické normy vztahující se na značení lahví.
3.3.2 Cyklická únavová zkouška se provádí s použitím nekorozivní kapaliny na dvou lahvích, u kterých výrobce zaručuje, že jsou dostatečně reprezentativní pro minimální konstrukční hodnoty specifikované v konstrukčním návrhu.
3.3.3 Tato zkouška je cyklická. Horní cyklický přetlak je roven buď přetlaku Ph nebo jeho dvěma třetinám.
Dolní cyklický přetlak nesmí překročit 10 % hodnoty horního cyklického přetlaku.
Minimální počet cyklů a maximální zkušební frekvence jsou uvedeny v tabulce:
| maximální použitý přetlak | Ph | 2/3 Ph |
| minimální počet cyklů | 12 000 | 80 000 |
| maximální frekvence cyklů za minutu | 5 | 12 |
Teplota měřená na vnější stěně lahve nesmí během zkoušky překročit 50 °C.
Zkouška se považuje za vyhovující, když láhev dosáhne požadovaného počtu cyklů, aniž dojde k úniku kapaliny.
3.4 HYDRAULICKÁ ZKOUŠKA
3.4.1 Přetlak vody v lahvi se musí zvětšovat rovnoměrnou rychlostí až do dosažení přetlaku Ph.
3.4.2 Láhev musí zůstat pod přetlakem Ph dostatečně dlouho (min. 30 sec.), aby se prokázalo, že přetlak nemá tendenci klesat a že nedochází k úniku kapaliny.
3.4.3 Po zkoušce nesmí láhev vykazovat trvalou deformaci.
3.4.4 Lahve, které nesplní požadavky zkoušky, musí být vyřazeny.
3.5 KONTROLA HOMOGENITY LAHVE
Touto zkouškou se ověřuje, zda kterékoli dva body na vnějším povrchu lahve nevykazují rozdíl v tvrdosti větší než 15 HB. Kontrola se provádí na dvou příčných řezech lahve poblíž hrdla a dna, vždy ve čtyřech rovnoměrně vzdálených bodech.
3.6 KONTROLA HOMOGENITY DÁVKY
Touto zkouškou, kterou provádí výrobce, se měřením tvrdosti nebo jiným vhodným způsobem ověřuje, zda nedošlo k chybě při volbě výchozích polotovarů nebo při tepelném zpracování.
3.7 KONTROLA DNA
Středem dna lahve se provede se podélný řez a jeden z takto získaných povrchů se vyleští pro zkoušku při pětinásobném až desetinásobném zvětšení.
Láhev se považuje za vadnou, jsou-li zjištěny trhliny. Za vadnou se považuje i tehdy, jestliže rozměry přítomných pórů či vměstků se ukazují tak velké, že může být ohrožena bezpečnost.