【国家标准】 潜水器及其承压设备压力试验方法

ICS 47.020.01
CCS U 04
中华人民共和国国家标准
GB/T42057—2022
潜水器及其承压设备压力试验方法Hydrostatic pressure test method for submersible and its pressure equipments2022-10-12发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-12实施
规范性引用文件
术语和定义
试验目的
试验条件
试验测试人员
试验对象
试验大纲
试验设备和仪器仪表
试验环境
试验内容和方法
耐压壳体压力试验
试验前准备
试验压力
加卸载速度
加卸载程序
试验后检查
浮力块压力试验
试验前要求
试验压力
加卸载程序
试验后检查
复合材料轻外壳压力试验
试验前要求
试验压力
加卸载程序
试验后检查
充油设备压力试验
试验前要求
试验压力
加卸载程序
试验后检查
6.5水密连接器及缆压力试验
试验前要求
试验压力
加卸载程序
GB/T42057—2022
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试验后检查
潜水器系统或设备压力环境下的功能试验6.6.1
功能试验项目
试验前要求
试验压力
加卸载程序
电气系统或设备的静态通电试验测试机械液压系统或设备动态运转试验测试动力电池的压力试验
试验后检查
试验过程中异常情况处理
试验暂停
7.2试验终止
试验结果评定
试验报告
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则起草。
GB/T42057—2022
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由全国潜水器标准化技术委员会（SAC/TC306)提出并归口。本文件起草单位：中国船舶科学研究中心。本文件主要起草人：沈允生、程斐、姜旭胤、胡震、李玲珑、施东春、何巍巍、李文跃、王帅、王璇Ⅲ
1范围
潜水器及其承压设备压力试验方法GB/T42057—2022
本文件规定了潜水器及其承压设备压力试验的试验目的、试验条件、试验内容和要求、试验结果评定和试验报告等内容。
本文件适用于潜水器及其承压设备的短期静水外压试验。其他水下装置及其承压设备的短期静水外压试验可参照本文件执行。
注1：潜水器及其承压设备包括潜水器上承受外压的设备部件、具备一定功能的潜水器系统或设备，设备部件包括耐压壳体、浮力块、复合材料轻外壳、充油承压设备和水密连接器及缆等。注2：短期静水外压试验为不考虑惯性作用和加速度影响、试验介质为水且试验压力保压时间少于24h的外压试验。
规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T150.1一2011压力容器第1部分：通用要求GB/T150.4一2011压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T13407潜水器与水下装置术语GB/T40073一2021潜水器金属耐压壳外压强度试验方法中国船级社，潜水系统和潜水器入级规范，2018术语和定义
GB/T150.1一2011、GB/T13407和《潜水系统和潜水器人级规范》（2018）界定的以及下列术语和定义适用于本文件
潜水器
submersible
各种水下运行器具的总称。
注：潜水器包括载人潜水器和无人潜水器。载人潜水器为携带乘员的潜水器，通常包括作业型载人潜水器、深潜救生艇、水下游览船、潜水钟、救生钟、单人常压潜水服和双功能潜水器等；无人潜水器为不携带乘员的潜水器，通常包括遥控潜水器、自主式潜水器、水下滑翔器和拖航潜水器等。［来源：GB/T40073—2021，3.1]3.2
pressurehull
耐压壳体
潜水器（3.1）和其他水下装置上用于安置人员和设备、能够承受外部/内部压力的耐压结构。［来源：GB/T13407，2.3.1，有修改］GB/T42057—2022
浮力块buoyancyblock
由浮力材料通过机加工或粘接方式加工成所需形状、可以为潜水器（3.1)提供浮力的块状构件。L来源：《潜水系统和潜水器入级规范》（2018），6.4.1.3，有修改3.4
Emonocoque
轻外壳
