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CONTENIDOS

    ANEXO I pag

    Introducción 1



      1.

      2.

      3.

      4.

      5.

      6.

      7.

      8.

      9.

      10.

      11.

      Alcance

      Referencias normativas

      Términos y definiciones

      Condiciones de servicio

      Aprobación y certificación

      Requisitos de los cilindros de metal tipo GNC-1

      Requisitos de los cilindros circunferencialmente enrollados tipo GNC-2

      Requisitos de los cilindros totalmente enrollados tipo GNC-3

      Requisitos de los cilindros totalmente compuestos tipo GNC-4

      Marcado


      Preparación para su despacho

      1

      2

      2



      4

      6

      8



      14

      22

      31



      38

      39


    ANEXO II pag



      A

      B

      C

      D

      E

      F

      G

      H



      Métodos y criterios de ensayo

      Inspección ultrasónica

      Procedimientos de aprobación y certificación

      Tamaño del defecto en el ensayo no destructivo por ciclado del cilindro con fallas

      Formularios de Informe

      Ensayo ante condiciones ambientales

      Verificación de las relaciones de tensión utilizando extensímetros

      Instrucciones del fabricante para la manipulación, uso e inspección de los cilindros



      40

      46

      49



      51

      52

      53



      57

      58








    ANEXO I



    Introducción

    Los cilindros para el almacenamiento a bordo de combustible para el funcionamiento de vehículos a gas natural deben ser livianos y al mismo tiempo mantener o mejorar el nivel de seguridad existente actualmente para otros recipientes a presión. Para esto se deben cumplir los siguientes requisitos:



  1. especificar de manera precisa y completa las condiciones de servicio como base sólida tanto para el diseño como para el uso del cilindro;

  2. un método adecuado para determinar la vida definida por la fatiga debida a la presión cíclica y establecer los tamaños de los defectos permitidos en los cilindros de metal o “liners”;

  3. los ensayos para la calificación del diseño;

  4. los ensayos no destructivos e inspección de todos los cilindros de la producción;

  5. los ensayos destructivos de los cilindros y del material del cilindro seleccionado de cada lote de cilindros producido;

  6. que los fabricantes cuenten con un sistema completo de calidad, documentado e implementado;

  7. la reinspección periódica, y

  8. a los fabricantes, que especifiquen como parte de su diseño la vida útil de sus cilindros en condiciones de seguridad.

    Los diseños de cilindros que cumplan con los requisitos de este Reglamento Técnico:

  1. tendrán una vida por fatiga que exceda la vida útil especificada;

  2. cuando se realicen ciclos de presión hasta que se presenten fallas, deben presentar pérdidas pero no roturas;

  3. cuando se los someta a los ensayos de estallido hidráulico, deben tener factores de “tensión a la presión de estallido” sobre “tensión a la presión de trabajo” que excedan los valores especificados para el tipo de diseño y materiales utilizados.



    1. Alcance

Este Reglamento Técnico especifica los requisitos mínimos para cilindros livianos y recargables para gas, producidos en serie; a ser utilizados solamente para el almacenamiento a bordo de gas natural comprimido a alta presión, como combustible para vehículos automotores en los cuales se instalarán estos cilindros. Las condiciones de servicio no cubren las solicitaciones externas que pueden producirse por choques, etcétera.

Este Reglamento Técnico comprende los cilindros fabricados en cualquier acero, aluminio o material no metálico, utilizando cualquier diseño o método de fabricación adecuado para las condiciones de servicio especificadas. Este Reglamento Técnico no se aplica a los cilindros de acero inoxidable o soldados.

Los cilindros comprendidos en este Reglamento Técnico serán designados de la siguiente forma:

GNC-1 Metálicos

GNC-2 “Liner” de metal, reforzado con filamento continuo impregnado en resina (enrollado en la parte cilíndrica)

GNC-3 “Liner” de metal, reforzado con filamento continuo impregnado en resina (totalmente enrollado)

GNC-4 Filamento continuo impregnado en resina con un “liner” no metálico (totalmente compuesto)

NOTA: Los cilindros diseñados de acuerdo con las normas ISO 9809-1, ISO 9809-2, ISO 9809-3 e ISO 7866 pueden ser utilizados para este servicio siempre que los diseños cumplan con los requisitos adicionales especificados en este Reglamento Técnico.



    2. Referencias normativas

Los documentos normativos enunciados a continuación contienen disposiciones que, al ser referidas en este texto, forman parte de este Reglamento Técnico. Para referencias sin fecha, se utilizará la última edición el documento normativo que corresponda.

ISO 148: 1983, Acero - Ensayo de impacto Charpy (entalladura en V)

ISO 306; 1994, Plásticos – materiales termoplásticos – Determinación de la temperatura de ablandamiento Vicat (VST).

ISO 527-2:1993, Plásticos – Determinación de propiedades de tracción – Parte 2: Condiciones de ensayo para plásticos moldeados o estirados a presión (incorpora Corrección Técnica 1:1994).

