車用LNG氣瓶安裝監督檢驗常見問題淺析

劉相庭　賀小剛　李宏雷　姬軻　韓睿霖

摘要：車用LNG氣瓶安裝監督檢驗作為LNG氣瓶和整車連接質量控制的主要見證環節，對LNG用車的安全使用起重要作用。本文以近萬只LNG車用氣瓶安裝監督檢驗為基礎，討論檢驗的重點，并對檢驗中常見的原材料質量差、氣瓶管路設計不合理、管道安裝不規范、氣瓶受機械損傷、氣瓶管路焊縫質量差、泄漏試驗不合格和安全閥失效等問題進行分析，提出應對措施和建議，為車用LNG氣瓶安裝監督檢驗提供借鑒和參考。

關鍵詞：車用LNG氣瓶;安裝監督檢驗;機械損傷;泄漏試驗;安全附件

1 ?概述

液化天然氣（簡稱LNG）是當今世界公認的清潔能源，被廣泛應用于各行業領域動力燃料[1]。以LNG為燃料的液化天然氣汽車于20世紀80年代在美國、德國和法國等國開始研究，隨后技術日趨成熟、廣泛應用，目前全球約有百萬臺裝有LNG車載氣瓶的汽車在運行[2]。我國車用LNG氣瓶技術在2000年左右得到重視與發展，經過多個國家項目的技術支持，使LNG產業鏈取得長足進步，現已實現公交車、重型卡車等技術應用[3]。結合近些年我國將建設生態文明建設作為基本國策，機動車排放量要求嚴格，且LNG具有成本低、充裝使用方便、充裝量大、純凈、運輸裝卸方便、安全等優點，使其更適于推廣，對節能減排、改善大氣質量具有重要意義。

車用LNG氣瓶作為汽車燃料核心裝備，是一種焊接絕熱氣瓶，結構特殊、介質易燃、工況復雜、服役時間長、使用頻率高且在人口密集區域，因此需要嚴格質量控制。車用LNG氣瓶安裝監督檢驗（簡稱安裝監檢）作為氣瓶與整車連接質量主要見證環節，對LNG用車安全至關重要。另外，由于市場對LNG用車需求大，安裝廠家訂單多、周期短，對安裝監督檢驗員往往需求人均日檢百輛左右，一個安監周期內易出現人機不匹配現象，難以滿足生產需求。本文以近萬只安裝監檢為基礎，對檢驗中常見問題進行匯總和分析，提出檢驗的要點。

2 ?檢驗項目

車用LNG氣瓶安裝監檢主要依據《氣瓶安全技術監察規程》（TSG R0006-2014），同時要滿足《車用氣瓶安全技術監察規程》（TSG R0009-2009）（下文簡稱《規程》），還需符合《燃氣汽車專用裝置的安裝要求》（GB 19239-2013）的規定。檢驗主要包含資料審查、外觀檢驗、安裝質量檢驗和泄漏試驗等，見圖1 [4，5，6]。

在檢驗中應關注三個方面：氣瓶及其安全附件質量，氣瓶安裝廠家質量保證體系，安裝質量。

對很多氣瓶安裝廠家來說，氣瓶及其安全附件是整裝到廠，其質量由氣瓶制造廠家負責，并且出廠前經過制造監督檢驗。這使得氣瓶安裝廠家和檢驗員對氣瓶本體質量重視度不高，但氣瓶整裝運輸到廠，過程中可能會出現磕、碰、撞、砸或振動等損傷，易致氣瓶及其安全附件質量下降甚至失效。另外，市場對車用LNG氣瓶的需求日益急迫，制造監督檢驗工作量大幅增加，加之不同檢驗員對《規程》理解不同，難免會有氣瓶檢驗細節問題存在爭議，因此在安裝監檢環節，檢驗員需要補位，進而提高整車安全。

氣瓶安裝監檢沒有辦法覆蓋到每一輛車的每一個螺絲釘或者膠墊，并且《規程》對于很多項目的要求是隨機抽查，但任何一輛車的任何一個螺絲釘或膠墊的失效都可能導致整車的安全事故。因此只有堅持企業產品質量是制造出來而不是檢驗出來的這一理念，由氣瓶檢驗員幫助安裝廠家梳理并提升安裝質量保證體系，才能從根本上消除車用瓶安裝隱患，杜絕諸如連接螺栓緊固不到位或過度、安裝工卡具對氣瓶的磕碰傷等問題。檢驗員在進行檢驗前要熟悉廠家的質量管理文件，對重要環節、關鍵操作與廠家協商設置見證材料，提升質量保證體系的可行性和全面性。

氣瓶安裝質量檢驗是全部安裝監檢最主要的工作。除了安裝圖紙的一致性核查和《規程》泄漏試驗需要現場逐只確認外，還應該關注氣瓶安裝環境（遠離熱源），氣瓶與固定支座之間橡膠墊的完整和貼合性，氣瓶與發動機連接接口的密封性和管路平直狀態，管路內部嚴禁多余物，增壓閥、組合調節閥和排放閥的功能性，氣瓶管路焊接質量，通風排氣口的位置和角度等部位。這些與介質或高溫燃廢氣相關的閥門、管路對整車安全十分重要，檢驗員需了解整車構造和運行原理，對這些部位予以足夠關注。

