ANEXO 3

ALMACENAMIENTO A BORDO DE GAS NATURAL COMO COMBUSTIBLE PARA VEHÍCULOS AUTOMÓVILES

1. ÁMBITO DE APLICACIÓN

1.1. En el anexo 3A se establecen los requisitos mínimos para botellas de gas rellenables de peso ligero. Las botellas están exclusivamente destinadas al almacenamiento a bordo de gas natural comprimido a alta presión como combustible para vehículos automóviles a los que se fijarán dichas botellas. Estas pueden ser de cualquier acero, aluminio o material no metálico, diseño o método de fabricación adecuados para las condiciones de servicio especificadas. El ámbito de aplicación del presente anexo también incluye las camisas metálicas de acero inoxidable sin soldaduras o de construcción soldada.

1.2. En el anexo 3B se establecen requisitos mínimos para depósitos de combustible rellenables para gas natural licuado (GNL) utilizados en vehículos y los métodos de ensayo requeridos.

ANEXO 3A

BOTELLAS DE GAS — BOTELLA DE ALTA PRESIÓN PARA ALMACENAMIENTO A BORDO DE GAS NATURAL COMPRIMIDO (GNC) COMO COMBUSTIBLE PARA VEHÍCULOS AUTOMÓVILES

1. ÁMBITO DE APLICACIÓN

Las botellas contempladas en este anexo pertenecen a la clase 0, de acuerdo con lo descrito en el punto 3 del presente Reglamento, y son:

GNC-1 Metálica. GNC-2 Camisa metálica reforzada con filamento continuo impregnado de resina (con anillos arrollados). GNC-3 Camisa metálica reforzada con filamento continuo impregnado de resina (envolvente total). GNC-4 Filamento continuo impregnado con resina con una camisa no metálica (todo material compuesto).

Las condiciones de servicio que deberán soportar las botellas se describen en el punto 4 del presente anexo. Este anexo está basado en una presión de trabajo para gas natural como combustible de 20 MPa estabilizada a 15 °C con una presión máxima de llenado de 26 MPa. Podrán admitirse otras presiones de trabajo ajustando la presión mediante el factor (coeficiente) apropiado. Por ejemplo, un sistema con una presión de trabajo de 25 MPa requerirá que las presiones se multipliquen por 1,25.

La vida útil de la botella será definida por el fabricante y podrá variar según las aplicaciones. La definición de la vida útil está basada en el llenado de las botellas 1 000 veces al año con un mínimo de 15 000 operaciones de llenado. La vida útil máxima será de 20 años.

Para botellas metálicas y con camisas metálicas, la vida útil vendrá determinada por la velocidad de crecimiento de las grietas por fatiga. Será necesaria la inspección ultrasónica, o con un método equivalente, de cada botella o camisa para asegurar la ausencia de defectos que superen el tamaño máximo admisible. Este planteamiento permite el diseño y fabricación optimizados de botellas de peso ligero para vehículos propulsados por gas natural.

Para todas las botellas de materiales compuestos con camisas no metálicas y que no soporten cargas, la «vida segura» será objeto de demostración mediante métodos de diseño, ensayos de calificación del diseño y controles de fabricación adecuados.

2. REFERENCIAS (VÉASE EL PUNTO 2 DEL PRESENTE REGLAMENTO)

3. DEFINICIONES (VÉASE EL PUNTO 4 DEL PRESENTE REGLAMENTO)

4. CONDICIONES DE SERVICIO

4.1. Generalidades

4.1.1. Condiciones normales de servicio

Las condiciones normales de servicio establecidas en esta sección se proporcionan para que sirvan de base para el diseño, fabricación, inspección, ensayo y homologación de botellas destinadas a ser instaladas permanentemente en vehículos y utilizadas para almacenar gas natural a temperatura ambiente, para utilizarlo como combustible en vehículos.

4.1.2. Uso de botellas

Las condiciones de servicio especificadas también tienen por objeto proporcionar información sobre cómo las botellas fabricadas con arreglo al presente Reglamento pueden ser utilizadas con seguridad por:

a) fabricantes de botellas;

b) propietarios de botellas;

c) diseñadores o contratistas responsables de la instalación de botellas;

d) diseñadores o propietarios de equipos utilizados para rellenar botellas para vehículos;

e) suministradores de gas natural, y

f) autoridades reglamentarias con jurisdicción sobre el uso de botellas.

4.1.3. Vida útil

La vida útil durante la cual las botellas serán seguras será especificada por el diseñador de la botella para uso bajo las condiciones de servicios especificadas en este documento. La vida útil máxima será de 20 años.

4.1.4. Recalificación periódica

El fabricante de la botella proporcionará recomendaciones para la recalificación periódica por inspección visual o ensayos durante la vida útil, sobre la base de uso en las condiciones de servicio especificadas en este documento. Cada botella será objeto de inspección visual al menos cada 48 meses después de la fecha de su entrada en servicio en el vehículo (matriculación del vehículo) y en el momento de cualquier reinstalación, para determinar si hay daños externos o deterioro, incluida la zona debajo de las tiras de fijación. La inspección visual será realizada por un organismo competente homologado o reconocido por la autoridad reglamentaria, de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Las botellas sin etiquetas con información obligatoria o con etiquetas que contengan información obligatoria que sea ilegible de alguna manera, se retirarán del servicio. Si la botella se puede identificar con certeza por fabricante y número de serie, se podrá aplicar una etiqueta se sustitución y la botella podrán continuar en servicio.

4.1.4.1. Botellas involucradas en colisiones

Las botellas que hayan estado involucradas en una colisión de vehículos serán inspeccionadas de nuevo por un organismo autorizado por el fabricante a menos que disponga otra cosa la autoridad que tenga jurisdicción. Las botellas que no hayan sufrido daños en la colisión podrán volverse a poner en servicio y en caso contrario serán devueltas al fabricante para su evaluación.

4.1.4.2. Botellas involucradas en incendios

Las botellas que hayan sido sometidas a la acción del fuego serán inspeccionadas de nuevo por un organismo autorizado por el fabricante o condenadas y retiradas del servicio.

4.2. Presiones máximas

La presión de la botella estará limitada por lo siguiente:

a) una presión que se estabilice en 20 MPa a una temperatura estabilizada de 15 °C;

b) 26 MPa, inmediatamente después del llenado, independientemente de la temperatura.

4.3. Número máximo de ciclos de llenado

Las botellas se diseñarán para ser llenadas un máximo de 1 000 veces por año de servicio a una presión estabilizada de 20 MPa (200 bares) y a una temperatura estabilizada del gas de 15 °C.

4.4. Rango de temperaturas

4.4.1. Temperatura estabilizada del gas

La temperatura estabilizada del gas en las botellas podrá variar entre un mínimo de – 40 °C y un máximo de 65 °C.

4.4.2. Temperaturas de las botellas

La temperatura de los materiales de la botella podrá variar entre un mínimo de – 40 °C y un máximo de + 82 °C.

Las temperaturas de más de + 65 °C deberán estar suficientemente localizadas o ser de tan corta duración que la temperatura del gas en la botella nunca sea nunca superior a + 65 °C, excepto en las condiciones indicadas en el punto 4.4.3 siguiente.

4.4.3. Temperaturas transitorias

Las temperaturas alcanzadas por el gas durante el llenado o la descarga podrán variar más allá de los límites establecidos en el punto 4.4.1 anterior.

4.5. Composición del gas

No se añadirá metanol y/o glicol deliberadamente al gas natural. La botella deberá diseñarse para que soporte el llenado con gas natural que cumpla una de las tres condiciones siguientes:

a) SAE J1616;

b) gas seco: El vapor de agua estará limitado normalmente a menos de 32 mg/m3 con un punto de rocío de – 9 °C a 20 MPa. No habrá límites de componentes para el gas seco, excepto para: sulfuro de hidrógeno y otros sulfuros solubles: 23 mg/m3, oxígeno: 1 % en volumen. El hidrógeno estará limitado al 2 % en volumen si las botellas se fabrican con acero cuya resistencia a la rotura por tracción es superior a 950 MPa;

c) gas húmedo: El gas con un contenido de agua superior al indicado en b), cumple normalmente los siguientes límites en cuanto a componentes: sulfuro de hidrógeno y otros sulfuros solubles: 23 mg/m3, oxígeno: 1 % en volumen, dióxido de carbono: 4 % en volumen, hidrógeno: 0,1 % en volumen. Con gas húmedo será necesario un mínimo de 1 mg de aceite para compresores por kg de gas para proteger las botellas y camisas metálicas de gas.

4.6. Superficies exteriores

Las botellas no se someterán a una exposición continua a ataques químicos o mecánicos como, por ejemplo, fugas de productos que puedan transportar los vehículos o abrasión intensa debida al estado de la carretera, y cumplirán las normas de instalación reconocidas. Sin embargo, las superficies cilíndricas exteriores pueden verse sometidas inadvertidamente a:

a) agua, por inmersión intermitente o salpicaduras de la carretera;

b) sal, debido al funcionamiento del vehículo cerca del mar o en sitios donde se utiliza sal para fundir el hielo;

c) radiaciones ultravioleta de la luz del sol;

d) impactos de grava;

e) disolventes, ácidos y álcalis, fertilizantes, y

f) líquidos de automoción, inclusive gasolina, líquidos hidráulicos, glicol y aceites.

4.7. Permeabilidad al gas o fugas

Las botellas pueden estar encerradas en espacios cerrados durante largos períodos de tiempo. Se tendrá en cuenta en el diseño la permeabilidad del gas a través de la pared de la botella o las fugas entre las conexiones finales y la camisa.

5. HOMOLOGACIÓN DEL DISEÑO

5.1. Generalidades

El diseñador de las botellas presentará la información siguiente con una solicitud de homologación a la autoridad de homologación de tipo:

a) declaración de servicio (punto 5.2);

b) datos de diseño (punto 5.3);

c) datos de fabricación (punto 5.4);

d) sistema de calidad (punto 5.5);

e) comportamiento de las fracturas y tamaño de los defectos por examen no destructivo (END) (punto 5.6);

f) hoja de especificaciones (punto 5.7);

g) datos adicionales de apoyo (punto 5.8).

Las botellas diseñadas según la norma ISO 9809 no necesitarán ir acompañadas del informe de análisis de esfuerzos indicado en el punto 5.3.2 ni de la información indicada en el punto 5.6.

5.2. Declaración de servicio

El objeto de esta declaración es orientar a usuarios e instaladores e informar a la autoridad de homologación de tipo o a su representante designado. La declaración de servicio incluirá:

a) una declaración de que el diseño de la botella es adecuado para uso en las condiciones de servicio definidas en el punto 4 para la vida útil de la botella;

b) la vida útil;

c) los requisitos mínimos de ensayos y/o inspección en servicio;

d) los dispositivos limitadores de presión y/o aislamiento necesarios;

e) los métodos de soporte, revestimientos de protección, etc., necesarios pero no suministrados;

f) una descripción del diseño de la botella;

g) toda otra información necesaria para asegurar el uso e inspección seguros de la botella.

5.3. Datos de diseño

5.3.1. Dibujos

Los dibujos mostrarán como mínimo lo siguiente:

a) título, número de referencia, fecha de emisión y números de revisión con fechas de emisión, si procede;

b) referencia al presente Reglamento y tipo de botella;

c) todas las dimensiones completas con tolerancias, incluidos detalles de los cierres finales con grosores mínimos y de las aberturas;

d) masa de la botella, completa con tolerancia;

e) especificaciones del material completas con propiedades mínimas mecánicas y químicas e intervalos de tolerancias, y, en el caso de botellas metálicas o camisas metálicas, el intervalo de durezas especificado;

f) otros datos como intervalo de presiones de autozunchado, presión mínima de ensayo, detalles del sistema de protección contra incendios y del revestimiento protector exterior.

5.3.2. Informe de análisis de esfuerzos

Se presentará un análisis de esfuerzos por elementos finitos u otro análisis de esfuerzos.

Se incluirá en el informe un cuadro que resuma los esfuerzos calculados.

5.3.3. Datos de ensayos de materiales

Se presentará una descripción detallada de los materiales y de las tolerancias de las propiedades de los materiales utilizados en el diseño. También se presentarán datos de ensayos para caracterizar las propiedades mecánicas y la adecuación de los materiales para el servicio bajo las condiciones especificadas en el punto 4 anterior.