ISO 2808: 1997, Pinturas y barnices – Determinación de espesor de la película.

ISO 4624:-1), Pinturas y barnices – ensayo de arranque para verificar adhesión.

ISO 6506-1:1999, Materiales metálicos, Ensayo de dureza Brinell - Parte 1: método de ensayo..

ISO 6892: 1998, Materiales metálicos – Ensayo de tracción a temperatura ambiente.

ISO 7225, Cilindros para gas – Etiquetas de prevención.

ISO 7866: 1999, Cilindros para gas – Cilindros sin costura de aleación de aluminio recargables, para gas – Diseño, fabricación y ensayo.

ISO 9227: 1990, Ensayos de corrosión en atmósferas artificiales – Ensayos de niebla salina.

ISO 9712: 1999, Ensayo no destructivo – Calificación y certificación del personal.

ISO 9809-1: 1999, Cilindros para gas – Cilindros de acero recargables, sin costura, para gas – Diseño, fabricación y ensayo – Parte 1: cilindros de acero templados y revenidos con resistencia a la tracción menor que 1.100 MPa.

ISO 9809-2: 2000, Cilindros para gas – Cilindros de acero recargables, sin costura, para gas – Diseño, fabricación y ensayo – Parte 2: cilindros de acero templados y revenidos con resistencia a la tracción mayor o igual que 1.100 MPa.

ISO 9809-3: 2000, Cilindros para gas – Cilindros de acero recargables, sin costura, para gas – Diseño, fabricación y ensayo – Parte 3: cilindros de acero normalizados.

ISO 14130:1997, compuestos de plástico reforzado con fibra – Determinación del esfuerzo de corte interlaminar aparente por medio del método de la viga corta.

ASTM D522-93a, Métodos de ensayo normalizados para el ensayo de plegado con mandril de los revestimientos orgánicos adheridos.

ASTM D1308-87 (1998), Método de ensayo normalizado para verificar el efecto de los productos químicos domésticos sobre terminaciones orgánicas claras y pigmentadas.

ASTM D2794-93 (1999)e1, Método de ensayo normalizado para verificar la resistencia de los revestimientos orgánicos ante los efectos de una deformación rápida (Impacto).

ASTM D3170-87 (1996)e1, Método de ensayo normalizado para verificar la resistencia al picado de los revestimientos.

ASTM D3418-99, Método de ensayo normalizado para verificar el punto de transición de los polímeros a través de calorimetría por escaneado diferencial.

ASTM G-154-00, Práctica normalizada para el manejo de aparatos para luz fluorescente para exposición UV de materiales no metálicos.



NACE TM0177-962, Ensayo en laboratorio de metales para verificar la resistencia a las fisuraciones de tensiones por sulfuro y ruptura por corrosión bajo tensión en ambientes H2S.

    3. Términos y definiciones.

A los efectos del alcance de este Reglamento Técnico, se utilizarán los siguientes términos y definiciones:

    3.1. Organismo de inspección autorizado.

Organismo de evaluación de la conformidad para supervisión de la fabricación y ensayo de los cilindros, aprobada o reconocida por la autoridad reguladora del Estado Parte en que fueran utilizados.

    3.2. Autozunchado

Procedimiento de aplicación de presión utilizado en la fabricación de cilindros compuestos con “liners” de metal; este proceso consiste en deformar el “liner” por sobre el punto de fluencia para provocar una deformación plástica permanente.

    3.3. Presión de autozunchado

Presión dentro del “liner” revestido exteriormente a la cual se establece la distribución necesaria de las tensiones entre el “liner” y el revestimiento exterior.

    3.4. Lote (de cilindros compuestos)

Grupo de no más de 200 cilindros más los cilindros para el ensayo destructivo, o, si fuera mayor, una tanda de producción sucesiva de cilindros, producidos sucesivamente con “liners” aprobados que tengan el mismo: tamaño, diseño, materiales y procesos de fabricación especificados.

    3.5. Lote (de cilindros / “liners”, de metal)

Grupo de no más de 200 cilindros / “liners” más los cilindros / “liners” para el ensayo destructivo o, si fuera mayor, una tanda de producción sucesiva de cilindros / “liners” de metal, producidos sucesivamente y que tengan el mismo: diámetro nominal, espesor de pared, diseño, material de fabricación especificado, proceso de fabricación, equipo utilizado para su fabricación y tratamiento térmico, y condiciones de tiempo, temperatura y atmósfera ambiente durante el tratamiento térmico.

    3.6. Lote (de “liners” no metálicos)

Grupo de no más de 200 “liners” más los liners para el ensayo destructivo, o, si fuera mayor, una tanda de producción sucesiva de “liners” no metálicos, sucesivamente producidos y que tengan el mismo: diámetro nominal, espesor de pared, diseño, material y proceso de fabricación especificados.

    3.7. Presión de estallido

Presión máxima a la que llega el cilindro durante el ensayo de estallido.