用来形成并保持潜水器（3.1）流线型外形、可保护潜水器的内部设备免受波浪拍击的潜水器外部壳板。
充油承压设备oil-filledpressureequipment具有空腔、腔体中充满油的承压设备，具有自补偿功能或连接附加油补偿器3.6
watertight connector
水密连接器
一种能够在水下环境使用、用于接续电源和传输信号的连接器。3.7
最大工作压力
maximumworkingpressure
潜水器在最大工作深度时承受的水压。注：单位为兆帕（MPa）。
［来源：GB/T40073—2021，3.7，有修改］4试验目的
压力试验的试验目的是验证潜水器及其承压设备的设计、建造质量和功能实现，具体如下：验证耐压壳体在压力环境下的密封性和承压能力：a）
验证浮力块和复合材料轻外壳在压力环境下的承压能力，测试吸水率；b）
验证充油承压设备在压力环境下密封性和承压能力；c）
验证水密连接器及缆在压力环境下的密封性、线路通断、绝缘和通信质量等性能；d）
验证潜水器系统或设备在压力环境下的功能实现e）
5试验条件
5.1试验测试人员
5.1.1从事压力试验设备（如压力环境模拟装置、加载系统和测试系统等)操作的人员，应具备其承担工作相适应的工作技能，熟悉试验设备的操作规程、故障处理流程和安全措施等。5.1.2从事潜水器及其承压设备压力试验测试的人员，应熟悉试验对象的结构形式、主体尺寸、结构材料特性和功能特性等，知悉压力试验测试内容，掌握试验测试相关的操作技能，5.1.3试验时，涉及专用设备操作或某些技术领域检测（如起吊作业、无损检测等)的人员，应持有相应的资格认证证书，且只能从事与该证书资格相对应的操作或检测工作。5.2试验对象
压力试验前，潜水器及其承压设备应组装完成，制造质量经检验合格，如需进行压力环境下的功能测试，应完成常压环境下的功能测试并合格。必要时，应提供相关的质量证明文件，包括但不限于：a）试验对象的质量证明文件；
GB/T 42057—2022
设备原材料的材质证明文件，需要时，应提供材料的力学性能数据和曲线，包括但不限于材料b）
的弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度或抗压强度、材料的拉伸（压缩）曲线等；耐压壳体的外观检测记录、壁厚测量记录、尺寸与公差测量记录、焊缝无损检测结果和返修记c）
录（如有）；
d）浮力块和复合材料轻外壳的外观检测记录、尺寸测量记录、称重记录和密度检测记录等；充油承压设备壳体外观检测记录、焊缝无损检测结果和返修记录等；e）
水密连接器及缆的外观、短路检查、断路检查和绝缘检查等记录：潜水器系统或设备的功能测试证明文件。g）
5.3试验大纲
试验前，试验委托单位应编写试验大纲，其内容应包括试验对象相关参数、试验内容、试验要求、试验方法、试验程序、试验结果处理方法和试验报告内容要求等。5.4试验设备和仪器仪表
5.4.1试验设备（如压力环境模拟装置、加载系统和测试系统等）应满足试验要求，且处于良好工作状态，具备进行压力试验的条件。5.4.2测试用仪器仪表应按《中华人民共和国计量法》的规定经过计量检定合格并在规定的有效期内测试前仪器仪表应仔细校验，并在待试期间保持良好状态。5.4.3测试用仪器仪表应根据测试项目的要求及有关操作规程安装在合适的位置，并注意防潮，防止在试验过程中因外界环境等因素影响测试结果。5.4.4测量试验压力时，应使用两个量程和精度相同的压力表，也可用压力传感器代替其中一个压力表。压力表的量程和精度应符合GB/T150.4一2011中11.2的要求，压力传感器应与压力表相匹配，精度不应低于压力表的精度，
5.4.5试验时，供电电压及电压偏差应满足试验设备及仪器仪表正常工作的电压输人要求。5.5试验环境
试验环境要求如下：
a）大气压力：86kPa～106kPa；b）
相对湿度：25%～75%：
试验温度：试验在室温环境下进行，如试验委托方另有规定，应按试验委托方规定的试验温度c）
进行。
6试验内容和方法
6.1耐压壳体压力试验
6.1.1试验前准备
6.1.1.1试验前，应对耐压壳体进行外观检测，要求外观完好，表面应无影响承载能力的划痕、凹坑等缺陷。如存在缺陷，应重新评估能否进行压力试验。6.1.1.2试验前，应对耐压壳体进行密封性检测，可采用静水外压密封性试验或气密性试验进行检测。密封性检测合格后，方可进行外压强度试验。密封性检测按照GB/T40073一2021中6.1.4的规定执行。