5.3.4. Datos de ensayos de calificación del diseño

El material, diseño, fabricación y examen de las botellas serán adecuados para el servicio pretendido cumpliendo los requisitos de los ensayos exigidos para el diseño de cada botella concreta, cuando se sometan a ensayo de acuerdo con los métodos de ensayo pertinentes que figuran en el apéndice A del presente anexo.

Los datos de los ensayos incluirán también las dimensiones, grosores de paredes y pesos de cada una de las botellas sometidas a ensayos.

5.3.5. Protección contra incendios

Se especificará la disposición de los dispositivos limitadores de presión que protegen la botella contra una rotura brusca cuando se somete a las condiciones de incendio del punto A.15 del apéndice A del presente anexo. Los datos de los ensayos probarán la eficacia del sistema especificado de protección contra incendios.

5.3.6. Soportes de las botellas

Se presentarán detalles de los soportes de las botellas o de los requisitos de los soportes de acuerdo con el punto 6.11 del presente anexo.

5.4. Datos de fabricación

Se presentarán detalles de todos los procesos de fabricación, exámenes no destructivos, ensayos de producción y ensayos de lotes. Se especificarán las tolerancias para todos los procesos de producción, como tratamientos térmicos, embutición de extremos, relación de mezcla de resinas, tensión y velocidad de arrollamiento del filamento, tiempos y temperaturas de curado y procedimientos de autozunchado. También se especificarán acabados superficiales, detalles de roscas, criterios de aceptación para exploración por ultrasonidos (o equivalente) y tamaños máximos de los lotes para ensayos por lotes.

5.5. (No asignado)

5.6. Comportamiento a la fractura y tamaño de los defectos para el END

5.6.1. Comportamiento a la fractura

El fabricante demostrará la aparición de fugas antes de la rotura (LBB) del diseño según se describe en el punto 6.7.

5.6.2. Tamaño de los defectos para el END

Utilizando el planteamiento descrito en el punto 6.15.2, el fabricante establecerá el tamaño máximo de los defectos para el examen no destructivo que impedirá el fallo de la botella durante su vida útil debido a fatiga o el fallo de la botella por rotura.

5.7. Hoja de especificaciones

Para cada diseño de botella se incluirá una lista en una hoja de especificaciones con un resumen de los documentos que proporcionen la información requerida en el punto 5.1 anterior. Se indicará el título, número de referencia, números de las revisiones y fechas de la emisión original y de las emisiones de las versiones de cada documento. Todos los documentos llevarán la firma o iniciales del emisor. La hoja de especificaciones recibirá un número de revisión, si procede, que podrá utilizarse para designar el diseño de la botella y llevará a firma del ingeniero responsable del diseño. Se dejará espacio en la hoja de especificaciones para un sello que indique el registro del mismo.

5.8. Datos adicionales de apoyo

Cuando proceda, se presentarán datos adicionales que apoyen la solicitud, como el historial de servicio del material que se proponga usar, o el uso de otro diseño especial de diseño en otras condiciones de servicio.

5.9. Homologación y certificación

5.9.1. Inspección y ensayos

Se requiere la realización de la evaluación de la conformidad de acuerdo con las disposiciones del punto 9 del presente Reglamento.

Con objeto de garantizar que las botellas cumplen el presente Reglamento internacional, se someterán a inspección realizada por la autoridad de homologación de tipo de acuerdo con los puntos 6.13 y 6.14 siguientes.

5.9.2. Certificado de ensayo

Si los resultados del ensayo de prototipo de acuerdo con el punto 6.13 son satisfactorios, la autoridad de homologación de tipo emitirá un certificado de ensayo. En el apéndice D de este anexo se incluye un ejemplo de dicho certificado.

5.9.3. Certificado de aceptación de lotes

La autoridad de homologación de tipo preparará un certificado de aceptación de acuerdo con lo dispuesto en el apéndice D de este anexo.

6. REQUISITOS APLICABLES A TODOS LOS TIPOS DE BOTELLAS

6.1. Generalidades

Los requisitos siguientes son aplicables en general a los tipos de botellas especificados en los puntos 7 a 10 del presente anexo. El diseño de las botellas cubrirá todos los aspectos pertinentes que sean necesarios para asegurar que todas las botellas producidas según el diseño serán adecuadas para su objeto durante la vida útil especificada. Las botellas de acero del tipo GNC-1 diseñadas según ISO 9809 y que cumplan todos los requisitos de esa norma, solo tendrán que cumplir los requisitos de los puntos 6.3.2.4 y 6.9 a 6.13 siguientes.

6.2. Diseño

El presente Reglamento no contiene fórmulas de diseño ni esfuerzos admisibles, pero requiere demostrar la adecuación del diseño mediante cálculos adecuados y por el hecho de que las botellas superen regularmente los ensayos de material, calificación del diseño, producción y lotes especificados en el presente Reglamento. Todos los diseños asegurarán un modo de fallo con aparición de «fugas antes de la rotura» en condiciones de degradación viable de las piezas sometidas a presión durante el servicio normal. Si se producen fugas en las botellas metálicas o en las camisas metálicas, solo podrán ser debidas al crecimiento de una grieta por fatiga.

6.3. Materiales

6.3.1. Los materiales utilizados serán adecuados para las condiciones de servicio especificadas en el punto 4 del presente anexo. El diseño no incluirá materiales incompatibles en contacto. Los ensayos de calificación del diseño para materiales se resumen en el cuadro 6.1.

6.3.2. Acero

6.3.2.1. Composición

Los aceros estarán tratados con eliminador de aluminio y/o silicio y se producirán según procedimientos encaminados a obtener predominantemente grano fino. La composición química de todos los aceros se declarará y definirá al menos por:

a) el contenido de carbono, manganeso, aluminio y silicio en todos los casos;

b) el contenido de níquel, cromo, molibdeno, boro y vanadio y cualquier otro elemento de aleación añadido intencionadamente. En el análisis de la fundición no se superarán los límites siguientes: Resistencia a la tracción < 950 MPa ≥ 950 MPa Azufre 0,020 % 0,010 % Fósforo 0,020 % 0,020 % Azufre y fósforo 0,030 % 0,025 %

Si se utiliza un acero al carbono-boro, se hará un ensayo de templabilidad según ISO 642, en el primero y último lingote de cada hornada de acero. La dureza medida a una distancia de 7,9 mm del extremo enfriado estará comprendida entre 33-53 HRC o 327-560 HV y será certificada por el fabricante del material.

6.3.2.2. Propiedades de resistencia a la tracción

Las propiedades mecánicas del acero en la botella o camisa terminada se determinarán de acuerdo con el punto A.1 (apéndice A del presente anexo). El alargamiento del acero será como mínimo del 14 %.

6.3.2.3. Propiedades de resistencia al impacto

Las propiedades de resistencia al impacto del acero en la botella o camisa acabada se determinarán de acuerdo con el punto A.2 (apéndice A del presente anexo). Los valores de resistencia al impacto no serán inferiores a los indicados en el cuadro 6.2 del presente anexo.

6.3.2.4. Propiedades de flexión

Las propiedades de flexión del acero inoxidable soldado en la camisa acabada se determinarán de acuerdo con el punto A.3 (apéndice A del presente anexo).

6.3.2.5. Examen macroscópico de las soldaduras

Se realizará un examen macroscópico de las soldaduras para cada tipo de procedimiento de soldadura. Mostrará una fusión completa y la ausencia de defectos de montaje o de defectos inaceptables con arreglo a lo especificado para el nivel C en la norma EN ISO 5817.

6.3.2.6. Resistencia al agrietamiento por sulfuros

Si el límite superior de la resistencia al agrietamiento por sulfuros especificado para el acero es superior a 950 MPa, el acero de la botella acabada se someterá a un ensayo de resistencia al agrietamiento por sulfuros de acuerdo con el punto A.3 del apéndice A del presente anexo, y cumplirá los requisitos enumerados en el mismo.

6.3.3. Aluminio

6.3.3.1. Composición

Las aleaciones de aluminio se citarán de acuerdo con el método de la Aluminium Association para un sistema de aleaciones dado. Los límites de impurezas para el plomo y el bismuto en cualquier aleación de aluminio no serán superiores al 0,003 %.

6.3.3.2. Ensayos de corrosión

Las aleaciones de aluminio cumplirán los requisitos de los ensayos de corrosión realizados de acuerdo con el punto A.4 (apéndice A del presente anexo).

6.3.3.3. Agrietamiento bajo carga permanente

Las aleaciones de aluminio cumplirán los requisitos de los ensayos de agrietamiento bajo carga permanente realizados de acuerdo con el punto A.5 (apéndice A del presente anexo).

6.3.3.4. Propiedades de resistencia a la tracción

Las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio en la botella acabada se determinarán de acuerdo con el punto A.1 (apéndice A del presente anexo). El alargamiento del aluminio será como mínimo del 12 %.

6.3.4. Resinas

6.3.4.1. Generalidades

El material de impregnación podrá consistir en resinas termoendurecibles o termoplásticas. Ejemplo de materiales con matrices adecuadas son los plásticos termoendurecibles de epóxido, epóxido modificado, poliéster y viniléster y los materiales termoplásticos de polietileno y poliamida.

6.3.4.2. Resistencia a la rotura

Los materiales de resina se someterán a ensayo de acuerdo con el punto A.26 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

6.3.4.3. Temperatura de transición vítrea

La temperatura de transición vítrea del material de resina se determinará de acuerdo con ASTM D3418.

6.3.5. Fibras

Los tipos de materiales filamentosos de refuerzo estructural serán fibra de vidrio, fibra de aramida o fibra de carbono. Si se utiliza refuerzo de fibra de carbono, el diseño incorporará medios para impedir la corrosión galvánica de los componentes metálicos de la botella. El fabricante conservará archivadas las especificaciones publicadas de los materiales compuestos, las recomendaciones del fabricante del material para almacenamiento, las condiciones y vida en estantería y el certificado del fabricante del material, indicando que todos los envíos están conformes con los requisitos de dichas especificaciones. El fabricante de la fibra certificará que las propiedades del material están de acuerdo con las especificaciones del fabricante para el producto.

6.3.6. Camisas de plástico

El límite elástico y el alargamiento a la rotura se determinarán de acuerdo con el punto A.22 (apéndice A del presente anexo). Los ensayos demostrarán las propiedades de ductilidad del material de la camisa de plástico a temperaturas de – 50 °C e inferiores cumpliendo los valores especificados por el fabricante. El polímero será compatible con las condiciones de servicio especificadas en el punto 4 de este anexo. De acuerdo con el método descrito en el punto A.23 (apéndice A del presente anexo), la temperatura de ablandamiento será como mínimo de 90 °C y la de fusión, de 100 °C como mínimo.

6.4. Presión de ensayo

La presión de ensayo mínima usada en fabricación será de 30 MPa.

6.5. Presiones de rotura y relaciones de esfuerzos de las fibras

Para todos los tipos de botellas, la presión de rotura mínima real no será inferior a los valores dados en el cuadro 6.3 del presente anexo. Para diseños de los tipos GNC-2, GNC-3 y GNC-4, la envolvente de material compuesto se diseñará para obtener una alta fiabilidad bajo carga permanente y carga cíclica. Esta fiabilidad se logrará alcanzando o superando los valores de la relación de esfuerzos del refuerzo dados en el cuadro 6.3 del presente anexo. La relación de esfuerzos se define como el esfuerzo en la fibra a la presión mínima de rotura especificada dividido por el esfuerzo en la fibra a la presión de trabajo. La relación de rotura se define como la presión efectiva de rotura del cilindro dividida por la presión de trabajo. Para diseños del tipo GNC-4, la relación de esfuerzos es igual a la relación de rotura. Para diseños de los tipos GNC-2 y GNC-3 (camisa de metal, envolvente de material compuesto), los cálculos de la relación de esfuerzos deberán incluir:

a) un método de análisis con capacidad para materiales no lineales (programa de ordenador para aplicaciones especiales o programa de análisis por elementos finitos);

b) la curva de esfuerzos-deformaciones elásticos-plásticos correspondiente al material de la camisa deberá ser conocida y estar reflejada en un modelo correcto;

c) las propiedades mecánicas de los materiales compuestos deberán estar reflejadas en un modelo correcto;

d) deberán hacerse cálculos para las presiones de autozunchado, cero, después de autozunchado, de trabajo y mínima de rotura;

e) en el análisis, deberán tenerse en cuenta las pretensiones debidas a la tensión de arrollamiento;

f) la presión mínima de rotura se elegirá de tal manera que el esfuerzo calculado para esa presión dividido por el esfuerzo calculado a la presión de trabajo cumpla los requisitos de relación de esfuerzos para la fibra utilizada;

g) al analizar botellas con refuerzos híbridos (dos o más fibras distintas), la carga compartida por las distintas fibras se considerará a partir de los distintos módulos elásticos de las fibras. Los requisitos de relación de esfuerzos para cada fibra individual deberán estar de acuerdo con los valores dados en el cuadro 6.3 del presente anexo. La verificación de los coeficientes de esfuerzos podrá hacerse también mediante calibres extensométricos. En el apéndice E, de carácter informativo, del presente anexo se describe un método aceptable.