    3.8. Cilindro compuesto

Cilindro fabricado de filamento contínuo impregnado en resina enrollado sobre un “liner” metálico o no metálico.

    3.9. Tensión controlada de enrollado

Proceso utilizado para la fabricación de cilindros compuestos enrollados en la parte cilíndrica, con “liners” de metal, por el cual se obtienen esfuerzos de compresión en el “liner” y esfuerzos de tracción en el revestimiento exterior a una presión interna de cero, enrollando los filamentos de refuerzo con una tensión especificada en el diseňo.

    3.10. Presión de llenado

Presión a la cual se llena un cilindro.

    3.11. Cilindros terminados

Cilindros completos, listos para su uso, con marcas de identificación y revestimiento exterior, incluyendo el aislamiento integral especificado por el fabricante, pero libre de aislamiento o protección no integral.

    3.12. Cilindro totalmente enrollado

Cilindro con un revestimiento exterior, que tiene un refuerzo de filamento enrollado, tanto en dirección axial como em dirección circunferencial al cilindro.

    3.13. Temperatura del gas

Temperatura del gas en el cilindro.

    3.14. Cilindro enrollado en la parte cilíndrica

Cilindro con un revestimiento exterior, que tiene un refuerzo de filamento enrollado de modo sustancialmente circunferencial en la parte cilíndrica del “liner”, de modo que el filamento no conduzca ninguna carga importante en dirección paralela al eje longitudinal del cilindro.

    3.15. “Liner”

Recipiente interno para gas, sobre el cual las fibras de refuerzo son arrolladas como filamentos para alcanzar la resistencia necesaria.

En este Reglamento Técnico se describen dos tipos de “liners”, los de metal, que están diseñados para compartir la carga con el refuerzo, y los no metálicos, que no soportan ninguna parte de la carga.



    3.16. Fabricante o Importador

Fabricante:

Persona u organización responsable del diseño, fabricación y ensayo de los cilindros, cuando su fabricación y comercialización se realizan en el mismo Estado Parte.

Importador:

Persona u organización responsable del diseño, fabricación y ensayo de los cilindros, cuando su comercialización se realiza en un Estado Parte distinto al país de su fabricación.



    3.17. Revestimiento externo

Sistema de refuerzo de filamento y resina aplicado sobre el “liner”.

    3.18. Pretensado

Proceso por medio del cual se aplica autozunchado o tensión controlada de enrollado.

    3.19. Vida útil

Vida, expresada en años, durante la cual los cilindros pueden ser utilizados en condiciones de seguridad, según las condiciones de servicio normales.

    3.20. Presión estabilizada

Presión del gas al alcanzar determinada temperatura fijada.

    3.21. Temperatura estabilizada

Temperatura uniforme del gas, después de disipar cualquier cambio de temperatura provocado por el llenado.

    3.22. Presión de prueba

Presión requerida, a aplicar durante un ensayo de presión.

    3.23. Presión de trabajo

Presión estabilizada en 20 MPa. a una temperatura uniforme de 15º C.

    4. Condiciones de servicio

    4.1 Generalidades

    4.1.1 Condiciones normales de servicio

Las condiciones normales de servicio especificadas en este Reglamento Técnico, se fijan como base para el diseño, fabricación, inspección, ensayo y aprobación de los cilindros a ser instalados de manera permanente en los vehículos, y utilizados para almacenar gas natural a temperaturas ambiente como combustible para los vehículos.

    4.1.2 Uso de los cilindros

Las condiciones de servicio especificadas deben brindar información acerca del modo en que los cilindros fabricados de acuerdo con este Reglamento Técnico pueden ser utilizados en forma segura. Esta información debe estar destinada a:

  1. fabricantes o importadores de cilindros;

  2. dueños o usuarios de cilindros;

  3. responsables de la instalación de cilindros y de su reinspección;

  4. dueños del equipo utilizado para recargar cilindros para estaciones de carga de vehículos;

  5. proveedores de gas natural comprimido;

  6. organismos reguladores con jurisdicción sobre el uso de los cilindros.

    4.1.3 Vida útil

La vida útil durante la cual los cilindros pueden ser utilizados en condiciones de seguridad, deberá estar especificada por el fabricante del cilindro sobre la base de su utilización de acuerdo con las condiciones de servicio aquí especificadas. La vida útil máxima será de 20 años.

En el caso de los cilindros de metal y los “liners” de metal, la vida útil se determinará según la velocidad de crecimiento de la grieta por fatiga. La inspección ultrasónica, de cada cilindro o “liner” deberá asegurar la ausencia de defectos que excedan el tamaño máximo permitido.

En el caso de cilindros compuestos con “liners” no metálicos que no soporten cargas, la vida útil que debe especificar el fabricante de acuerdo con lo indicado en el primer párrafo, se determinará por medio de métodos apropiados de diseño, pruebas de aprobación de diseño y controles de fabricación.


