汽車用LNG低溫絕熱氣瓶的定期檢驗(yàn)

中國船級社質(zhì)量認(rèn)證公司 鄒偉 廖衛(wèi)東 孫可佳

針對汽車等運(yùn)輸工具開發(fā)的液化天然氣（LNG）低溫絕熱鋼瓶及配套系統(tǒng)，已經(jīng)被大量安裝在各類城市公交和運(yùn)輸重卡上。液化天然氣供氣系統(tǒng)一般包括低溫絕熱鋼瓶、汽化器及增壓系統(tǒng)、緩沖罐及穩(wěn)壓系統(tǒng)、管路及充灌系統(tǒng)、安全附件、保護(hù)框架。低溫絕熱氣瓶屬于特種氣瓶，通常由奧氏體不銹鋼制作，包括內(nèi)膽和外殼，絕熱方式采用高真空多層絕熱。氣瓶內(nèi)部包括進(jìn)出液管、電容式液位測量裝置、過沖裝保護(hù)裝置等。氣瓶容積一般為150L～550L，工作壓力1.0MPa～ 1.6MPa。

在供氣系統(tǒng)中分別設(shè)置了增壓和穩(wěn)壓系統(tǒng)，以滿足不同車輛在各種環(huán)境氣候條件下的正常使用。為滿足安全使用設(shè)置的安全附件包括安裝在氣瓶上的主副安全閥、壓力表、遏流閥、液位計(jì)以及安裝在管路系統(tǒng)的安全閥、壓力表等。

由于該產(chǎn)品使用時(shí)間較短，國內(nèi)相對于該產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范還比較缺乏，我們結(jié)合車用LNG氣瓶及供氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對定期檢驗(yàn)內(nèi)容、方法和檢驗(yàn)要求提出以下建議，以供國內(nèi)同行參考。對于特種設(shè)備的設(shè)計(jì)、使用、定期檢驗(yàn)等，主管部門已有規(guī)定的，還需要滿足相關(guān)主管部門的規(guī)定要求。

檢驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

氣瓶登記：記錄內(nèi)容包括氣瓶制造國別、制造廠名稱、制造單位許可證號或代碼、氣瓶編號、制造年月、制造標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品型號、設(shè)計(jì)壓力、工作壓力、公稱容積、氣瓶凈重、最大充液重量、正常蒸發(fā)率、材料牌號、上次檢驗(yàn)日期、產(chǎn)品單臺合格證、批量質(zhì)量證明書、產(chǎn)品使用說明書、使用登記證、運(yùn)行周期內(nèi)的歷次檢驗(yàn)報(bào)告、氣瓶所在車輛的編號。

氣瓶的置換：需要對氣瓶進(jìn)行置換時(shí)，應(yīng)在保證安全、衛(wèi)生和不污染環(huán)境的條件下，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽怏w排凈，然后用氮?dú)膺M(jìn)行充分置換，置換方法及要求應(yīng)符合TSG R7001的規(guī)定。

瓶體表面的清理:用不損傷瓶體金屬的適當(dāng)方法，將氣瓶外表面的污垢、腐蝕產(chǎn)物、沾染物等有礙表面檢查的雜物以及外表面的疏松涂敷物清除干凈。

瓶閥的拆卸：需要拆卸瓶閥時(shí)，應(yīng)對氣瓶充分置換后，在確認(rèn)瓶內(nèi)壓力與大氣壓力一致時(shí)，由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)拆下瓶閥。對瓶閥無法開啟或拆下的氣瓶，應(yīng)與待檢瓶分開存放以待另行妥善處理。

外觀檢查的主要內(nèi)容和要求

檢查瓶體表面是否有磕傷、劃傷、凹陷等，表面劃傷深度超過0.5mm，凹陷深度超過5mm的缺陷需修復(fù)。這種規(guī)定是鑒于氣瓶外殼只是承受一個(gè)大氣壓力的負(fù)壓，外殼材料厚度一般都是2.5mm～3mm，0.5mm以下的表面劃傷對強(qiáng)度的影響不大。對于表面凹陷，如果過大，容易對氣瓶夾層真空產(chǎn)生不利影響。

檢查氣瓶表面是否有冒汗、結(jié)霜等不正常現(xiàn)象。這一點(diǎn)不但在定期檢驗(yàn)時(shí)要重點(diǎn)檢查，用戶在日常使用過程中，也要把氣瓶表面是否有冒汗、結(jié)霜現(xiàn)象以及內(nèi)膽壓力增速是否正常等作為日常檢查項(xiàng)目，并建立定期檢驗(yàn)制度。

以5～10倍放大鏡對氣瓶外殼、汽化器以及緩沖罐對接焊縫、角焊縫、管路對接焊縫進(jìn)行表面裂紋檢查，同時(shí)對氣瓶、汽化器、緩沖罐、閥門、管件本體表面進(jìn)行檢查，不得有裂紋、變形、泄漏、損傷等缺陷。