6.6. Análisis de esfuerzos

Se realizará un análisis de esfuerzos para justificar el grosor mínimo de diseño de la pared. Incluirá la determinación de esfuerzos en camisas y fibras de diseños compuestos.

6.7. Evaluación de las fugas antes de la rotura (LBB)

Las botellas de los tipos GNC-1, GNC-2 y GNC-3 presentarán fugas antes de la rotura (LBB). El ensayo de aparición de LBB se realizará de acuerdo con el punto A.6 (apéndice A del presente anexo). La demostración de la aparición de LBB no será necesaria para diseños de botellas con una resistencia a la fatiga superior a 45 000 ciclos de presión al probarlas de acuerdo con el punto A.13 (apéndice A del presente anexo). A título informativo, se incluyen dos métodos de evaluación de las LBB en el apéndice F del presente anexo.

6.8. Inspección y ensayos

La inspección de fabricación especificará programas y procedimientos para:

a) inspección, ensayos y criterios de aceptación de fabricación, y

b) inspección periódica en servicio, ensayos y criterios de aceptación en servicio. El intervalo entre inspecciones visuales de las superficies externas de las botellas estará de acuerdo con el punto 4.1.4 del presente anexo, a menos que lo modifique la autoridad de homologación de tipo. El fabricante establecerá los criterios de rechazo para las inspecciones sucesivas sobre la base de los resultados de los ensayos de ciclos de presión realizados en botellas que tengan defectos. En el apéndice G del presente anexo se incluye una guía para las instrucciones del fabricante relativas a manipulación, uso e inspección.

6.9. Protección contra incendios

Todas las botellas se protegerán contra incendios mediante dispositivos limitadores de presión. La botella, sus materiales, los dispositivos limitadores de presión y cualquier material protector o aislante añadido se diseñarán colectivamente para garantizar una seguridad adecuada en caso de incendio en el ensayo especificado en el punto A.15 (apéndice A del presente anexo).

Los dispositivos limitadores de presión se someterán a ensayo de acuerdo con el punto A.24 (apéndice A del presente anexo).

6.10. Aberturas

6.10.1. Generalidades

Solo se permiten aberturas en las cabezas. La línea central de la abertura coincidirá con el eje longitudinal de la botella. Las roscas estarán bien cortadas, serán uniformes, no tendrán discontinuidades superficiales y estarán dentro de las tolerancias.

6.11. Soportes de las botellas

El fabricante especificará los medios con los cuales se sujetarán las botellas para su instalación en los vehículos. El fabricante facilitará también instrucciones de instalación de los soportes, incluida la fuerza de sujeción y el par para obtener la fuerza de fijación necesaria sin aplicar tensiones inaceptables a la botella ni dañar a superficie de esta.

6.12. Protección del exterior contra el medio ambiente

El exterior de las botellas cumplirá los requisitos de las condiciones del ensayo ambientales del punto A.14 (apéndice A del presente anexo). La protección exterior podrá obtenerse por cualquiera de los medios siguientes:

a) un acabado superficial que proporcione suficiente protección (por ejemplo, metal pulverizado sobre aluminio, anodizado), o

b) el uso de un material de matriz y fibra adecuado (por ejemplo, fibra de carbono en resina), o

c) un revestimiento protector (por ejemplo, revestimiento orgánico, pintura) que cumplirá los requisitos del punto A.9 (apéndice A del presente anexo).

Cualquier revestimiento aplicado a las botellas será de tal tipo que el proceso de aplicación no deberá afectar adversamente a las propiedades mecánicas de la botella. El revestimiento se diseñará para facilitar la subsiguiente inspección durante el servicio y el fabricante facilitará instrucciones sobre el tratamiento del revestimiento durante las inspecciones para asegurar la integridad continuada de la botella.

Se advierte a los fabricantes que en el apéndice informativo H del presente anexo se incluye un ensayo de resistencia ambiental que permite evaluar la adecuación de los sistemas de revestimiento.

6.13. Ensayos de calificación del diseño

Para la homologación de cada tipo de botella, se probará que el material, diseño, fabricación y examen son adecuados para el servicio pretendido cumpliendo los requisitos apropiados de los ensayos de calificación de materiales resumidos en el cuadro 6.1 del presente anexo y los ensayos de calificación de botellas resumidos en el cuadro 6.4 del presente anexo, con todas los ensayos realizados según los métodos de ensayo pertinentes, según lo descrito en el apéndice A del presente anexo. La autoridad competente seleccionará las botellas y camisas de ensayo y presenciará los ensayos correspondientes. Si se someten a ensayo más botellas o camisas que las requeridas por este anexo, se documentarán todos los resultados.

6.14. Ensayos de lotes

Los ensayos de lotes especificados en el presente anexo para cada tipo de botella se realizarán en botellas o camisas tomadas de cada lote de botellas o camisas acabadas. Podrán utilizarse también muestras testigo tratadas térmicamente que sean representativas de las botellas o camisas acabadas. Los ensayos de lotes necesarios para cada tipo de botella se especifican en el cuadro 6.5 del presente anexo.

6.15. Exámenes y ensayos de fabricación

6.15.1. Generalidades

Los exámenes y ensayos de fabricación se realizarán en todas las botellas producidas en un lote. Cada botella se examinará durante y después de la fabricación por los medios siguientes:

a) exploración por ultrasonidos (o equivalente demostrado) de botellas y camisas metálicas según BS 5045, parte 1, anexo B, u otro método cuya equivalencia se demuestre, para confirmar que el tamaño máximo de los defectos presentes es inferior al tamaño especificado en el diseño;

b) verificación de que las dimensiones críticas y la masa de la botella terminada y el de cualquier camisa o envolvente están dentro de las tolerancias de diseño;

c) verificación del cumplimiento del acabado superficial especificado, prestando especial atención a superficies de embutición profunda y a pliegues o solapas en el cuello o en la espalda de cierres finales o aberturas forjados o centrifugados;

d) verificación de marcas;

e) se realizarán ensayos de dureza de botellas y camisas metálicas de acuerdo con el punto A.8 (apéndice A del presente anexo) después del tratamiento térmico final y los valores así determinados estarán dentro del intervalo especificado para el diseño;

f) ensayo hidrostático de acuerdo con el punto A.11 (apéndice A del presente anexo).

En el cuadro 6.6 de este anexo se incluye un cuadro con un resumen de los requisitos críticos de inspección de fabricación que deberán realizarse en cada botella.

6.15.2. Tamaño máximo de los defectos

Para los diseños de los tipos GNC-1, GNC-2 y GNC-3, se determinará el tamaño máximo de los defectos en cualquier punto de la botella o camisa metálica que no crecerá hasta adquirir un tamaño crítico dentro de la vida útil especificada. Este tamaño de defecto crítico se define como el defecto limitador del grosor a través de la pared (botella o camisa) que permitiría la salida del gas almacenado sin romper la botella. Los tamaños de los defectos para los criterios de rechazo para exploración ultrasónica o equivalente, serán inferiores al tamaño máximo de defecto admisible. Para los diseños de los tipos GNC-2 y GNC-3, se supone que no se producirán daños en el material compuesto debidos a mecanismos dependientes del tiempo. El tamaño admisible de los defectos para el END se determinará mediante un método adecuado. En el apéndice informativo F del presente anexo se describen dos de estos métodos.

6.16. Incumplimiento de los requisitos de los ensayos

En caso de incumplimiento de los requisitos de los ensayos, se repetirán los ensayos o se aplicará un tratamiento térmico y se repetirán los ensayos de la manera siguiente:

a) si se produce un fallo al realizar un ensayo o si hay un error de medida, se realizará un ensayo adicional. Si el resultado de dicho ensayo es satisfactorio, se ignorará el primer ensayo;

(b) si el ensayo no se ha realizado de forma satisfactoria, se identificará la causa de fallo del mismo.

Si se considera que el fallo es debido al tratamiento térmico aplicado, el fabricante someterá todas las botellas del lote a otro tratamiento térmico.

Si el fallo no es debido al tratamiento térmico aplicado, se rechazarán todas las botellas defectuosas identificadas o se repararán utilizando un método autorizado. Las botellas no rechazadas se considerarán parte de un nuevo lote.

En ambos casos, se volverá a someter a ensayo el nuevo lote. Todos los ensayos de prototipos o de lotes necesarios para demostrar la aceptabilidad del nuevo lote se realizarán de nuevo. Si uno o más de los ensayos resultan insatisfactorios, aunque sea parcialmente, se rechazarán todas las botellas del lote.

6.17. Cambio de diseño

Un cambio de diseño es cualquier cambio de selección de los materiales estructurales o cualquier cambio dimensional no atribuible a las tolerancias normales de fabricación.

Se permitirá la calificación mediante un programa reducido de ensayos de los cambios de diseño poco importantes. Los cambios de diseño especificados en el cuadro 6.7 siguiente requerirán ensayos de calificación del diseño según lo especificado en dicho cuadro.

Cuadro 6.1

Ensayo de calificación de diseño de materiales

Punto pertinente del presente anexo Acero Aluminio Resinas Fibras Camisas de plástico Propiedades de resistencia a la tracción 6.3.2.2 6.3.3.4 6.3.5 6.3.6 Propiedades de resistencia al impacto 6.3.2.3 Propiedades de flexión 6.3.2.4 Examen de las soldaduras 6.3.2.5 Resistencia al agrietamiento por sulfuros 6.3.2.6 Resistencia al agrietamiento bajo carga permanente 6.3.3.3 Agrietamiento por tensocorrosión 6.3.3.2 Resistencia a la rotura 6.3.4.2 Temperatura de transición vítrea 6.3.4.3 Temperatura de ablandamiento/fusión 6.3.6 Mecánica de la fractura (1) 6.7 6.7





Cuadro 6.2

Valores aceptables para las ensayos de impacto

Diámetro de la botella D (mm) > 140 ≤ 140 Dirección del ensayo Transversal Longitudinal Anchura de la probeta (mm) 3-5 > 5-7,5 > 7,5-10 3 a 5 Temperatura de ensayo (°C) – 50 – 50 Resistencia al impacto (J/cm2) Media de 3 muestras 30 35 40 60 Muestra individual 24 28 32 48





Cuadro 6.3

Valores mínimos reales de rotura y relaciones de esfuerzo

GNC-1 Todo metal GNC-2 Envolvente de anillos GNC-3 Envolvente completa GNC-4 Todo material compuesto Presión de rotura (MPa) Relación de esfuerzos (MPa) Presión de rotura (MPa) Relación de esfuerzos (MPa) Presión de rotura (MPa) Relación de esfuerzos (MPa) Presión de rotura (MPa) Todo metal 45 Vidrio 2,75 50 1) 3,65 70 1) 3,65 73 Aramida 2,35 47 3,10 60 1) 3,1 62 Carbono 2,35 47 2,35 47 2,35 47 Híbrido 2) 2) 2) 1) Presión mínima real de rotura. Además, tienen que hacerse cálculos de acuerdo con el punto 6.5 del presente anexo para confirmar que se cumplen también los requisitos mínimos de relación de esfuerzos. 2) Los coeficientes de esfuerzos y las presiones de rotura deben calcularse de acuerdo con el punto 6.5 del presente anexo.