    4.2 Presiones máximas de llenado

Este Reglamento Técnico se basa en una presión de trabajo de 20 MPa a 15º C para el gas natural utilizado como combustible a una presión máxima de llenado de 26 MPa. Otras presiones de trabajo pueden adaptarse ajustando la presión por el factor apropiado (relación); por ejemplo, un sistema de presión de trabajo de 25 MPa necesitará presiones multiplicadas por 1,25.

Con excepción de los casos en que las presiones hayan sido ajustadas de este modo, el cilindro deberá diseñarse para ser apto para los siguientes límites de presión:



  1. una presión de 20 MPa a una temperatura de 15º C,

  2. el máximo no deberá exceder los 26 MPa, sin considerar las condiciones de llenado o la temperatura.

    4.3 Número de ciclos de llenado para el diseño

Los cilindros deberán diseñarse para ser llenados hasta una presión fijada de 20 MPa a una temperatura de gas fijada de 15º C para un servicio de hasta 1.000 veces por año.

    4.4 Rango de temperatura

    4.4.1 Temperatura del gas

Los cilindros deberán diseñarse para ser aptos para los siguientes límites de temperatura del gas:

  1. la temperatura establecida del gas en los cilindros, que puede variar de un mínimo de -40º C a un máximo de +65º C,

  2. las temperaturas a que llegue el gas durante la carga y descarga.

    4.4.2 Temperaturas del cilindro

Los cilindros deberán diseñarse para ser aptos para los siguientes límites de temperatura del material:

  1. la temperatura de los materiales del cilindro pueden variar de –40º C a +82º C,

  2. las temperaturas mayores que +65° C deberán ser lo suficientemente localizadas, o de una duración tan corta, que la temperatura del gas en el cilindro, nunca exceda + 65° C, excepto bajo las condiciones dispuestas en el punto 4.4.1 b).

    4.5 Composición del gas

    4.5.1 Generalidades

Los cilindros deberán diseñarse para tolerar su carga, con gas natural que cumpla la especificación del gas seco o húmedo que se detalla a continuación. No se debe agregar deliberadamente metanol ni glicol al gas natural.

    4.5.2 Gas seco

El vapor de agua deberá limitarse a menos de 32 mg/m3 (es decir, una temperatura de rocío de –9º C a 20 MPa).

Los límites constitutivos máximos serán los siguientes:



Sulfuro de hidrógeno y otros sulfuros solubles

23 mg/m3

Oxígeno

1% (fracción volumétrica)

Hidrógeno, cuando los cilindros se fabrican de un acero con una resistencia final a la tracción que excede los 950 MPa

2% (fracción volumétrica)

4.5.3 Gas húmedo


Tiene un contenido de agua mayor que el del gas seco.

Los límites constitutivos máximos serán los siguientes:



    Sulfuro de hidrógeno y otros sulfuros solubles

23 mg/m3

    Oxígeno

1% (fracción volumétrica)

    Bióxido de carbono

4% (fracción volumétrica)

    Hidrógeno

0,1% (fracción volumétrica)

4.6 Superficies externas


Las superficies externas del cilindro deberán diseñarse para poder soportar una exposición accidental a los siguientes elementos:

  1. agua, sea por inmersión intermitente o por su presencia en el camino;

  2. sal, debido al funcionamiento del vehículo cerca del océano o donde se use sal para el deshielo;

  3. radiación ultravioleta del sol;

  4. impacto del ripio;

  5. solventes, ácidos y álcalis, fertilizantes;

  6. líquidos del automóvil, incluyendo combustibles líquidos, fluidos hidráulicos, ácido de la batería, glicol y aceites;

  7. gases de escape.

Más allá de lo antes indicado, la instalación debe realizarse de acuerdo con las instrucciones, del fabricante o importador a ser suministradas con el cilindro.

    5 Requisitos generales para la Aprobación y Certificación

Este ítem será tratado en el Reglamento de Evaluación de la Conformidad a ser publicado a través de la Resolución Mercosur correspondiente.

5.1 Ensayo e inspección


A los fines de asegurar que los cilindros cumplan con este Reglamento Técnico, deberán estar sujetos a la aprobación de diseño de acuerdo con lo dispuesto en el punto 5.2, y a la inspección y ensayo de acuerdo con lo dispuesto en las cláusulas 6, 7, 8 o 9 según corresponda. Esta tarea la realizará una autoridad un organismo de inspección autorizada autorizado (de aquí en más denominada “el Inspector”), reconocida en los cada Estados Partes que utilicen los cilindros. El Inspector deberá ser competente para realizar la inspección de los cilindros.

Los procedimientos de ensayo se encuentran detallados en los anexos A y B. En el anexo C se incluye un ejemplo de los procedimientos aceptables de aprobación y certificación. (Analizar su obligatoriedad)



    5.2 Procedimiento de aprobación de tipo

    5.2.1 Generalidades

La aprobación de tipo consiste en dos partes:

  1. Aprobación del diseño, con presentación detallada de información al Inspector por parte del fabricante, según se especifica en el punto 5.2.2.