6.1.1.3如耐压壳体试验后无法或不易对内部渗漏进行检查，应在试验前将耐压壳体表面清洁干净，并3
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进行称重。
6.1.1.4如条件许可，压力试验前应在壳体渗漏后易贮水位置安装具有漏水报警功能的传感器6.1.1.5如试验委托单位需要对耐压壳体进行应变测量和位移测量等，试验前应会同试验测试单位制定测量方案，进行应变片粘贴和位移传感器安装等准备工作。6.1.2试验压力
试验压力的确定与耐压壳体设计时安全系数选取、材料许用应力选取等相关，一般由试验委托单位根据设计结果确定。
如潜水器耐压壳体首次进行压力试验，根据GB/T40073一2021中5.7规定，试验压力按以下原则确定：
a）最大工作深度不大于6000m的潜水器，其耐压壳体的试验压力宜取1.25倍的潜水器最大工作压力；
最大工作深度大于6000m的潜水器，其耐压壳体的试验压力宜取1.1倍～1.25倍的潜水器b）1
最大工作压力，由试验委托单位根据设计结果自行确定。在役潜水器耐压壳体的试验压力，由试验委托单位自行确定，不应小于潜水器最大工作压力。潜水器最大工作压力宜根据GB/T40073一2021中附录A进行计算。6.1.3加卸载速度
试验加载速度不应小于潜水器设计最大下潜速度，卸载速度不应小于潜水器设计最大上浮速度。安装有有机玻璃观察窗的耐压壳体，卸载速度不应大于4.5MPa/min。6.1.4加卸载程序
为了确保试验的顺利进行，采用分阶段加载卸载的程序。试验时按最大工作压力的10%或按试验委托单位要求，逐级缓慢加载，加载至试验压力后停止加载，保压至少15min。保压完成后，按最大工作压力的10%或按试验委托单位要求逐级卸载，卸载至最大工作压力进行保压，保压时间不宜小于潜水器最大水下工作时间。如潜水器水下工作时间过长，其保压时间由试验委托单位自行确定，但不应小于2h。保压结束后要求压力无明显下降。保压完成后，按最大工作压力的10%或按试验委托方要求逐级缓慢卸载至MPa。
在加卸载过程中，如需进行应变或位移测量，按照GB/T40073一2021中6.2.3和6.2.4的规定执行。
6.1.5试验后检查
试验后按下列要求进行检查，并记录。a)
目视检查或通过漏水报警传感器判断耐压壳体内部是否发生渗漏。如无法或不易检查耐压壳体的内部渗漏，应将耐压壳体清洁干净，通过称重判断是否发生渗漏。b）目视检查耐压壳体是否发生明显的变形或损伤等现象。如目视无法判断是否发生变形，可根据试验测量的应变值、变形值和位移值的变化进行判断；如未进行应变测量、变形或位移测量，应在试验后进行耐压壳体的外形尺寸测量，并与5.2中提供的尺寸检测记录进行对比，以判断耐压壳体是否发生变形。
c）应在试验后对耐压壳体上重要焊缝进行无损检测，并与5.2中提供的无损检测记录进行对比，以判断焊缝是否产生损伤。
6.2浮力块压力试验
6.2.1试验前要求
试验前要求如下：
应确保浮力块原材料的承载能力和吸水率等满足指标要求：GB/T42057—2022
将浮力块表面污渍清洗干净，进行外观检查，浮力块表面应无气泡、裂纹等缺陷；对浮力块进行称重，并做好记录。c）
6.2.2试验压力
试验压力按照6.1.2执行。
6.2.3加卸载程序
试验时逐级缓慢加载，加载至试验压力后停止加载，保压至少15min，加载速度不应小于潜水器设计最大下潜速度。保压完成后，缓慢卸载至最大工作压力进行保压，保压时间不应少于潜水器最大水下工作时间。保压结束后，缓慢卸载至0MPa，卸载速度不应小于潜水器设计最大上浮速度6.2.4试验后检查
试验后按下列要求进行检查，并记录。a）目视检查浮力块是否存在裂纹、凹坑或塌陷等缺陷，检查破坏部位是否在粘接界面；b）
试验结束后尽快完成浮力块的表面清洁，确保表面无水渍后，进行浮力块的称重，并与试验前的记录进行对比；
选择外观完好的浮力块，根据试验前后的称重结果计算吸水率，吸水率应满足指标要求，c）
6.3复合材料轻外壳压力试验
6.3.1试验前要求
试验前应将轻外壳表面污渍清洗干净，进行外观检查，外观应无鼓包、开裂和凹坑等缺陷，并对轻外壳进行称重，并做好记录。
6.3.2试验压力
试验压力按照6.1.2执行
6.3.3加卸载程序
试验加卸载程序按照6.2.3执行
6.3.4试验后检查
试验后按下列要求进行检查，并记录。目视检查复合材料轻外壳是否存在鼓包、开裂、凹坑或塌陷等缺陷：a）