Cuadro 6.4

Ensayos de calificación de los diseños de botellas

Ensayo y referencia del anexo Tipo cilindro GNC-1 GNC-2 GNC-3 GNC-4 A.12. Rotura X * X X X A.13. Temperatura ambiente/ciclo X * X X X A.14. Ensayo de ambiente ácido X X X A.15. Fuego X X X A.16. Penetración X X X X A.17. Tolerancia de defectos X X X X A.18. Fluencia a alta temperatura X X X A.19. Rotura por esfuerzo X X X A.20. Ensayo de caída X X A.21. Permeabilidad X A.24. Comportamiento del DLP X X X A.25. Ensayo de par del saliente X X A.27. Ciclo de gas natural X A.6. Evaluación de las LBB X X A.7. Temperatura extrema/ciclos X X X X X = requerido. * = No requerido para botellas diseñadas según ISO 9809 (ISO 9809 ya tiene en cuenta dichos ensayos).





Cuadro 6.5

Ensayos de lotes

Ensayo y referencia del anexo Tipo cilindro GNC-1 GNC-2 GNC-3 GNC-4 A.12. Rotura X X X X A.13. Temperatura ambiente/ciclo X X X X A.1. Resistencia a la tracción X X † X † A.2. Impacto (acero) X X † X † A.9.2. Revestimiento * X X X X X = requerido. * = Excepto cuando no se utiliza revestimiento protector. † = Ensayos en el material de la camisa.





Cuadro 6.6

Requisitos críticos de la inspección de producción

Tipo Tipo cilindro Requisitos de la inspección GNC-1 GNC-2 GNC-3 GNC-4 Dimensiones críticas X X X X Acabado superficial X X X X Defectos (ultrasonidos o equivalente) X X X Dureza de las botellas y camisas metálicas X X X Ensayo hidrostático X X X X Ensayo de fugas X Marcas X X X X X = requerido.





Cuadro 6.7

Cambio de diseño

Cambio de diseño Tipo de ensayo Rotura hidrostática A.12 Ciclos a temp. ambiente: A.13 Ambient. A.14 Fuego A.15 Penetración A.16 Tolerancia de defectos A.17 Alta temp.: fluencia A.18 Rotura por esfuerzo A.19 Ensayo de caída A.20 Permeabilidad A.21 GNC Par del saliente A.25 Ciclos A.27 Comportamiento del DLP A.24 Fabricante de fibra X X X * X † Botella metálica o material de la camisa X X X * X X * X X * Material de la camisa de plástico X X X † Material de fibra X X X X X X X X † Material de resina X X X X Cambio de diámetro ≤ 20 % X X Cambio de longitud > 20 % X X X X * X Cambio de longitud ≤ 50 % X X ‡ Cambio de longitud > 50 % X X X ‡ Cambio de la presión de trabajo ≤ 20 % @ X X Forma de la cúpula X X X † Tamaño de la abertura X X Cambio del revestimiento X Diseño del saliente final X † Cambio del proceso de fabricación X X Dispositivo limitador de presión X X X = requerido. * Ensayo no requerido en diseños metálicos (GNC-1). † Ensayo requerido sólo en diseños totalmente de material compuesto (GNC-4). ‡ Ensayo requerido sólo cuando aumenta la longitud. @ Solo cuando el grosor cambia proporcionalmente al cambio de diámetro y/o presión.

7. BOTELLAS METÁLICAS DEL TIPO GNC-1

7.1. Generalidades

El diseño identificará el tamaño máximo de un defecto admisible en cualquier punto de la botella que no aumente hasta un tamaño crítico dentro del período especificado para la repetición de los ensayos, o de la vida útil si no está especificado este período, de una botella que funcione bajo presión de trabajo. La determinación de la aparición de fugas antes de la rotura (LBB) se realizará de acuerdo con los procedimientos apropiados definidos en el punto A.6 (apéndice A del presente anexo). El tamaño admisible de los defectos se determinará de acuerdo con el punto 6.15.2 anterior.

Las botellas diseñadas según ISO 9809 y que cumplan todos los requisitos de esta norma, solo tendrán que cumplir los requisitos de los ensayos de materiales del punto 6.3.2.4 y los requisitos de los ensayos de calificación del diseño del punto 7.5, con excepción de los puntos 7.5.2 y 7.5.3.

7.2. Análisis de esfuerzos

Se calcularán los esfuerzos en la botella para 2 MPa, 20 MPa, la presión de ensayo y la presión de rotura de diseño. En los cálculos se utilizarán técnicas de análisis adecuadas utilizando la teoría de envolventes delgadas que tiene en cuenta la flexión fuera del plano de la envolvente para establecer las distribuciones de esfuerzos en el cuello, zonas de transición y parte cilíndrica de la botella.

7.3. Requisitos de los ensayos de fabricación y producción

7.3.1. Generalidades

Los extremos de las botellas de aluminio no se cerrarán mediante un proceso de embutición. Los extremos de las botellas de acero que se hayan cerrado por embutición, con la excepción de las botellas diseñadas de acuerdo con ISO 9809, serán objeto de ensayos no destructivos o equivalentes. No se añadirá metal en el proceso de cierre en los extremos. Todas las botellas se examinarán antes de las operaciones de embutición para determinar el grosor y el acabado superficial.

Después de embutir los extremos de las botellas, se someterán a tratamiento térmico para obtener una dureza dentro del intervalo especificado para el diseño. No se permiten los tratamientos términos localizados.

Si existe algún anillo de cuello, anillo de base o elementos de soporte, serán de materiales compatibles con el de la botella y se fijarán con seguridad mediante un método que no sea soldadura de fusión o aportación dura o blanda.

7.3.2. Examen no destructivo

En todas las botellas metálicas se realizarán los ensayos siguientes:

a) ensayo de dureza de acuerdo con el punto A.8 (apéndice A del presente anexo);

b) examen por ultrasonidos según BS 5045, parte 1, anexo I, o mediante un método de ensayo no destructivo cuya equivalencia esté demostrada, para garantizar que el tamaño máximo de los defectos no superará el tamaño especificado en el diseño, determinado de acuerdo con el punto 6.15.2 anterior.

7.3.3. Ensayo de presión hidrostática

Cada botella terminada se someterá al ensayo de presión hidrostática de acuerdo con el punto A.11 (apéndice A del presente anexo).

7.4. Ensayos de lotes de botellas

Los ensayos de lotes se realizarán en botellas terminadas representativas de la producción normal y completas con marcas de identificación. De cada lote se seleccionarán aleatoriamente dos botellas. Si se someten a ensayo más botellas de las requeridas por el presente anexo, se documentarán todos los resultados. En dichas botellas se realizarán, como mínimo, los ensayos siguientes:

a) ensayos de materiales del lote. Una botella o un testigo de tratamiento térmico representativo de una botella terminada, se someterá a los siguientes ensayos: i) comprobación de las dimensiones críticas por comparación con el diseño, ii) un ensayo de resistencia a la tracción de acuerdo con el punto A.1 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos del diseño, iii) para botellas de acero, 3 ensayos de impacto de acuerdo con el punto A.2 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos del punto 6.3.2.3 anterior, iv) si forma parte del diseño un revestimiento protector, este se someterá a ensayo de acuerdo con el punto A.9.2 (apéndice A del presente anexo). Todas las botellas representadas por un ensayo de lote que no cumplan los requisitos especificados se someterán a los procedimientos indicados en el punto 6.16. Si el revestimiento no cumple los requisitos del punto A.9.2. (apéndice A del presente anexo), el lote se inspeccionará al 100 % para retirar las botellas con defectos similares. Se podrá quitar el revestimiento de todas las botellas defectuosas para volverlo a aplicar. En ese caso, se repetirá el ensayo del lote de revestimientos;

b) ensayo de rotura del lote. Se aplicará presión hidrostática a una botella hasta que se rompa de acuerdo con el punto A.12 (apéndice A del presente anexo). Si la presión de rotura es inferior a la mínima calculada, se aplicarán los procedimientos especificados en el punto 6.16 anterior;

c) ensayo de ciclos periódicos de presión. Las botellas terminadas se someterán a ciclos de presión de acuerdo con el punto A.13 (apéndice A del presente anexo) con una frecuencia de ensayo definida de la siguiente manera: i) una botella de cada lote se someterá a un número de ciclos de presión 1 000 veces superior a la vida útil especificada en años, con un mínimo de 15 000 ciclos, ii) en 10 lotes de producción consecutivos de una familia de diseños (es decir, de procesos y materiales similares), si ninguna de la botellas sometidas a ciclos de presión según el punto i) anterior sufre fugas o rotura en un número de ciclos inferior a 1 500 veces la vida útil especificada en años (mínimo 22 500 ciclos), el ensayo de ciclos de presión podrá reducirse a una botella de cada 5 lotes de producción, iii) en 10 lotes de producción consecutivos de una familia de diseños, si ninguna de las botellas sometidas a ciclos de presión según el inciso i) sufre fugas o rotura en un número de ciclos inferior a 2 000 veces la vida útil especificada en años (mínimo 30 000 ciclos), el ensayo de ciclos de presión podrá reducirse a una botella de cada 10 lotes de producción, iv) si han transcurrido más de 6 meses desde el último lote de producción, una botella del siguiente lote de producción se someterá al ensayo de ciclos de presión con objeto de mantener la frecuencia reducida de ensayos de lotes indicada en los incisos ii) o iii) anteriores, v) si una botella sometida a ensayos de ciclos de presión con frecuencia reducida según los incisos ii) o iii) anteriores no resiste el número de ciclos de presión requerido (mínimo 22 500 o 30 000 ciclos de presión, respectivamente), será necesario repetir la frecuencia de ensayo de ciclos de presión de lotes del inciso i) durante 10 lotes de producción como mínimo, para restablecer la frecuencia reducida de ensayo de ciclos de presión de lotes con arreglo a los incisos ii) o iii) anteriores, vi) si cualquier botella según los incisos i), ii) o iii) no cumple el requisito mínimo de ciclo de vida de 1 000 veces la vida útil especificada en años (mínimo 15 000 ciclos), se determinará y corregirá la causa del fallo siguiendo los procedimientos del punto 6.16 del presente anexo. El ensayo de ciclos de presión se repetirá entonces en tres botellas adicionales de dicho lote. Si cualquiera de las tres botellas adicionales no cumple el requisito mínimo de ciclos de presión de 1 000 veces la vida útil especificada en años, el lote será rechazado.

7.5. Ensayos de calificación del diseño de las botellas

7.5.1. Generalidades

Los ensayos de calificación se realizarán en botellas terminadas representativas de la producción normal que lleven marcas de identificación. La selección, testificación y documentación de los resultados estarán de acuerdo con el punto 6.13 anterior.

7.5.2. Ensayo de rotura por presión hidrostática

Se aplicará presión hidrostática a tres botellas representativas hasta que se fallen de acuerdo con el punto A.12 (apéndice A del presente anexo). Las presiones de rotura de las botellas superarán la presión de rotura mínima calculada mediante el análisis de esfuerzos para el diseño y será como mínimo de 45 MPa.

7.5.3. Ensayos de ciclos de presión a temperatura ambiente

Dos botellas terminadas se someterán a ciclos de presión a temperatura ambiente de acuerdo con el punto A.13 (apéndice A del presente anexo) hasta que se produzca un fallo o hasta un mínimo de 45 000 ciclos. Las botellas no fallarán antes de realizar un número de ciclos 1 000 veces superior a la vida útil especificada en años. Las botellas que resistan un número de ciclos 1 000 veces superior a la vida útil especificada en años fallarán por fugas y no por rotura. Las botellas que no fallen a lo largo de 45 000 ciclos serán destruidas, bien continuando los ciclos hasta que se produzca el fallo, bien por aplicación de presión hidrostática hasta la rotura. Se registrará el número de ciclos hasta el fallo y el punto de iniciación del mismo.

7.5.4. Ensayo de fuego

Los ensayos se realizarán de acuerdo con el punto A.15 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

7.5.5. Ensayo de penetración

Los ensayos se realizarán de acuerdo con el punto A.16 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

7.5.6. Aparición de LBB

Para diseños de botellas que no superen 45 000 ciclos cuando se sometan a ensayo con arreglo al punto 7.5.3 anterior, se realizarán ensayos de aparición de LBB de acuerdo con el punto A.6 del apéndice A del presente anexo, y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

8. BOTELLAS CON ENVOLVENTE DE ANILLOS DEL TIPO GNC-2

8.1. Generalidades

Durante la aplicación de presión, este tipo de diseño de botella tiene un comportamiento en el que los desplazamientos de la envolvente de material compuesto y de la camisa metálica se superponen linealmente. Debido a las distintas técnicas de fabricación, el presente anexo no establece un método definido para el diseño.