  2. Ensayo de prototipo, con ensayo detallado llevado a cabo bajo la supervisión del Inspector. Se deberá demostrar que el material, diseño, fabricación y prueba del cilindro son los adecuados para su servicio mediante el cumplimiento de los requisitos de los ensayos de prototipo especificados en los puntos 6.5, 7.5, 8.5 o 9.5, según el diseño de cilindro que correspondiera.

En los datos del ensayo también se deberá documentar las dimensiones, espesores de pared y pesos de cada uno de los cilindros para ensayo.

    5.2.2 Aprobación de diseño

Los diseños del cilindro deberán ser aprobados por el Inspector. La siguiente información deberá ser presentada por parte del fabricante solicitando al Inspector su aprobación:

  1. declaración de servicio, de acuerdo con el punto 5.2.3;

  2. datos del diseño, de acuerdo con el punto 5.2.4;

  3. datos de fabricación, de acuerdo con el punto 5.2.5;

  4. sistema de calidad, de acuerdo con el punto 5.2.6;

  5. comportamiento de la fractura y tamaño del defecto en el ensayo no destructivo, de acuerdo con el punto 5.2.7;

  6. planilla de especificación, de acuerdo con el punto 5.2.8;

  7. datos adicionales de sustento, de acuerdo con el punto 5.2.9.(Se debe eliminar o establecer los datos adicionales)

    5.2.3 Declaración de servicio

La finalidad de esta declaración de servicio es guiar a los usuarios, instaladores y revisores de los cilindros, e informar al Inspector. Esta declaración deberá incluir:

  1. manifestación de que el diseño del cilindro se adecua a las condiciones de servicio definidas en 4 para la vida útil del cilindro;

  2. declaración de vida útil;

  3. especificación de los ensayos mínimos en servicio y/o requisitos de inspección;

  4. especificación de los dispositivos de alivio de presión y de aislación, si se provee;

  5. especificación de los sistemas de sujeción, revestimientos protectores y cualquier otro ítem requerido pero no provisto;

  6. descripción del diseño del cilindro;

  7. cualquier otra información e instrucciones necesarias para garantizar el uso seguro y la inspección del cilindro.(Se debe eliminar o establecer la información e instruccione necesarias)

    5.2.4 Datos del diseño

    5.2.4.1 Planos

Los planos deberán evidenciar al menos los siguientes datos:

  1. título, número de referencia, fecha de emisión y números de revisión con las fechas de emisión si correspondiere;

  2. referencia a este Reglamento Técnico y al tipo de cilindro;

  3. las dimensiones completas, con los límites de tolerancia, incluyendo los detalles de las formas del cierre de los extremos con espesores mínimos, y de las aberturas;

  4. masa de los cilindros, con sus tolerancias;

  5. especificaciones del material, junto con las propiedades mecánicas y químicas mínimas o los límites de tolerancia y, en el caso de los cilindros de metal o “liners” de metal, los límites especificados de dureza, cuando corresponda;

  6. otros datos, como límites de presión de autozunchado, presión mínima de ensayo, detalles del sistema de protección contra incendio y de cualquier revestimiento protector exterior. (Si deben estar, este ítem debe ir como obligatorio)

    5.2.4.2 Informe del análisis de tensión

Se deberá realizar un análisis de tensión por elementos finitos u otro tipo de análisis de tensión.

Se deberá suministrar una tabla resumiendo las tensiones calculadas.



    5.2.4.3 Datos sobre la propiedad del material

Se suministrará una descripción detallada de los materiales y tolerancias de sus propiedades. Los datos del ensayo también deberán ser presentados detallando las características mecánicas y adecuación de los materiales para el servicio de acuerdo con las condiciones especificadas en el capítulo 4.

    5.2.4.4 Protección contra incendio

Se deberá especificar la ubicación de los dispositivos de alivio de presión, y la aislación si se provee, que protegerá al cilindro de una ruptura repentina cuando fuere expuesto a las situaciones de incendio indicadas en el punto A.15. Los datos de ensayo deberán sustanciar la eficacia justificar la efectividad del sistema especificado de protección contra incendio.

    5.2.5 Datos de fabricación

Deberán suministrarse los detalles de todos los procesos de fabricación, ensayos no destructivos, ensayos de producción y de lote.

Se deberán especificar las tolerancias para todos los procesos de producción, como por ejemplo el tratamiento térmico, el formado del extremo, la relación resina-mezcla, la tensión de filamentos y la velocidad con la que se realiza el enrollado a tensión controlada, tiempos y temperaturas de curado, y procedimiento de autozunchado. También se deberá especificar la terminación de la superficie, los detalles de la rosca, los criterios de aceptación para el escaneo ultrasónico (o equivalente) y los tamaños máximos de lote para realizar los ensayos de lote.