如需對焊縫、閥門、管件表面進(jìn)行無損檢測，檢測方法和合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合JB/T4730。

檢查氣瓶框架和連接是否完好，重點(diǎn)檢查氣瓶、緩沖罐、汽化器框架與汽車車體間連接質(zhì)量和框架支撐梁等處的變形情況，框架與車體連接螺栓完好性及扭矩，各焊縫質(zhì)量、氣瓶拉帶及拉帶螺栓的完好性，氣瓶鞍座與氣瓶間接觸面及橡膠墊安置的情況。

對損壞的部位及部件需要進(jìn)行修復(fù)或更換，更換的部件等級不得低于原部件。對存在較明顯變形或開裂的管路、框架需要進(jìn)行焊接修復(fù)時(shí)，施焊之前應(yīng)做好充分的前期準(zhǔn)備和安全措施，施焊人員應(yīng)具備相應(yīng)資格。

安全附件及閥門檢查的主要內(nèi)容及要求

安全閥的規(guī)格、型號、性能參數(shù)應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)要求并有完整的質(zhì)量檢驗(yàn)證明。目前各制造企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，主安全閥的開啟壓力不得超過鋼瓶1.2倍公稱工作壓力，輔助安全閥的開啟壓力不得超過鋼瓶1.8倍公稱工作壓力。安全閥的檢定周期為一年且外觀應(yīng)完好并在有效校驗(yàn)期內(nèi)使用。

檢查壓力表的型號精度等級、表盤直徑、刻度范圍、安裝位置是否符合QC/T755及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。壓力表的檢定周期為6個(gè)月，檢查壓力表指示是否失靈、刻度是否清楚、表盤玻璃是否破裂、是否在有效校驗(yàn)期內(nèi)使用。

檢查液位計(jì)的型式是否符合相關(guān)技術(shù)文件要求，安裝位置應(yīng)符合GB/T20743。液位計(jì)的使用狀況是否正常、傳感器及變送器安裝是否可靠。液位計(jì)的精度不得低于鋼瓶有效容積的10%，并在氣瓶內(nèi)介質(zhì)還剩5%～10%時(shí)液位指示器顯示為空罐。

其他閥門的檢查要求。止回閥的安裝方向能夠保證氣瓶內(nèi)的液體或氣體不會(huì)從充液管路倒流。供液遏流閥能夠滿足在其后部的管路發(fā)現(xiàn)大量泄漏、破裂、斷裂的情況下能夠自動(dòng)關(guān)閉、停止供液。節(jié)氣調(diào)節(jié)閥能有效控制瓶內(nèi)壓力。逐只檢查其他閥門在動(dòng)作條件下是否開啟靈活，密封良好。

閥門及安全附件的更換。損壞的閥門及安全附件應(yīng)選用與原型相同型號規(guī)格和連接方式，當(dāng)原型號已經(jīng)停產(chǎn)時(shí)，可向氣瓶制造廠咨詢，選用其他已通過型式試驗(yàn)的同規(guī)格的合格產(chǎn)品。如需更換密封件等易損部件，也應(yīng)采用相同型號規(guī)格的產(chǎn)品。

管路螺紋檢查方法及要求

目前絕大部分氣瓶生產(chǎn)廠家的供氣系統(tǒng)管路螺紋都是采用NPT制式的美式錐管螺紋，這種制式螺紋的密封及自鎖性能較好。

當(dāng)螺紋的密封性不能保證需要對管路、閥門或接頭螺紋進(jìn)行檢查時(shí)，可以采用5～10倍放大鏡檢查螺紋表面有無裂紋、變形、磨損、腐蝕或其他機(jī)械損傷。螺紋表面不得有裂紋性缺陷，但允許有不影響使用的輕微損傷，即允許有不超過一牙的缺口，且缺口長度不超過圓周的1/6，缺口深度不超過牙高的1/3。

如螺紋存在輕度腐蝕、磨損、變形或其他機(jī)械損傷影響密封性能，NPT螺紋可用符合GB/T12716附錄B的螺紋絲錐進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后用符合GB/T12716附錄B的螺紋量規(guī)進(jìn)行檢驗(yàn),修復(fù)后的螺紋尺寸符合GB/T12716的要求。其他制式螺紋按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修復(fù)和檢驗(yàn)。

必要時(shí)可采用內(nèi)窺鏡對螺紋內(nèi)表面進(jìn)行檢查，內(nèi)表面不得存在大于0.5mm深的腐蝕坑。

系統(tǒng)部件的檢查內(nèi)容和要求

汽化器、管路系統(tǒng)、燃料加注系統(tǒng)的技術(shù)要求可參照QC/T 755，安裝要求參照GB/T20734； 緩沖罐參照GB150要求檢查；金屬柔性軟管按GB/T14525要求檢查。