La determinación de la aparición de fugas antes de la rotura (LBB) se ajustará a los procedimientos apropiados definidos en el punto A.6 (apéndice A del presente anexo). El tamaño admisible de los defectos se determinará de acuerdo con el punto 6.15.2 anterior.

8.2. Requisitos de diseño

8.2.1. Camisa metálica

La camisa metálica tendrá una presión mínima de rotura real de 26 MPa.

8.2.2. Envolvente de material compuesto

El esfuerzo de tracción de las fibras cumplirá los requisitos del punto 6.5 anterior.

8.2.3. Análisis de esfuerzos

Se calcularán los esfuerzos en el material compuesto y en la camisa después del pretensado. Las presiones utilizadas para estos cálculos serán de 0 MPa, 2 MPa, 20 MPa, la presión de ensayo y la presión de rotura de diseño. Para los cálculos se utilizarán técnicas de análisis adecuadas usando la teoría de envolventes delgadas y teniendo en cuenta el comportamiento no lineal del material de la camisa para establecer las distribuciones de esfuerzos en el cuello, zonas de transición y parte cilíndrica de la camisa.

En diseños que utilicen autozunchado para obtener el pretensado, se calcularán los límites en que deberá estar comprendida la presión de autozunchado.

En diseños que utilicen arrollamiento con presión controlada para obtener el pretensado, se calculará la temperatura a la que se realice, la tensión necesaria en cada capa de material compuesto y el pretensado consiguiente en la camisa.

8.3. Requisitos de fabricación

8.3.1. Generalidades

La botella de material compuesto se fabricará con una camisa envolvente con arrollamientos de filamento continuo. Las operaciones de arrollamiento del filamento se controlarán mecánicamente o por ordenador. Los filamentos se aplicarán bajo tensión controlada durante el arrollamiento. Terminado el arrollamiento, las resinas termoendurecibles se someterán a curado por calor utilizando un perfil tiempo/temperatura predeterminado y controlado.

8.3.2. Camisa

La fabricación de una camisa metálica cumplirá los requisitos del punto 7.3 para el tipo apropiado de construcción de la camisa.

8.3.3. Envolvente

Las botellas se fabricarán en una máquina de arrollamiento de filamento. Durante el arrollamiento se vigilarán las variables importantes dentro de las tolerancias especificadas y se documentarán en un registro de arrollamiento. Estas variables pueden incluir las siguientes, aunque sin limitarse a ellas:

a) tipo de fibra, incluido el tamaño;

b) método de impregnación;

c) tensión de arrollamiento;

d) velocidad de arrollamiento;

e) número de mechas;

f) ancho de la banda;

g) tipo y composición de la resina;

h) temperatura de la resina;

i) temperatura de la camisa.

8.3.3.1. Curado de las resinas termoendurecibles

Si se utiliza una resina termoendurecible, se someterá a un proceso de curado después del arrollamiento del filamento. Durante el curado, se documentará el ciclo de curado (es decir, la variación de la temperatura en función del tiempo).

La temperatura de curado se controlará y no afectará a las propiedades del material de la camisa. La temperatura máxima de curado para botellas con camisa de aluminio será de 177 °C.

8.3.4. Autozunchado

El autozunchado, si se usa, se aplicará antes del ensayo de presión hidrostática. La presión de autozunchado estará comprendida dentro de los límites establecidos en el punto 8.2.3 anterior y el fabricante determinará el método para verificar la presión apropiada.

8.4. Requisitos de los ensayos de producción

8.4.1. Examen no destructivo

Los exámenes no destructivos se realizarán de acuerdo con una norma ISO reconocida u otra norma equivalente. En cada camisa metálica se realizarán los siguientes ensayos:

a) ensayo de dureza de acuerdo con el punto A.8 (apéndice A del presente anexo);

b) examen ultrasónico de acuerdo con BS 5045, parte 1, anexo 1B, o un método END equivalente demostrado, para asegurar que el tamaño máximo de los defectos no supera el tamaño especificado en el diseño.

8.4.2. Ensayo de presión hidrostática

Cada botella terminada se someterá al ensayo de presión hidrostática de acuerdo con el punto A.11 (apéndice A del presente anexo). El fabricante definirá el límite adecuado de dilatación volumétrica permanente para la presión de ensayo aplicada, pero en ningún caso la dilatación permanente será superior al 5 % de la dilatación volumétrica total a la presión de ensayo. Todas las botellas que no cumplan el límite de rechazo definido serán rechazadas y o bien destruidas o bien utilizadas a efectos de ensayos de lotes.

8.5. Ensayos de lotes de botellas

8.5.1. Generalidades

Los ensayos de lotes se realizarán en botellas terminadas representativas de la producción normal y completas con marcas de identificación. Se seleccionarán aleatoriamente de cada grupo dos botellas, o una botella y una camisa si procede. Si se someten a ensayo más botellas de las requeridas por el presente anexo, se documentarán todos los resultados. En dichas botellas se realizarán, como mínimo, los ensayos siguientes:

Si se detectan defectos en la envolvente antes de cualquier ensayo de autozunchado o de presión hidrostática, se quitará la envolvente, que será sustituida.

a) Ensayos de materiales del lote. Una botella, una camisa o un testigo de tratamiento térmico representativo de una botella terminada se someterá a los siguientes ensayos: i) verificación de dimensiones por comparación con el diseño, ii) un ensayo de resistencia a la tracción de acuerdo con el punto A.1 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos del diseño, iii) para botellas de acero, 3 ensayos de impacto de acuerdo con el punto A.2 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos del diseño, iv) si forma parte del diseño un revestimiento protector, este se someterá a ensayo de acuerdo con el punto A.9.2 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo. Todas las botellas o camisas representadas por ensayo de lote que no cumplan los requisitos especificados se someterán a los procedimientos indicados en el punto 6.16 anterior. Si el revestimiento no cumple los requisitos del punto A.9.2. (apéndice A del presente anexo), el lote se inspeccionará al 100 % para retirar las botellas con defectos similares. El revestimiento de todas las botellas defectuosas podrá retirarse utilizando un método que no afecte a la integridad de la envolvente de material compuesto y podrá aplicarse de nuevo. Se repetirá entonces el ensayo de lote del revestimiento.

b) Ensayo de rotura del lote. Se someterá a ensayo una botella de acuerdo con los requisitos del punto 7.4.b) anterior.

c) Ensayo de ciclos periódicos de presión. De acuerdo con los requisitos del punto 7.4.c) anterior.

8.6. Ensayos de calificación del diseño de las botellas

8.6.1. Generalidades

Los ensayos de calificación se realizarán en botellas terminadas representativas de la producción normal y completas con marcas de identificación. La selección, acreditación y documentación de los resultados cumplirán lo dispuesto en el punto 6.13 anterior.

8.6.2. Ensayo de rotura por presión hidrostática

a) Se aplicará presión hidrostática hasta la rotura a una camisa de acuerdo con el punto A.12 (apéndice A del presente anexo). La presión de rotura será superior a la mínima especificada para el diseño de la camisa.

b) Se aplicará presión hidrostática hasta la rotura a tres botellas de acuerdo con el punto A.12 (apéndice A del presente anexo). Las presiones de rotura de las botellas superarán las mínimas especificadas establecidas mediante análisis de esfuerzos para el diseño, de acuerdo con el cuadro 6.3, y en ningún caso serán inferiores al valor necesario para cumplir los requisitos de relación de esfuerzos del punto 6.5 anterior.

8.6.3. Ensayos de ciclos de presión a temperatura ambiente

Dos botellas terminadas se someterán a ciclos de presión a temperatura ambiente de acuerdo con el punto A.13 (apéndice A del presente anexo) hasta que se produzca un fallo o hasta un mínimo de 45 000 ciclos. Las botellas no fallarán antes de realizar un número de ciclos 1 000 veces superior a la vida útil especificada en años. Las botellas que resistan un número de ciclos 1 000 veces superior a la vida útil especificada en años fallarán por fugas y no por rotura. Las botellas que no fallen a lo largo de 45 000 ciclos serán destruidas, bien continuando los ciclos hasta que se produzca el fallo, bien por aplicación de presión hidrostática hasta la rotura. Las botellas que superen los 45 000 ciclos podrán fallar por rotura. Se registrará el número de ciclos hasta el fallo y el punto de iniciación del mismo.

8.6.4. Ensayo de ambiente ácido

Una botella se someterá a ensayo de acuerdo con el punto A.14 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo. En el apéndice informativo H del presente anexo se incluye un ensayo ambiental opcional.

8.6.5. Ensayo de fuego

Las botellas terminadas se someterán a ensayo de acuerdo con el punto A.15 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

8.6.6. Ensayo de penetración

Se someterá a ensayo una botella terminada con arreglo al punto A.16 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

8.6.7. Ensayos de tolerancia de defectos

Se someterá a ensayo una botella terminada con arreglo al punto A.17 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

8.6.8. Ensayo de fluencia a alta temperatura

En diseños en los que la temperatura de transición vítrea de la resina no supere en 20 °C, como mínimo, la temperatura máxima de diseño del material, se someterá a ensayo una botella de acuerdo con el punto A.18 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

8.6.9. Ensayo acelerado de rotura por esfuerzos

Se someterá a ensayo una botella terminada con arreglo al punto A.19 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

8.6.10. Aparición de LBB

Para diseños de botellas que no superen 45 000 ciclos cuando se sometan a ensayo con arreglo al punto 8.6.3 anterior, se realizarán ensayos de aparición de LBB de acuerdo con el punto A.6 del apéndice A del presente anexo, y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

8.6.11. Ensayos de ciclos de presión a temperaturas extremas

Se someterá a ensayo una botella terminada con arreglo al punto A.7 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

9. BOTELLAS CON ENVOLVENTE COMPLETA DEL TIPO GNC-3

9.1. Generalidades

Durante la aplicación de presión, este tipo de botella se comporta de manera que los desplazamientos de la envolvente de material compuesto y de la camisa se superponen. Debido a las distintas técnicas de fabricación, el presente anexo no establece un método de diseño definido. La determinación de la aparición de fugas antes de la rotura (LBB) se ajustará a los procedimientos apropiados definidos en el punto A.6 (apéndice A del presente anexo). El tamaño admisible de los defectos se determinará de acuerdo con el punto 6.15.2 anterior.

9.2. Requisitos de diseño

9.2.1. Camisa metálica

El esfuerzo de compresión en la camisa a presión 0 y 15 °C no hará que esta se aplaste o arrugue.

9.2.2. Envolvente de material compuesto

El esfuerzo de tracción de las fibras cumplirá los requisitos del punto 6.5 anterior.

9.2.3. Análisis de esfuerzos

Se calcularán los esfuerzos en dirección longitudinal y tangencial de la botella en el material compuesto y en la camisa después de aplicar presión. La presión utilizada para estos cálculos será cero, la presión de trabajo, el 10 % de la presión de trabajo, la presión de ensayo y la presión de rotura de diseño. Se calcularán los límites dentro de los cuales deberá estar la presión de autozunchado. Para los cálculos se utilizarán técnicas de análisis adecuadas usando la teoría de envolventes delgadas y teniendo en cuenta el comportamiento no lineal del material de la camisa para establecer las distribuciones de esfuerzos en el cuello, zonas de transición y parte cilíndrica de la camisa.

9.3. Requisitos de fabricación

Los requisitos de fabricación estarán de acuerdo con el punto 8.3 anterior con la excepción de que la envolvente incluirá también los filamentos arrollados en hélice.

9.4. Requisitos de los ensayos de producción

Los requisitos de los ensayos de producción estarán de acuerdo con lo establecido en el punto 8.4 anterior.

9.5. Ensayos de lotes de botellas

Los ensayos de lotes estarán de acuerdo con los requisitos del punto 8.5 anterior.

9.6. Ensayos de calificación del diseño de las botellas

Los ensayos de calificación del diseño de las botellas cumplirán los requisitos del punto 8.6 anterior y del punto 9.6 siguiente, con la excepción de que no se precisa la rotura de la camisa según el punto 8.6 anterior.