    5.2.6 Programa de control de calidad

El fabricante deberá especificar los métodos y procedimientos de acuerdo con un sistema de garantía de calidad aceptable para el Inspector; dicho sistema cumplirá con las normativas de los Estados Parte en que los cilindros fueran a utilizarse hasta tanto no haya un sistema MERCOSUR acordado. (Y si acordamos en este reglamento un sistema de gestión de calidad? Podríamos proponer ISO 9001 especificando el alcance)

    5.2.7 Comportamiento de la fractura y tamaño del defecto en el ensayo no destructivo

El fabricante deberá especificar el tamaño máximo del defecto en el ensayo no destructivo, que asegurará el comportamiento de la fractura de manera tal que pierda antes que rompa y que evitará fallas por fatiga del cilindro durante su vida útil o por rotura.

El tamaño máximo del defecto deberá establecerse según un método adecuado al diseño; en el anexo D se detalla un ejemplo de método adecuado. (Debiéramos establecer un método obligatorio?)



    5.2.8 Planilla de especificación

Un resumen de los documentos que brinden la información requerida en el punto 5.2.2 deberá ser suministrado en una planilla de especificación para cada diseño de cilindro. Se incluirá el título, número de referencia, números de revisión y fechas de la versión original y otras de cada documento. Todos los documentos deberán estar firmados o inicialados por el emisor.

    5.2.9 Datos adicionales de sustento

En caso de que fuere aplicable, se deberán brindar datos adicionales que sustenten la solicitud, como por ejemplo los antecedentes de servicio del material que se propone utilizar o la utilización de determinado diseño de cilindro en otras condiciones de servicio. (No se debe hacer obligatorio? Va como exigencia o no se pone).

    5.3 Certificado de aprobación de tipo

Si los resultados de la aprobación de diseño (según se dispone en el punto 5.2) y del ensayo de prototipo (según se dispone en el punto 6.5, 7.5, 8.5 o 9.5, según el diseño de cilindro que corresponda) fueran satisfactorios, el Inspector emitirá un certificado de aprobación de tipo. En el anexo E se detalla un ejemplo de certificado de aprobación de tipo. (Establecer mas obligatoriedad. Al menos en lo que respecta a los datos que deben figurar).



    6 Requisitos de los cilindros de metal tipo GNC-1

    6.1 Generalidades

El presente Reglamento Técnico no establece fórmulas de diseño ni enumera tensiones o deformaciones permitidas, pero requiere que la adecuación del diseño sea establecida de acuerdo con cálculos apropiados y demostrada mediante pruebas que indiquen que los cilindros cumplen satisfactoriamente los ensayos de materiales, de qualificación de diseño, de producción y de lote, especificados en este Reglamento Técnico.

El diseño deberá asegurar un modo de falla “pérdida anterior a la rotura” bajo condiciones de posible degradación de las partes que contienen presión durante el servicio normal. Si se produce una pérdida en el cilindro de metal, sólo se podrá deber a la propagación de una rotura por fatiga.



    6.2 Materiales

    6.2.1 Requisitos generales

Los materiales utilizados deberán ser los adecuados para las condiciones de servicio especificadas en el capítulo 4. El diseño deberá asegurar que no haya materiales incompatibles en contacto.

    6.2.2 Controles de la composición química

    6.2.2.1 Acero

El acero deberá ser calmado con aluminio y/o silicio, y fabricado con técnicas para obtener predominantemente grano fino.

La composición química deberá ser declarada y definida al menos por:



  1. los contenidos de carbono, manganeso, aluminio y silicio en todos los casos;

  2. los contenidos de cromo, níquel, molibdeno, boro y vanadio, y de cualquier otro elemento aleante intencionalmente agregado.

El contenido de azufre y fósforo del análisis de colada no deberá exceder los valores indicados en la Tabla 1.

Tabla 1 – Límites máximos de azufre y fósforo

Resistencia a la tracción

 950 MPa

 950 MPa




Azufre

0,020%

0,010%

Limite de

Fósforo

0,020%

0,020%




Azufre + Fósforo

0,030%

0,025%

    6.2.2.2 Aluminio

Las aleaciones de aluminio pueden ser utilizadas para fabricar cilindros siempre que cumplan con los requisitos de este Reglamento Técnico y posean contenidos máximos de plomo y bismuto que no excedan el 0,003 %.

    6.3. Requisitos del diseño

    6.3.1. Presión de prueba

La presión mínima de prueba utilizada será de 30 MPa (1,5 veces la presión de trabajo).

    6.3.2. Presión de estallido

La presión de estallido mínima efectiva no será inferior a 45 MPa.

    6.3.3. Análisis de tensión

Las tensiones en el cilindro serán calculadas para 20 MPa, presión de prueba y presión de estallido de diseño. Los cálculos deberán realizarse mediante análisis adecuados a fin de establecer las distribuciones de tensión que justifiquen los espesores mínimos de diseño de la pared.

    6.3.4. Tamaño máximo del defecto

Deberá especificarse el tamaño máximo del defecto en cualquier parte del cilindro de metal, de manera que el cilindro cumpla con los requisitos de ciclado a presión y de "pérdida anterior a la rotura".

El tamaño admisible del defecto para el ensayo no destructivo deberá ser determinado a través del método que se describe en el Anexo D.



