車用壓縮天然氣氣瓶發展與檢驗

楊樹軍

沈陽歐施盾新材料科技有限公司

車用壓縮天然氣氣瓶發展與檢驗

楊樹軍

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隨著我國經濟的不斷快速發展，我國的工業也隨著快速的發展，這導致了我國對石油的依存度過高，同時我國的環境也收到了一定的污染，為了改變這種現狀，我國重點開展了用天然氣替代成品油作為能源的主要研究，并且已經取得了一定的成績。作者根據自身多年的工作經驗，對車用天然氣儲氣瓶的發展進行了簡要的介紹，同時儲氣瓶的發展主要是由于天然氣行業的快速發展所帶動的，但是在車用氣瓶的發展過程中需要格外的注意天然氣氣瓶的使用安全，要高度重視對氣瓶的檢驗。

CNG；車用天然氣；氣瓶；檢驗

前言

就目前全世界的環境情況來講，大部分地區都面臨著重大的環境問題，并且世界各國已經將環境問題列入到繼續解決的重要問題之一。目前我國正處于經濟、工業高速發展的時期，但是在我國發展的同時對環境也造成了一定的污染。在全球污染最嚴重城市的排名中，中國占據了很多的席位。造成環境污染的重要原因之一就是汽車尾氣排放對環境所造成的污染。為了有效的緩解我國的環境污染問題，現在正逐步的用CNG汽車、油電混合動力汽車等代替，這樣做可以有效的降低對環境的污染。最近幾年，天然氣在各國的發展都非常迅猛，這種能源的發展趨勢即世界能源發展的一個趨勢，同時也是對環境的一種保護。

1、車用天然氣氣瓶的發展

現階段一些專家認為天然氣汽車是當前比較符合發展需要的一種具有較低污染程度的汽車，特別是對各國的出租車以及公交車來講。現在，天然氣已經被世界各國廣泛應用，在我國由于天然氣具有較高的經濟效益以及不錯的環保屬性，使得天然氣也收到了一致的認可和廣泛的應用，與此同時，天然氣汽車也隨之迅猛的發展。但是與傳統的成品油燃料相比，天然氣汽車多出了一個至關重要的零件——壓縮天然氣氣瓶，一般來講其工作壓力為20兆帕，是一種高壓容器。我國當前所使用的CNG氣瓶主要有鋼質氣瓶與復合材料氣瓶，同時根據目前CNG氣瓶的發展方向來看，復合材料氣瓶將會是今后的發展方向。

2、車用天然氣瓶的發展

在上世紀中期，意大利和俄羅斯首先開始使用CNG作為汽車的燃料，因為壓縮天然氣有著非常好的經濟效益，并且汽車尾氣對空氣的污染較小，這使得使用壓縮天然氣作燃料的汽車得到了快速的發展。通常情況下來講，汽車上使用的壓縮天然氣氣瓶的常用壓力為20兆帕。在最開始的一段時間車上使用的CNG氣瓶都是由鋼質材料制成的，在上世紀70年代初，意大利將車用天然氣鋼瓶進行了輕量化處理，并且其工作強度沒有被降低，這就使得新生產的輕量化鋼瓶得到了世界的廣泛認可與使用。

在19世紀末期，美國的大量汽車開始使用壓縮天然氣作為行駛的主要燃料。到20世紀70年代后期，呼吸氣瓶已經發展到內膽是金屬材料，并且使用玻璃纖維纏繞的航空航天使用的氣瓶技術。在上世紀80年代中期，氣瓶還是使用鋁制內膽，并且同樣使用玻璃纖維進行纏繞。但是這種氣瓶的是一種非常安全保守的設計方式，因為即使纏繞的纖維復合材料發生損壞，僅僅是鋁制內膽所能承受的壓力就可以達到20兆帕。從整體上來講，國外對車用天然氣氣瓶的發展以及研制做出了極大的貢獻，并且整個氣瓶的生產、使用、檢驗等體系已經較為完善，目前車用天然氣壓縮氣瓶行業的主要工作是新產品的研制以及開發。

3、我國車用天然氣氣瓶的發展

我國首先出現天然氣氣瓶的地區為四川，在19世紀八十年代出現了NGV-1型的鋼制氣瓶，主要安裝在卡車以及公交車的下部，這種氣瓶與意大利所生產的輕化的CNG氣瓶相類似。推動四川車用天然氣氣瓶行業發展的主要原因是我國的四川盆地天然氣儲量較多，但是原油儲量卻少。由于車用輕型的CNG鋼瓶設計的應力很高，同時天然氣中含有硫與水分，這就造成了壓縮天然氣鋼瓶會出現應力腐蝕失效的情況。在上世紀九十年代末期，我國政府發頒布了車用天然氣鋼瓶的生產標準，根據我國實際情況，將歐洲等高標準的設計應力降低到符合我國國情的情況，這樣就使得天然氣鋼瓶在我國繼續的快速發簪。

4、我國天然氣鋼瓶的發展方向

現階段我國所使用的壓縮天然氣氣瓶主要分為兩類：分別是鋼制的氣瓶以及復合材料的氣瓶。同時復合材料的氣瓶有可依據內膽材料的不同可以分成金屬內膽的復合材料氣瓶以及非金屬內膽的復合材料氣瓶。復合材料氣瓶中全復合材料的氣瓶比金屬內膽的優勢明顯，在同樣的容積和壓力下，復合材料CNG氣瓶比鋼質氣瓶的質量可減輕三分之一到三分之二。并且，從安全性角度考慮，在受到外力或高速沖擊時，全復合材料氣瓶即便失效爆炸并不會產生攻擊性較大的碎片，從而降低甚至避免了對人員和車輛的損害和財產方面的損失。

5、車用壓縮天然氣瓶的檢驗

通過以上的闡述可以知道，在車用天然氣氣瓶快速發展的同時，也存在著一定的安全隱患，因為車用天然氣氣瓶一旦在使用的過程中出現泄漏、燃燒、甚至是爆炸等情況，就會造成巨大的安全事故，會給人民的生命財產安全造成巨大的威脅。因為壓縮天然氣具有易燃易爆的性質，并且車用天然氣氣瓶又屬于是特種的設備，所以其安全問題在發展的過程中逐漸的被發現。因為CNG具有易燃易爆的特性，所以為了確保使用的安全，需要按照我國相關的法律規定，如：《汽車用壓縮天然氣金屬內膽纖維環向纏繞氣瓶定期檢驗與評定》、《汽車用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗與評定》等，對其進行檢定，從而規范氣瓶的安全使用。

6、結論

6.1 壓縮天然氣是一種清潔型的能源，可以為天然氣汽車提供無污染的清潔能源。但是天然氣汽車的重要組成部分——天然氣氣瓶的發展推動了天然氣汽車行業的可持續發展。

6.2 車用天然氣氣瓶的發展趨勢為全復合材料車用氣瓶。

[1]楊衛國.汽車用壓縮天然氣全復合材料氣瓶設計制造檢驗技術及安全使用研究[C]//國家質量監督檢驗檢疫總局.特種設備安全國際論壇文集：境內論文選集.北京：中國標準出版社,2006：144-150.

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