9.6.1. Ensayo de caída

Una o más botellas terminadas se someterán al ensayo de caída de acuerdo con el punto A.30 (apéndice A del presente anexo).

10. BOTELLAS TOTALMENTE DE MATERIAL COMPUESTO DE TIPO GNC-4

10.1. Generalidades

El presente anexo no establece un método definido para el diseño de botellas con camisa de polímeros debido a la variedad de diseños posibles.

10.2. Requisitos de diseño

Se utilizarán cálculos de diseño para justificar su adecuación. La resistencia a la tracción de las fibras cumplirá los requisitos del punto 6.5 anterior.

En los salientes metálicos de los extremos se utilizarán roscas cónicas y cilíndricas de acuerdo con los puntos 6.10.2 o 6.10.3 anteriores.

Los salientes metálicos extremos con aberturas roscadas soportarán un par de 500 Nm, sin que resulte dañada la integridad de la unión a la camisa no metálica. Los salientes metálicos extremos conectados a la camisa no metálica serán de un material compatible con las condiciones de servicio especificadas en el punto 4 del presente anexo.

10.3. Análisis de esfuerzos

Se calcularán los esfuerzos en dirección longitudinal y tangencial de la botella en el material compuesto y en la camisa después de aplicar presión. La presión utilizada para estos cálculos será cero, la presión de trabajo, la presión de ensayo y la presión de rotura de diseño. Para los cálculos se utilizarán técnicas de análisis adecuadas a fin de establecer las distribuciones de esfuerzos en toda la botella.

10.4. Requisitos de fabricación

Los requisitos de fabricación estarán de acuerdo con el punto 8.3 anterior, con la excepción de que la temperatura de curado para resinas termoendurecibles será 10 °C inferior, como mínimo, a la temperatura de ablandamiento de la camisa de plástico.

10.5. Requisitos de los ensayos de producción

10.5.1. Ensayo de presión hidrostática

Cada botella terminada se someterá al ensayo de presión hidrostática de acuerdo con el punto A.11 (apéndice A del presente anexo). El fabricante definirá el límite de expansión elástica apropiado para la presión de ensayo utilizada, pero en ningún caso la dilatación elástica de ninguna botella superará el valor medio del lote en más del 10 %. Toda botella que no cumpla el límite de rechazo definido será rechazada y destruida o utilizada a efectos de ensayos de lotes.

10.5.2. Ensayo de fugas

Todas las botellas terminadas se someterán a ensayos de fugas de acuerdo con el punto A.10 (apéndice A del presente anexo) y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo.

10.6. Ensayos de lotes de botellas

10.6.1. Generalidades

Los ensayos de lotes se realizarán en botellas terminadas representativas de la producción normal y completas con marcas de identificación. De cada lote se seleccionará aleatoriamente una botella. Si se someten a ensayo más botellas de las requeridas por el presente anexo, se documentarán todos los resultados. En dichas botellas se realizarán, como mínimo, los ensayos siguientes:

a) ensayo de materiales del lote: Una botella, camisa o testigo de una camisa representativa de una botella acabada se someterá a los siguientes ensayos: i) verificación de dimensiones por comparación con el diseño, ii) un ensayo de resistencia a la tracción de la camisa de plástico de acuerdo con el punto A.22 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos del diseño, iii) la temperatura de fusión de la camisa de plástico se someterá a ensayo de acuerdo con el punto A.23 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos del diseño, iv) si forma parte del diseño un revestimiento protector, este se someterá a ensayo de acuerdo con el punto A.9.2 (apéndice A del presente anexo). Si el revestimiento no cumple los requisitos del punto A.9.2 (apéndice A del presente anexo), el lote se inspeccionará al 100 % para retirar las botellas con defectos similares. El revestimiento de todas las botellas defectuosas podrá retirarse utilizando un método que no afecte a la integridad de la envolvente de material compuesto y podrá aplicarse de nuevo. Se repetirá entonces el ensayo de lote del revestimiento;

b) ensayo de rotura del lote: Se someterá a ensayo una botella de acuerdo con los requisitos del punto 7.4.b) anterior;

c) ensayo de ciclos periódicos de presión: En una botella, el saliente extremo se someterá a ensayo a un par de 500 Nm de acuerdo con el método del punto A.25 (apéndice A del presente anexo). La botella se someterá entonces a ciclos de presión de acuerdo con los procedimientos establecidos en el punto 7.4.c) anterior. Después de los ciclos de presión requeridos, se someterá la botella a ensayos de fugas de acuerdo con el método descrito en el punto A.10 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

10.7. Ensayos de calificación del diseño de las botellas

10.7.1. Generalidades

Los ensayos de calificación de las botellas serán conformes a los requisitos de los puntos 8.6, 10.7.2, 10.7.3 y 10.7.4 del presente anexo, con la excepción de que el ensayo de aparición de LBB del punto 8.6.10 no es necesario.

10.7.2. Ensayo de par del saliente

Una botella se someterá a ensayo de acuerdo con el punto A.25 (apéndice A del presente anexo).

10.7.3. Ensayo de permeabilidad

Una botella se someterá al ensayo de permeabilidad de acuerdo con el punto A.21 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

10.7.4. Ensayo de ciclos de gas natural

Se someterá a ensayo una botella terminada con arreglo al punto A.27 (apéndice A del presente anexo) y cumplirá los requisitos establecidos en el mismo.

11. MARCADO

11.1. Colocación de marcas

En cada botella, el fabricante pondrá marcas claras y permanentes de altura no inferior a 6 mm. Las marcas se harán mediante etiquetas incorporadas en los revestimientos de resina, etiquetas fijadas mediante adhesivos, troqueles de bajo esfuerzo aplicados a los extremos regruesados de los diseños de los tipos GNC-1 y GNC-2 o cualquier combinación de estos procedimientos. Las etiquetas adhesivas y su aplicación serán conformes con ISO 7225 u otra norma equivalente. Se permiten múltiples etiquetas, que deberán colocarse de modo que no queden oscurecidas por los soportes de montaje. Cada botella que cumpla este anexo se marcará de la manera siguiente:

a) información preceptiva: i) «SOLO GNC», ii) «NO UTILIZAR DESPUÉS DE XX/XXXX», donde «XX/XXXX» indica el mes y año de caducidad (2), iii) identificación del fabricante, iv) identificación de la botella (número de pieza aplicable y número de serie exclusivo para cada botella), v) presión de trabajo y temperatura, vi) número del Reglamento CEPE junto con el tipo de botella y número de registro de la certificación, vii) los dispositivos y/o válvulas limitadores de presión calificados para uso con la botella o los medios para obtener información sobre sistemas de protección contra incendios calificados, viii) si se utilizan etiquetas, todas las botellas tendrán un número de identificación exclusivo troquelado en una superficie metálica expuesta para permitir el seguimiento en caso de destrucción de la etiqueta;

b) información no preceptiva: En una o varias etiquetas separadas podrá incluirse la siguiente información no preceptiva: i) rango de temperaturas del gas, por ejemplo, – 40 °C a 65 °C, ii) capacidad nominal de agua de la botella con hasta dos números significativos, por ejemplo, 120 litros, iii) fecha del ensayo de presión original (mes y año). Las marcas se colocarán en la secuencia indicada, pero la disposición concreta podrá modificarse para adaptarlas al espacio disponible. Un ejemplo aceptable de información obligatoria es el siguiente: SOLO GNC NO UTILIZAR DESPUÉS DE …/… Fabricante/Número de pieza/Número de serie 20 MPa/15 °C CEPE R 110 GNC-2 (no de registro …) «Utilizar sólo dispositivo limitador de presión autorizado por el fabricante»

12. PREPARACIÓN PARA EL ENVÍO

Antes del envío desde el taller del fabricante, todas las botellas se limpiarán y secarán internamente. Las botellas no cerradas inmediatamente por el montaje de una válvula y de dispositivos limitadores de presión, si procede, tendrán tapones en todas las aberturas para proteger las roscas y evitar la entrada de humedad. Se pulverizará un inhibidor de corrosión (por ejemplo, que contenga aceite) sobre todas las botellas y camisas de acero antes de su envío.

Se facilitará al comprador la declaración de servicio del fabricante y toda la información necesaria para asegurar la manipulación, uso e inspección en servicio en condiciones correctas. La declaración estará de acuerdo con el apéndice D del presente anexo.

(1) No se requiere si se utiliza el planteamiento de ensayos de botellas con defectos del punto A.7 (apéndice A del presente anexo).

(2) La fecha de caducidad no superará la vida útil especificada. La fecha de caducidad podrá aplicarse a la botella en el momento del envío, siempre que las botellas hayan estado almacenadas en un lugar seco sin presión interna.