    6.3.5. Aberturas

Sólo deben ser permitidas aberturas en las ojivas. La línea de centros de las aberturas deberá coincidir con el eje longitudinal del cilindro.

    6.3.6. Protección contra incendio

El diseño del cilindro deberá prever su protección con dispositivos de alivio de presión. El cilindro, sus materiales, los dispositivos de alivio de presión y cualquier material aislante o de protección que se agregue, deberán ser diseñados en forma conjunta para garantizar la adecuada seguridad durante las condiciones de fuego establecidas para el ensayo especificado en A.15. A fin de optimizar las condiciones de seguridad, el fabricante puede especificar ubicaciones alternativas de los dispositivos de alivio de presión para instalaciones específicas en vehículos.

Los dispositivos de alivio de presión deberán ser aprobados según una norma aceptable por la Autoridad Reguladora del Estado Parte que los utilice. (Analizar si se agrega una frase tipo “Hasta que se apruebe un Reglamento Mercosur”).


    6.3.7. Accesorios

Cuando se utilice un anillo de gollete, anillo de pie o un accesorio para apoyo, éste deberá ser de un material compatible con el del cilindro y deberá ser agregado en forma segura mediante un método que no sea soldadura.

    6.4 Fabricación y acabado

    6.4.1. Cierre del extremo

El espesor y la terminación superficial de cada cilindro deberán ser examinados antes de realizar el cierre del extremo.

El fondo de los cilindros de aluminio no deberá ser sellado a través de un proceso de conformación.

El fondo de los cilindros de acero que hayan sido cerrados a través de un proceso de conformación, serán inspeccionados mediante ensayo no destructivo.

No podrá agregarse metal durante el proceso de cierre de los extremos.



    6.4.2. Tratamiento térmico

Luego del proceso de conformación del extremo, los cilindros deberán ser tratados térmicamente hasta alcanzar el nivel de dureza especificado para el diseño. No se permite realizar un tratamiento térmico localizado.

    6.4.3. Roscas de cuello

Las roscas deberán ser de corte limpio, parejas, y no presentarán discontinuidades de superficie a fin de medir y cumplir con este Reglamento Técnico. La rosca de cuello del cilindro, deberá responder a la Norma ISO 10920 si la rosca es cónica, o a la Normas ISO 15245-1 si es cilíndrica.

6.4.4. Protección externa contra condiciones ambientales

El exterior de los cilindros deberá cumplir con los requisitos del ensayo en ambiente ácido del punto A.14. La protección externa podrá brindarse a través de cualquiera de los siguientes métodos:



  1. mediante una terminación de superficie que otorgue la debida protección (por ejemplo, aluminio metalizado, anodización); o

  2. mediante una Protección externa (por ejemplo, revestimiento orgánico, pintura); si la Protección externa forma parte del diseño, deberán cumplirse los requisitos establecidos en A.9; o

  3. mediante una Protección externa resistente e impermeable a los productos químicos establecidos en A.14.

Toda Protección externa que se aplique a los cilindros deberá tener un proceso de aplicación que no afecte en forma adversa las propiedades mecánicas del cilindro. La Protección externa será diseñada de manera tal de facilitar la posterior inspección, y el fabricante proveerá las instrucciones para el tratamiento de la Protección externa durante la inspección en servicio a fin de garantizar la continua integridad del cilindro.

El ensayo de funcionamiento ante condiciones ambientales para la evaluación de la aptitud de los sistemas de Protección externa se encuentra establecido en el Anexo F. (OJO, ver en F.1 que remite sólo a los tipos 2, 3 y 4)

    6.5. Procedimiento para el ensayo de prototipo

    6.5.1. Requisitos generales

El ensayo de prototipo deberá realizarse en cada nuevo diseño, sobre cilindros terminados representativos de una producción normal y que tengan sus marcas de identificación. Los cilindros para ensayo deberán ser seleccionados por el Inspector, y los ensayos de prototipo detallados en 6.5.2 deberán ser presenciados por el Inspector. Si más cilindros fueran objeto de los ensayos requeridos por este Reglamento Técnico, todos los resultados deberán ser documentados.

    6.5.2. Ensayos de prototipo

    6.5.2.1. Ensayos necesarios

En el transcurso de la aprobación de tipo, el Organismo de Inspección autorizado deberá seleccionar en forma aleatoria los cilindros necesarios y presenciar los siguientes ensayos:

- los ensayos especificados en 6.5.2.2 o 6.5.2.3 (ensayos de material) en 1 cilindro;

- el ensayo especificado en 6.5.2.4 (ensayo de estallido por presión hidráulica) en 3 cilindros;

- el ensayo especificado en 6.5.2.5 (ensayo cíclico de presión a temperatura ambiente) en 2 cilindros;

- el ensayo especificado en 6.5.2.6 (ensayo de pérdida anterior a la rotura) en 3 cilindros;

- el ensayo especificado en 6.5.2.7 (ensayo de resistencia al fuego) en 1 o 2 cilindros, según corresponda;



- el ensayo especificado en 6.5.2.8 (ensayo de penetración) en 1 cilindro.