试验结束后尽快完成复合材料轻外壳的表面清洁，确保表面无水渍后进行轻外壳的称重，并与试验前的记录进行对比；
选择外观完好的复合材料轻外壳，根据试验前后的称重结果计算吸水率，吸水率应满足指标c
要求。
GB/T42057—2022
6.4充油设备压力试验
6.4.1试验前要求
试验前要求如下：
a）试验前，应对充油设备进行密性检测，密性检测可采用静置试验，设备充油后静置不宜少于12h，无渗漏迹象；
若充油设备及其补偿器有液位检测或显示装置，应在压力试验前测量并记录其液位数据；b）
c）若条件许可，可在充油设备的底部位置安装具有漏水报警功能的传感器。6.4.2试验压力
试验压力按照6.1.2执行。
6.4.3加卸载程序
试验加卸载程序按照6.1.4执行，加卸载速度按照6.1.3执行6.4.4试验后检查
试验后按下列要求进行检查，并记录。a）
目视检查充油设备及其补偿器是否存在渗漏、变形或开裂等现象；b）
测量充油设备及其补偿器的液位数据，并与试验前数据进行对比以判断充油设备是否存在渗漏；
c）如安装漏水报警传感器，应通电检查漏水传感器，是否发生漏水报警。6.5水密连接器及缆压力试验
6.5.1试验前要求
试验前要求如下：
试验前，应对水密连接器及缆（如电缆、光纤缆或光电复合缆等）进行检查，包括但不限于短路、a）
断路、绝缘、光损耗和通信质量等检查项目，检查合格的水密连接器及缆方可进行压力试验；b）
如仅对水密连接器插座或缆进行检测，应用堵头将插座或缆封闭；c)
可通过专用的测试工装或安装有被测水密连接器及缆的电气设备进行水密连接器及缆的静水外压试验；
如需对水密连接器及缆进行压力环境下的在线检测，应在试验前将缆与舱外检测设备连接好，检查并确认检测链路工作状态正常。6.5.2试验压力
试验压力按照6.1.2执行。
6.5.3加卸载程序
试验加卸载程序按照6.1.4执行，加卸载速度按照6.1.3执行试验过程中，如需进行水密连接器及缆相关检测项目的在线检测，根据试验委托方要求进行。6
6.5.4试验后检查
试验后按下列要求进行检查，并记录。目视检查水密连接器及缆是否存在渗漏现象；a）
b）目视检查水密连接器及缆外观是否存在破损等情况；GB/T42057—2022
采用专用测量仪器检查是否存在短路、断路、绝缘降低、通信质量下降或光损耗增加等现象。6.6潜水器系统或设备压力环境下的功能试验6.6.1功能试验项目
功能试验包括但不限于电气系统或设备（如配电系统或设备、照明设备、摄录设备和传感器等)静态通电试验、机械液压系统或设备（如可调压载系统、纵倾调节系统、机械手、推进器、液压源和切割机构等)动态运转试验和动力电池的压力试验等。6.6.2试验前要求
试验前要求如下：
a）功能试验时，应提供配套的动力源，可自带动力源或外接动力源；b）
如需观察或记录系统或设备在压力环境下的运转状态，应在模拟压力环境装置内部布置摄像装置和相应照明设备，外部配备显示装置；c）
如需检测并记录系统或设备在压力环境下的运转状态，应在模拟压力环境装置内部布置传感器或检测设备，外部配备测量和记录仪器；试验前，应检查系统或设备的水密连接器及缆、管路和接头等的连接情况，确保潜水器系统或d）
设备陆上功能运行正常，且各系统或设备密封可靠；如条件许可，应在试验前检测各电气设备的接地绝缘值并记录，并在试验时实时监测接地绝e)
缘值；
系统或设备进入模拟压力环境装置后，注水完成且未加载前，应对系统或设备进行功能测试，f）
测试合格后，方可开始加载。
6.6.3试验压力
试验压力根据试验委托方要求确定，不宜小于潜水器的最大工作压力。6.6.4加卸载程序
试验加卸载速度按6.1.3要求。试验时先缓慢升压至最大工作压力的10%，保压5min，确认无泄漏后继续升压至最大工作压力的50%，如若无异常现象，其后可按最大工作压力的10%或按试验委托方要求逐级加载，加载至每阶段压力后，根据试验委托方要求进行功能测试。功能测试结束后继续加载至试验压力开始保压，保压时间不应小于功能测试所需时间，保压时对所有功能检测项目进行测试，必要时，可重复测试。保压完成后，继续分阶段缓慢降压，可按最大工作压力的10%或试验委托方要求逐级卸载，卸载至每阶段压力后，根据试验委托方要求进行功能测试。功能测试结束后，继续卸载至o MPa。
6.6.5电气系统或设备的静态通电试验测试试验时，启动和关闭电气系统或设备，测试系统或设备的运行状态，应可通过外部显示设备和测量