Apéndice A MÉTODOS DE ENSAYO A.1. ENSAYOS DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, ACERO Y ALUMINIO En el material tomado de la parte cilíndrica de la botella acabada, se realizará un ensayo de resistencia a la tracción utilizando una probeta de forma rectangular según el método descrito en ISO 9809 para acero y en ISO 7866 para aluminio. En el caso de las botellas con camisas de acero inoxidable soldado, se realizarán ensayos de resistencia a la tracción en material tomado de las soldaduras con arreglo al método descrito en el punto 8.4 de la norma EN 13322-2. Las dos caras de las probetas correspondientes a las superficies interior y exterior de la botella no se mecanizarán. El ensayo de resistencia a la tracción se realizará de acuerdo con ISO 6892. Nota: Se llama la atención sobre el método de medida del alargamiento descrito en ISO 6892, especialmente en los casos en que la probeta tenga forma trapezoidal con el resultado de un punto de rotura alejado del centro de la longitud del medidor. A.2. ENSAYO DE IMPACTO, BOTELLAS Y CAMISAS DE ACERO El ensayo de impacto se realizará en material tomado de la parte cilíndrica de la botella y en tres probetas, según ISO 148. Las probetas para el ensayo de impacto se tomarán de la pared de la botella en la dirección indicada en el cuadro 6.2 del anexo 3A. En el caso de las botellas con camisas de acero inoxidable soldado, se realizarán ensayos de impacto en material tomado de las soldaduras con arreglo al método descrito en el punto 8.6 de la norma EN 13322-2. La entalladura será perpendicular a la cara de la pared de la botella. Para los ensayos longitudinales, la probeta se mecanizará totalmente (las seis caras); si el espesor de la pared no permite una probeta final de 10 mm, la anchura será lo más cercana posible al espesor nominal de la pared de la botella. Las probetas tomadas en dirección transversal se mecanizarán sólo en 4 caras, dejando sin mecanizar las caras interior y exterior de la pared de la botella. A.3. ENSAYO DE TENSOFISURACIÓN POR SULFUROS EN EL ACERO Excepto lo dispuesto a continuación, los ensayos se realizarán con arreglo a los procedimientos del método A del ensayo de tracción normalizado NACE, descritos en la norma NACE TM0177-96. Se someterán a ensayo un mínimo de tres probetas con un diámetro de 3,81 mm (0,150 pulgadas), mecanizadas a partir de la pared de una botella terminada o de una camisa. Las probetas se someterán a una carga de tracción constante igual al 60 % del límite elástico mínimo especificado para el acero, se sumergirán en una solución de agua destilada tamponada con 0,5 % (fracción másica) de trihidrato de acetato de sodio y se ajustarán a un pH inicial de 4,0 mediante ácido acético. La solución estará saturada continuamente a temperatura y presión ambientes con 0,414 kPa (0,06 psia) de sulfuro de hidrógeno (balance de nitrógeno). Las probetas no fallarán durante un período de duración del ensayo de 144 horas. A.4. ENSAYOS DE CORROSIÓN, ALUMINIO Los ensayos de corrosión para aleaciones de aluminio se realizarán de acuerdo con el anexo A de ISO/DIS 7866 y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo. A.5. ENSAYOS DE FISURACIÓN BAJO CARGA PERMANENTE, ALUMINIO Los ensayos de resistencia a la fisuración bajo carga permanente se realizarán de acuerdo con el anexo D de ISO/DIS 7866 y cumplirán los requisitos establecidos en el mismo. A.6. ENSAYO DE APARICIÓN DE FUGAS ANTES DE LA ROTURA (LBB) Tres botellas terminadas se someterán a ciclos de presión entre no más de 2 MPa y no menos de 30 MPa a una frecuencia no superior a 10 ciclos por minuto. Todas las botellas deberán fallar por fugas. A.7. CICLOS DE PRESIÓN A TEMPERATURAS EXTREMAS Las botellas terminadas, con la envolvente de material compuesto exenta de cualquier revestimiento protector, se someterán a ciclos de presión sin que aparezcan indicios de fugas, rotura o desprendimiento de la fibra, de la manera siguiente: a) acondicionar durante 48 horas a presión cero, temperatura de 65 °C o superior y humedad relativa del 95 % o superior. El objeto de este requisito se considerará cumplido mediante una fina pulverización o niebla de agua en una cámara mantenida a 65 °C; b) aplicar presión hidrostática durante 500 veces la vida útil especificada en años entre no más de 2 MPa y no menos de 26 MPa a una temperatura de 65 °C o superior y a una humedad del 95 % o superior; c) estabilizar a presión cero y temperatura ambiente; d) aplicar presión hidrostática durante 500 veces la vida útil especificada en años entre no más de 2 MPa y no menos de 20 MPa a una temperatura de – 40 °C o inferior. La frecuencia de los ciclos de presión en b) no será superior a 10 ciclos por minuto. La frecuencia de los ciclos de presión en d) no será superior a 3 ciclos por minuto, a menos que se haya instalado directamente en la botella un transductor de presión. Se instalarán instrumentos registradores adecuados para asegurar el mantenimiento de la temperatura mínima del líquido durante el ensayo de ciclos a baja temperatura. Después de los ciclos de ensayos de presión a temperaturas extremas, las botellas se someterán a presión hidrostática hasta la rotura de acuerdo con los requisitos del ensayo de rotura por presión hidrostática, alcanzándose una presión de rotura mínima del 85 % de la presión mínima de rotura de diseño. Para los diseños del tipo GNC-4, antes del ensayo de rotura por presión hidrostática, la botella se someterá al ensayo de fugas de acuerdo con el punto A.10 siguiente. A.8. ENSAYO DE DUREZA BRINELL Los ensayos de dureza se realizarán en la pared paralela al centro y en un extremo abovedado de cada botella o camisa de acuerdo con ISO 6506. El ensayo se realizará después del tratamiento térmico final y los valores de la dureza así determinados estarán dentro del intervalo de valores especificado para el diseño. A.9. ENSAYOS DEL REVESTIMIENTO [OBLIGATORIOS SI SE APLICA EL PUNTO 6.12.c) DEL ANEXO 3A]. A.9.1. Ensayos de comportamiento del revestimiento Los revestimientos se evaluarán utilizando los siguientes métodos de ensayo o aplicando normas nacionales equivalentes: a) ensayos de adherencia según ISO 4624 utilizando el método A o B, según proceda. El revestimiento obtendrá una clasificación de adherencia 4A o 4B, según proceda; (b) ensayos de flexibilidad de acuerdo con el ensayo de flexión con mandril ASTM D522 de revestimientos orgánicos fijados, utilizando el método de ensayo B con un mandril de 12,7 mm (0,5 pulgadas) en el espesor especificado a – 20 °C. Las muestras para el ensayo de flexibilidad se prepararán de acuerdo con la norma ASTM D522. No se apreciará visualmente ninguna grieta; c) resistencia al impacto de acuerdo con el método de ensayo de resistencia de revestimientos orgánicos a los efectos de deformación rápida (impacto) ASTM D2794. El revestimiento a temperatura ambiente superará un ensayo de impacto de 18 J (160 in-lbs); d) resistencia química cuando se someta a ensayo generalmente de acuerdo con el efecto de los productos químicos para uso doméstico en acabados orgánicos transparentes y pigmentados ASTM D1308. Los ensayos se realizarán utilizando el método de ensayo en puntos abiertos y una exposición de 100 horas a una solución de ácido sulfúrico al 30 % (ácido de baterías con una densidad de 1,219) y 24 horas de exposición a un polialcalenglicol (por ejemplo, líquido de frenos). No se observarán indicios de levantamiento, ampollas o ablandamiento del revestimiento. La adherencia alcanzará una clasificación 3 cuando se someta a ensayo de acuerdo con ASTM D3359; e) 1 000 horas de exposición como mínimo de acuerdo con el procedimiento para uso de aparatos expuestos a la luz y al agua (tipo fluorescente con condensación de agua) para exposición de materiales no metálicos ASTM G53. No se observarán indicios de ampollas y la adherencia alcanzará una clasificación 3 cuando se someta a ensayo según ISO 4624. La máxima pérdida de brillo permitida es del 20 %; f) 500 horas de exposición como mínimo de acuerdo con el método de ensayo por pulverización de sal (niebla) ASTM B117. La socavación no superará los 3 mm en la marca del gramil, no habrá indicios de ampollas y la adherencia alcanzará una clasificación de 3 cuando se someta a ensayo de acuerdo con ASTM D3359; g) resistencia a melladuras a temperatura ambiente utilizando la resistencia a las melladuras de revestimientos ASTM D3170. El revestimiento alcanzará una clasificación 7A o superior y no quedará expuesta ninguna parte del sustrato. A.9.2. Ensayos de lotes de revestimientos a) Grosor del revestimiento El grosor del revestimiento cumplirá los requisitos del diseño cuando se someta a ensayo de acuerdo con ISO 2808. b) Adherencia del revestimiento La adherencia del revestimiento se medirá de acuerdo con ISO 4624, y alcanzará una clasificación de 4 cuando se mida de acuerdo con el método de ensayo A o B, según proceda. A.10. ENSAYO DE FUGAS Los diseños de tipo GNC-4 se someterán a ensayo de fugas utilizando el siguiente procedimiento o una alternativa aceptable: a) las botellas se secarán perfectamente y se someterán a la presión de trabajo con aire seco o nitrógeno que contenga un gas detectable como el helio; b) toda fuga medida en cualquier punto que supere los 0,004 cm3/h (normales) será causa de rechazo. A.11. ENSAYO HIDRÁULICO Se utilizará una de las dos opciones siguientes: Opción 1: Ensayo de camisa de agua: a) la botella se someterá a ensayo hidrostático a una presión de 1,5 veces la presión de trabajo, como mínimo. En ningún caso será la presión de ensayo superior a la presión de autozunchado; b) la presión se mantendrá durante un período lo suficientemente largo (mínimo 30 segundos) para asegurar la dilatación completa. La presión interna aplicada después del autozunchado y antes del ensayo hidrostático no será superior al 90 % de la presión hidrostática de ensayo. Si la presión de ensayo no se puede mantener a causa del fallo del aparato de ensayo, podrá repetirse el ensayo a una presión incrementada en 700 kPa. No se permite la repetición de más de dos de estos ensayos; c) el fabricante definirá el límite adecuado de dilatación volumétrica permanente para la presión de ensayo utilizada, pero en ningún caso la dilatación permanente será superior al 5 % de la dilatación volumétrica total medida bajo la presión de ensayo. Para diseños del tipo GNC-4, la dilatación elástica será establecida por el fabricante. Toda botella que no cumpla el límite de rechazo definido será rechazada y destruida o utilizada a efectos de ensayos de lotes. Opción 2: Ensayo de mantenimiento de la presión: La presión hidrostática en la botella se aumentará gradual y uniformemente hasta alcanzar la presión de ensayo, que será como mínimo 1,5 veces la presión de trabajo. La presión de ensayo se mantendrá durante un período suficiente (mínimo 30 segundos) para asegurar que no hay tendencia a que disminuya la presión y que la estanquidad está garantizada. A.12. ENSAYO DE ROTURA POR PRESIÓN HIDROSTÁTICA a) La velocidad de aumento de la presión no será superior a 1,4 MPa por segundo (200 psi/s) a presiones por encima del 80 % de la presión de rotura de diseño. Si la velocidad de aumento de la presión a presiones por encima del 80 % de la presión de rotura de diseño es superior a 350 kPa/s (50 psi/s) entonces se colocará la botella esquemáticamente entre la fuente de presión y el dispositivo de medida de presión, o bien se producirá una retención de 5 segundos a la presión de rotura de diseño mínima. b) La presión mínima de rotura requerida (calculada) será al menos de 45 MPa y en ningún caso inferior al valor necesario para cumplir los requisitos de relación de esfuerzos. Se registrará la presión de rotura real. La rotura podrá producirse en la zona cilíndrica o en la zona de la cúpula de la botella. A.13. CICLOS DE PRESIÓN A TEMPERATURA AMBIENTE Se realizarán ciclos de presión de acuerdo con el procedimiento siguiente: a) se llenará la botella que se someterá a ensayo con un fluido no corrosivo como aceite, agua inhibida o glicol; b) se aplicarán ciclos de presión entre no más de 2 MPa y no menos de 26 MPa a una frecuencia no superior a 10 ciclos por minuto. Se registrará el número de ciclos hasta el fallo junto con la posición y la descripción de la iniciación del fallo. A.14. ENSAYO DE AMBIENTE ÁCIDO Se aplicará el siguiente procedimiento de ensayo a una botella terminada: a) se expondrá una zona de 150 mm de diámetro en la superficie de la botella durante 100 horas a una solución de ácido sulfúrico al 30 % (ácido de baterías con una densidad de 1,219) estando la botella a una presión de 26 MPa; b) se procederá entonces a la rotura de la botella de acuerdo con el procedimiento definido en el punto A.12 anterior, obteniéndose una presión de rotura superior al 85 % de la presión mínima de rotura de diseño. A.15. ENSAYO DE FUEGO A.15.1. Generalidades Los ensayos de fuego están previstos para demostrar que las botellas terminadas, completas con el sistema de protección contra incendio (válvula de la botella, dispositivos limitadores de presión y/o aislamiento térmico integral) especificado en el diseño no se romperán cuando se las someta a ensayo en las condiciones de incendio especificadas. Deberán adoptarse las máximas precauciones durante el ensayo de fuego debido a la posibilidad de que se produzca la rotura de la botella. A.15.2. Preparación de las botellas Las botellas se colocarán horizontalmente con la parte inferior de las mismas a una distancia de 100 mm aproximadamente por encima de la fuente de fuego. Se utilizará una pantalla metálica para impedir la incidencia directa de las llamas en las válvulas, accesorios y/o dispositivos limitadores de presión de las botellas. La pantalla metálica no estará en contacto directo con el sistema especificado de protección contra incendio (dispositivos limitadores de presión o válvula de la botella). Todo fallo que se produzca durante el ensayo de una válvula, unión o tubería que no sea parte del sistema de protección previsto por el diseño invalidará el resultado. A.15.3. Fuente de fuego Se preparará una fuente de fuego uniforme de 1,65 m de longitud para que exista incidencia directa de las llamas sobre la superficie de la botella a lo largo de todo su diámetro. Podrá utilizarse cualquier combustible como fuente de fuego siempre que genere calor uniforme suficiente para mantener las temperaturas de ensayo especificadas hasta que se vacíe la botella. En la selección del combustible deberán tenerse en cuenta los aspectos de contaminación del aire. La disposición del fuego se registrará con suficiente detalle para asegurar la reproducibilidad de la aportación de calor a la botella. Cualquier fallo o falta de uniformidad de la fuente de fuego durante un ensayo invalidará los resultados. A.15.4. Mediciones de temperatura y presión Se supervisarán las temperaturas superficiales mediante tres termopares, como mínimo, situados a lo largo de la parte inferior de la botella y separados entre sí no más de 0,75 m. Se utilizará la pantalla metálica para evitar la incidencia directa de la llama sobre los termopares. Otro método consiste en insertar los termopares en bloques metálicos cuadrados de menos de 25 mm2. Se medirá la presión en el interior de la botella mediante un sensor de presión sin modificar la configuración del sistema sometido a ensayo. Se registrarán las temperaturas de los termopares y la presión de la botella a intervalos de 30 segundos durante el ensayo. A.15.5. Requisitos generales de ensayo Las botellas se someterán a presión con gas natural y se someterán a ensayo en posición horizontal a: a) la presión de trabajo, y b) al 25 % de la presión de trabajo. Inmediatamente después del encendido, el fuego provocará la incidencia de las llamas sobre la superficie de la botella a lo largo de los 1,65 m de la fuente de fuego y a lo largo del diámetro de la botella. En un plazo de 5 minutos a partir del encendido, la temperatura de al menos uno de los termopares será de 590 °C como mínimo. Esta temperatura mínima se mantendrá durante el resto del ensayo. A.15.6. Botellas de longitud igual o inferior a 1,65 m El centro de la botella se colocará sobre el centro de la fuente de fuego. A.15.7. Botellas de longitud superior a 1,65 m Si la botella tiene un dispositivo limitador de presión en un extremo, la fuente de fuego comenzará en el extremo opuesto de la botella. Si la botella tiene dispositivos limitadores de presión en ambos extremos o en más de un punto a lo largo de la misma, el centro de la fuente de fuego se situará a mitad de camino entre los dispositivos limitadores de presión separados por la distancia horizontal mayor. Si la botella está protegida además por aislamiento térmico, se realizarán dos ensayos de fuego a la presión de servicio, una con el fuego centrado respecto a la longitud de la botella y otra comenzando el fuego en uno de los extremos de la botella. A.15.8. Resultados aceptables La botella se vaciará a través de un dispositivo limitador de presión. A.16. ENSAYOS DE PENETRACIÓN Una botella a una presión de 20 ± 1 MPa con gas comprimido será penetrada con una bala perforadora de blindajes de 7,62 mm de diámetro como mínimo. La bala penetrará totalmente al menos una de las paredes laterales de la botella. Para diseños de los tipos GNC-2, GNC-3 y GNC-4, el proyectil chocará con la pared con un ángulo aproximado de 45°. La botella no mostrará indicios de fallo por fragmentación. La pérdida de pequeños fragmentos de material, cada uno de los cuales con un peso no superior a 45 gramos, no constituirá un fallo del ensayo. Se registrará el tamaño aproximado de los orificios de entrada y de salida y sus posiciones. A.17. ENSAYOS DE TOLERANCIA A DEFECTOS DE MATERIALES COMPUESTOS Sólo para los diseños de los tipos GNC-2, GNC-3 y GNC-4 una botella terminada, completa con revestimiento protector, tendrá defectos en dirección longitudinal que penetren en el material compuesto. Los defectos serán superiores a los límites de inspección visual especificados por el fabricante. La botella con defectos se someterá a ciclos de presión desde no más de 2 MPa hasta no menos de 26 MPa durante 3 000 ciclos, seguidos de 12 000 ciclos adicionales a temperatura ambiente. La botella no presentará fugas ni se romperá durante los primeros 3 000 ciclos, pero podrá fallar por fugas durante los 12 000 últimos ciclos. Todas las botellas que finalicen este ensayo serán destruidas. A.18. ENSAYO DE FLUENCIA A ALTA TEMPERATURA Este ensayo es necesario para todos los diseños del tipo GNC-4 y para todos los diseños del tipo GNC-2 y GNC-3 en los que la temperatura de transición vítrea de la matriz de resina no supere la temperatura máxima de diseño del material indicada en el punto 4.4.2 del anexo 3A en 20 °C como mínimo. Se someterá una botella terminada a ensayo como se indica a continuación: a) la botella se someterá a una presión de 26 MPa y se mantendrá a una temperatura de 100 °C durante un mínimo de 200 horas; b) después del ensayo, la botella cumplirá los requisitos del ensayo de dilatación hidrostática según A.11, el ensayo de fugas según A.10 y el ensayo de rotura según A.12. A.19. ENSAYO ACELERADO DE ROTURA POR ESFUERZOS Solo para los diseños de los tipos GNC-2, GNC-3 y GNC-4, una botella sin revestimiento protector se someterá a una presión hidrostática de 26 MPa estando sumergida en agua a 65 °C. La botella se mantendrá a esta presión y temperatura durante 1 000 horas. La botella se someterá entonces a presión hasta la rotura de acuerdo con el procedimiento definido en el punto A.12, con la excepción de que la presión de rotura será superior al 85 % de la presión de rotura mínima de diseño. A.20. ENSAYO DE DAÑOS POR IMPACTO Una o más botellas terminadas se someterán a ensayo de caída a temperatura ambiente sin presión interna y sin válvulas conectadas. La superficie sobre la que se dejarán caer las botellas será una losa o piso de hormigón horizontal liso. Una botella se dejará caer en posición horizontal con la parte inferior 1,8 m por encima de la superficie sobre la que se deje caer. Se dejará caer verticalmente una botella sobre cada extremo a una altura suficiente sobre el piso o losa para que la energía potencial sea de 488 J, pero en ningún caso la altura del extremo inferior será superior a 1,8 m. Se dejará caer una botella en un ángulo de 45° sobre una cúpula desde una altura tal que el centro de gravedad esté a 1,8 m. Sin embargo, si el extremo inferior dista del suelo menos de 0,6 m, el ángulo de caída se cambiará para mantener una altura mínima del extremo de 0,6 m y del centro de gravedad de 1,8 m. Después del impacto de la caída, las botellas se someterán a ciclos de presión de un máximo de 2 MPa a un mínimo de 26 MPa, durante 1 000 veces la vida útil especificada en años. Las botellas podrán presentar fugas pero no rotura durante el ensayo cíclico. Todas las botellas que superen el ensayo cíclico serán destruidas. A.21. ENSAYO DE PERMEABILIDAD Este ensayo solo es necesario para los diseños de tipo GNC-4. Una botella determinada se llenará con gas natural comprimido o una mezcla de 90 % de nitrógeno y 10 % de helio hasta la presión de trabajo y se colocará en una cámara estanca a temperatura ambiente, vigilándose la presencia de fugas durante un tiempo suficiente para establecer la tasa de permeabilidad en condiciones permanentes. La tasa de permeabilidad será inferior a 0,25 ml de gas natural o helio por hora y por litro de capacidad de agua de la botella. A.22. PROPIEDADES DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN DE LOS PLÁSTICOS El límite elástico y el alargamiento a la rotura del material de las camisas de plástico se determinará a – 50 °C según ISO 3628, y cumplirán los requisitos del punto 6.3.6 del anexo 3A. A.23. TEMPERATURA DE FUSIÓN DE LOS PLÁSTICOS Los materiales poliméricos de camisas terminadas se someterán a ensayo de acuerdo con el método descrito en ISO 306, y cumplirán los requisitos del punto 6.3.6 del anexo 3A. A.24. REQUISITOS DE LOS DISPOSITIVOS LIMITADORES DE PRESIÓN La compatibilidad de los dispositivos limitadores de presión especificados por el fabricante con las condiciones de servicio indicadas en el punto 4 del anexo 3A se demostrará por medio de los ensayos de calificación siguientes: a) se mantendrá una muestra a una temperatura controlada no inferior a 95 °C y a una presión no inferior a la presión de ensayo (30 MPa) durante 24 horas. Al final de este ensayo no habrá fugas o signos visibles de extrusión de ningún metal fusible utilizado en el diseño. b) se someterá una muestra a un ensayo de fatiga mediante ciclos de presión a una frecuencia no superior a 4 ciclos por minuto, de la manera siguiente: i) se la mantendrá a 82 °C mientras se aplican 10 000 ciclos de presión entre 2 y 26 MPa; ii) se la mantendrá a – 40 °C mientras se aplican 10 000 ciclos de presión entre 2 y 20 MPa. Al final de este ensayo no habrá fugas ni signos visibles de extrusión de ningún metal fusible utilizado en el diseño; c) los componentes de retención de presión de latón expuestos soportarán, sin sufrir agrietamiento por corrosión bajo tensión, el ensayo de nitrato de mercurio descrito en la norma ASTM B154. El dispositivo limitador de presión se sumergirá durante 30 minutos en una solución acuosa de nitrato mercurioso que contenga 10 g de nitrato mercurioso y 10 ml de ácido nítrico por litro de solución. Tras la inmersión, se someterá el dispositivo limitador de presión a un ensayo de fugas aplicando una presión aerostática de 26 MPa durante un minuto, tiempo durante el cual se comprobará si hay fugas externas en el componente, en cuyo caso no serán superiores a 200 cm3/h; d) los componentes de retención de presión expuestos de acero inoxidable del dispositivo limitador de presión serán de un tipo de aleación resistente al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruros. A.25. ENSAYO DE PAR DEL SALIENTE El cuerpo de la botella se sujetará para que no pueda girar y se aplicará un par de 500 Nm a cada uno de los salientes extremos de la botella, primero en el sentido de apriete de una conexión roscada, luego en sentido contrario y finalmente otra vez en el sentido de apriete. A.26. RESISTENCIA AL CIZALLAMIENTO DE LAS RESINAS Los materiales de resina se someterán a ensayo en una muestra representativa de la envolvente de material compuesto de acuerdo con ASTM D2344, o una norma nacional equivalente. Después de hervido en agua durante 24 horas, el material compuesto tendrá una resistencia mínima al cizallamiento de 13,8 MPa. A.27. ENSAYO DE CICLOS DE GAS NATURAL Una botella terminada se someterá a ciclos de presión con gas natural comprimido desde menos de 2 MPa hasta la presión de trabajo durante 300 ciclos. Cada ciclo, consistente en el llenado y vaciado de la botella, no durará más de una hora. La botella se someterá a un ensayo de fugas de acuerdo con el punto A.10 anterior y cumplirá los requisitos correspondientes. Terminado el ensayo cíclico con gas natural, la botella se seccionará y se inspeccionará la zona de transición entre la camisa y el saliente del extremo para ver si existe algún deterioro, como agrietamiento por fatiga o descarga electrostática. Nota: Se tendrá especialmente en cuenta la seguridad durante la realización de este ensayo. Antes de realizarlo, las botellas de este diseño deberán haber superado los requisitos de ensayo del punto A.12 (ensayo de rotura por presión hidrostática), punto 8.6.3 del anexo 3A (ensayo de ciclos de presión a temperatura ambiente) y punto A.21 (ensayo de permeabilidad). Antes de realizar este ensayo, las botellas que vayan a someterse al mismo deberán superar los requisitos de ensayo del punto A.10 (ensayo de fugas). A.28. ENSAYO DE DOBLADO, CAMISAS DE ACERO INOXIDABLE SOLDADO Se realizarán ensayos de doblado en material tomado de la parte cilíndrica de una camisa de acero inoxidable soldado y sometido a ensayo con arreglo al método descrito en el punto 8.5 de la norma EN 13322-2. La probeta no se agrietará al doblarla hacia el interior alrededor de un molde de forma que la distancia entre los bordes internos no sea superior al diámetro del molde.