    6.5.2.2 Ensayos del material para los cilindros de acero

Los ensayos de material en los cilindros de acero deberán realizarse de la siguiente manera:

  1. Ensayo de tracción

Las propiedades mecánicas del acero en el cilindro terminado deberán ser determinadas de acuerdo con A.1 y deberán cumplir con los requisitos allí enumerados.

  1. Ensayo de impacto

Las propiedades de impacto del acero en el cilindro terminado deberán ser determinadas de acuerdo con A.2 y deberán cumplir con los requisitos allí enumerados.

  1. Ensayo de resistencia a las fisuras bajo tensión, por sulfuro

Si el límite superior de la resistencia a la tracción especificada para el acero excede los 950 MPa, el acero de un cilindro terminado deberá ser objeto de un ensayo de resistencia a las fisuras bajo tensión por sulfuro, de acuerdo con A.3 y deberá cumplir con los requisitos allí enumerados.

    6.5.2.3 Ensayos del material para los cilindros de aluminio aleado

Los ensayos del material serán realizados sobre cilindros de aluminio aleado, de la siguiente manera:

  1. Ensayo de tracción

Las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio en el cilindro terminado deberán ser determinadas de acuerdo con A.1 y deberán cumplir con los requisitos allí enumerados.

  1. Ensayos de corrosión

Las aleaciones de aluminio deberán cumplir con los requisitos de los ensayos de corrosión realizados de acuerdo con A.4.

  1. Ensayos de fisuras por carga sostenida

Las aleaciones de aluminio deberán cumplir con los requisitos de los ensayos de fisuras por carga sostenida realizados de acuerdo con A.5.

    6.5.2.4 Ensayo de estallido por presión hidráulica

Tres cilindros representativos deberán ser hidrostáticamente presurizados hasta que se presenten fallas de acuerdo con A.12. Las presiones de estallido del cilindro deberán exceder la presión de estallido mínima calculada por el análisis de tensión para el diseño y deberá ser de por lo menos 45 MPa.

    6.5.2.5. Ensayo cíclico de presión a temperatura ambiente

Dos cilindros deberán ser ciclados a presión a temperatura ambiente de acuerdo con A.13 hasta que se presenten fallas, o a un mínimo de 45.000 ciclos. Los cilindros no deberán presentar fallas antes de alcanzar una cantidad de ciclos igual a la vida útil multiplicada por 1.000 ciclos/año. Los cilindros que excedan esa cantidad de ciclos deberán presentar fallas debido a una pérdida y no a una rotura. Los cilindros que no presenten fallas dentro de los 45.000 ciclos deberán ser destruidos ya sea mediante la continuación de los ciclos hasta que se produzca su falla o mediante la presurización hidrostática hasta que estallen. Deberá documentarse el número de ciclos hasta la presentación de fallas y la ubicación en la que éstas se inician.

    6.5.2.6. Ensayo de pérdida anterior a la rotura

El ensayo de pérdida anterior a la rotura deberá realizarse de acuerdo con A.6 y cumplir con los requisitos allí enumerados.

    6.5.2.7. Ensayo de preservación al fuego

Uno o dos cilindros, según corresponda, deberán ser ensayados de acuerdo con el punto A.15 y deberán cumplir con los requisitos allí enumerados.

    6.5.2.8. Ensayo de penetración

Un cilindro deberá ser ensayado de acuerdo con el punto A.16 y deberá cumplir con los requisitos allí enumerados.

    6.5.3 Cambio de diseño

Un cambio de diseño es todo cambio en la selección de materiales estructurales o cambio de las dimensiones no atribuible a las tolerancias normales de fabricación.

Los cambios de diseño especificados en la Tabla 2 sólo requerirán los ensayos de prototipo que se especifican en esa tabla.



Tabla 2 – Cambio de diseño para los cilindros tipo GNC-1

Cambio de diseño

Tipo de ensayo

Estallido hidráulico

Ciclos de presión a temperatura ambiente

Pérdida anterior a la rotura

Incendio

Penetración

Cláusula

A.12

A.13

A.6

A.15

A.16

Material del cilindro de metal

X

X

X

X

X

Cambio de diámetro ≤ 20%

X

X

-

-

-

Cambio de diámetro > 20 %

X

X

X

X

X

Cambio de largo ≤ 50%

X

X

-

X(a)

-

Cambio de largo > 50 %

X

X

-

X(a)

-

Cambio de la presión de trabajo ≤ 20 %b

X

X

-

-

-

Forma de la ojiva

X

X

-

-

-

Tamaño de la abertura

X

X

-

-

-

Cambio en el proceso de fabricación

X

X

-

-

-

Dispositivo del alivio de presión

-

-

-

X

-

    a) Ensayo requerido sólo si se incrementa el largo.

    b) Sólo cuando el espesor cambia en forma proporcional al cambio de diámetro y/o de presión.


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