損壞的管路如需要更換，必須采用相同型號規(guī)格和材料牌號的承壓管，管路內(nèi)部必須經(jīng)過酸洗鈍化處理去除油污，清洗干凈并吹干水分。

氣密性試驗(yàn)及內(nèi)膽壓力試驗(yàn)檢查

氣密性試驗(yàn)在鋼瓶所有閥門、安全附件、管路系統(tǒng)、汽化器、緩沖罐組裝完成后進(jìn)行，試驗(yàn)前氣瓶及低溫部分管路經(jīng)液氮充分預(yù)冷。

氣瓶及管路系統(tǒng)氣密性試驗(yàn)用氣體采用干燥的氮?dú)?，試?yàn)壓力為鋼瓶的工作壓力，試驗(yàn)方法按GB/T12137進(jìn)行。

采用專用發(fā)泡劑或檢漏儀檢查所有焊接接頭、閥門、安全附件、管路系統(tǒng)、螺紋密封面等處，不得有泄漏現(xiàn)象。

一般情況下，不必對內(nèi)膽進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，但當(dāng)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對氣瓶內(nèi)膽強(qiáng)度有懷疑時(shí)，可以在氣密性之前對內(nèi)膽進(jìn)行壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)之前須從汽車上拆下氣瓶并拆除與氣瓶連接的所有管路和安全附件。試驗(yàn)須在專門的試驗(yàn)場地進(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)采用干燥潔凈氮?dú)猓囼?yàn)壓力為工作壓力的1.8倍，壓力試驗(yàn)步驟和要求按TSG R0004進(jìn)行。

靜態(tài)蒸發(fā)率測定方法及要求

由于低溫絕熱氣瓶本身不附帶真空檢測裝置，為檢測氣瓶真空夾層的絕熱性能是否可靠，采用檢測氣瓶的靜態(tài)蒸發(fā)率指標(biāo)比較合適，且每個(gè)氣瓶均需進(jìn)行靜態(tài)蒸發(fā)率的測定。

氣瓶靜態(tài)蒸發(fā)率的測定按GB/T 18443.5的流量計(jì)法或稱重法進(jìn)行。從檢測的方便性和準(zhǔn)確性來看，流量計(jì)法比稱重法更具優(yōu)勢，因此推薦使用流量計(jì)法來檢測。試驗(yàn)用介質(zhì)一般采用液氮，充液量不低于氣瓶有效容積的1/2。

建議參照TSG R7001中對低溫容器靜態(tài)蒸發(fā)率的規(guī)定要求，以氣瓶實(shí)測日靜態(tài)蒸發(fā)率指標(biāo)小于1.1～1.5倍的額定日蒸發(fā)率指標(biāo)作為定期檢驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)。如該項(xiàng)指標(biāo)不合格，則需要對氣瓶夾層重新抽真空。

檢驗(yàn)后的工作

根據(jù)TSG R0009的要求，執(zhí)行檢驗(yàn)單位應(yīng)當(dāng)在氣瓶檢驗(yàn)工作完成后出具檢驗(yàn)報(bào)告，在檢驗(yàn)標(biāo)記牌上打上檢驗(yàn)鋼印。

對檢查合格的外部金屬框架按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重新進(jìn)行噴涂。檢驗(yàn)原始記錄至少保留一個(gè)檢驗(yàn)周期。

對于需要拆卸下來進(jìn)行檢驗(yàn)且檢驗(yàn)合格的氣瓶，應(yīng)由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)或有資質(zhì)的安裝單位負(fù)責(zé)安裝。對于檢驗(yàn)不合格的氣瓶，但可以通過返修達(dá)到使用要求的，如需返修，返修工作由該氣瓶原制造廠或其他具備資質(zhì)的單位承擔(dān)。返修單位對返修合格的氣瓶出具返修合格報(bào)告，該返修報(bào)告送檢驗(yàn)單位登記備案。返修合格的氣瓶由檢驗(yàn)單位或其他有資質(zhì)的安裝單位安裝后，由檢驗(yàn)單位對氣瓶及管路系統(tǒng)重新進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，檢驗(yàn)單位重新出具檢驗(yàn)報(bào)告。

報(bào)廢氣瓶由檢驗(yàn)單位負(fù)責(zé)銷毀，銷毀前應(yīng)當(dāng)預(yù)先消除夾套真空并對內(nèi)容器及管路進(jìn)行充分置換后，再采用壓扁或鋸切方式做破壞處理，同時(shí)填寫《氣瓶報(bào)廢通知書》通知?dú)馄慨a(chǎn)權(quán)單位。