Apéndice B (No asignado)

Apéndice C (No asignado)

Apéndice D FORMULARIOS PARA LOS INFORMES Nota: Este apéndice no es una parte obligatoria de este anexo. Deben utilizarse los formularios siguientes: 1) Informe del fabricante y certificado de conformidad: se requiere que sea claro, legible y que se presente en el formato del formulario 1. 2) Informe (1) de análisis químico de materiales para botellas, camisas o salientes metálicos: elementos esenciales necesarios, identificación, etc. 3) Informe (1) de propiedades mecánicas de materiales para botellas y camisas metálicas: se requiere que informe de todos los ensayos exigidos por el presente Reglamento. 4) Informe (1) de propiedades físicas y mecánicas de materiales para botellas no metálicas: se requiere que informe de todos los ensayos y datos exigidos por el presente Reglamento. 5) Informe (1) de análisis de materiales compuestos: se requiere que informe de todos los ensayos y datos exigidos por el presente Reglamento. 6) Informe de ensayos hidrostáticos, ensayo de ciclos periódicos de presión y de ensayo de rotura: se requiere que informe de todos los ensayos y datos exigidos por el presente Reglamento. Formulario 1: Informe del fabricante y certificado de conformidad Fabricado por: Dirección: Número de registro reglamentario: Marca y número del fabricante: Número de serie: de … a … incluido … Descripción de la botella: TAMAÑO: Diámetro exterior: … mm; Longitud: … mm Las marcas troqueladas en la espalda o en las etiquetas de la botella son: a) «Solo GNC»: … b) «NO UTILIZAR DESPUÉS DE»: … c) «Marca del fabricante»: … d) Número de serie y de pieza: … e) Presión de trabajo en MPa: … f) Reglamento: … g) Tipo de protección contra incendios: … h) Fecha del ensayo original (mes y año): … i) Masa de la botella vacía (en kg): … j) Marca del organismo o inspector autorizados: … k) Capacidad de agua en litros: … l) Presión de ensayo en MPa: … m) Instrucciones especiales: … Todas las botellas se han fabricado cumpliendo todos los requisitos del Reglamento no … de acuerdo con la descripción anterior de la