3 ?車用LNG氣瓶安裝監檢常見問題匯總與分析

常見問題包括：原材料質量差、氣瓶管路設計不合理、氣瓶管道安裝不規范、氣瓶受機械損傷、氣瓶管路彎管處焊縫質量差、泄漏試驗不合格和安全閥失效。

3.1 原材料質量差

原材料質量差主要指兩方面：一是氣瓶所用零配件原材料本身帶有凹坑、裂紋、劃痕、鼓包或皺折等缺陷（如圖2A），二是原材料加工不合格，如尺寸超差，導致裝配時扭曲變形（如圖2B）。

圖2A中紅圈缺陷邊緣沒有明亮的金屬光澤，附近有皺折，在凹坑處有腐蝕物或油脂，證明該處缺陷不是安裝過程中磕碰傷，而是在銅管制造成型時形成，屬材料固有缺陷。該缺陷位于幾何突變區前端，凹坑較深且數量多，因此應對該銅管更換。圖2B處銅管在安裝設計圖中為Z字形彎管，與各接口平直對接，但從圖中可看出銅管由于尺寸過長，在安裝后產生了變形，使得原本三段平直管彎曲，并且在紅圈處接口產生應力集中。雖然在泄漏試驗中該段管路保壓合格，但是在反復使用充裝的工況下，紅圈處易形成薄弱區進而導致介質泄漏，因此對該銅管應當拆卸、截短加工修配或更換。處理后需重新進行泄漏試驗。

3.2 氣瓶管路設計不合理

氣瓶上管路布局應采用平直設計，每段管路尺寸適中。過短或過長（圖3B）都會給安裝質量帶來影響。如圖3A所示，管路設計過短，在狹小的空間內彎折會導致應力集中，紅圈中兩個接口難以保證安裝質量，易形成薄弱環節，易導致泄漏。過長的管路應設計合適的支撐或連接，避免整車在行駛過程中因路況不佳引起的管路劇烈振動，會導致管路接口失效，影響整車使用安全。對于該種缺陷，需將問題反饋給安裝廠家和設計單位，在后續生產中做出設計更改，提供更安全、更科學的管路設計。

3.3 管道安裝不規范

氣瓶和整車的連接管道安裝應按照設計圖紙執行，尤其是氣瓶與發動機連接管道，應做到平直順暢。有介質流動，特別是低溫介質流動的管道避免小于90°的彎折，必要時可以增加支撐和連接。從圖4中可以看出，波紋管存在大角度彎折，低溫介質從氣瓶流向汽化器時會產生較大瞬時沖擊力，加大紅圈接口處載荷。因此該條管道需要拆卸，順直后重新連接，保證氣瓶使用的穩定性。

3.4 安裝過程機械損傷

安裝過程對氣瓶及其安全附件的機械損傷是所有問題中最常見的，它一般由安裝工卡具的磕碰引起，也有部分管路被接口螺帽割傷。缺陷形狀可為分散點狀凹坑，線性凹槽或大面積擦傷。由機械損傷帶來的缺陷具有一定的方向性，缺陷邊緣尖銳、清晰且帶有金屬光澤。如圖5，A為卡具擦傷，B為螺帽割傷，C為扳手劃傷，這些缺陷在氣瓶上容易通過目視檢查發現。針對這類缺陷，凹坑較淺、數量較少、面積較小的做打磨消除處理，而缺陷尺寸過長、深度較深、零件大面積受損，則替換零件。因氣瓶安裝監檢任務量大，周期短，在檢驗工作中對機械損傷嚴重程度的判別可以依據打磨后凹坑深度快速識別，若缺陷打磨圓滑后，深度≥1.5mm，則更換管路或配件。

3.5 氣瓶管路彎管處焊接質量差

LNG氣瓶焊接質量直接決定了氣瓶質量，對整車安全性起決定性作用，因此廠家和氣瓶制造監督檢驗員對氣瓶本體的焊縫質量進行了嚴格管控，在后續檢驗中一般不會有問題。但氣瓶管路的焊接質量，因為重視度不高，會出現圖6問題。6A焊接接口出現錯位和變形，焊縫余高過高，B焊接接口由對接接口因錯位變成了角接，焊縫有焊瘤和未熔合現象，焊縫余高過高，彎管處受彎管質量差和焊接殘余應力影響，造成管口直徑變小，導致該處焊接口應力集中。這類焊接缺陷在整車使用過程中容易導致介質或高溫燃廢氣泄漏，且一旦泄漏，因為其位置靠近氣瓶瓶閥，易導致其余氣瓶附件的失效，進而造成氣瓶安全系統失效，引發安全事故。因此發現該類缺陷需要對管路做更換，并且發現圖6B中缺陷還應反饋設計單位和廠家，適當增加彎管直端長度，提高安全性和焊接操作性。

3.6 泄漏試驗不合格

氣瓶的泄漏試驗應嚴格按照《規程》規定執行，實際工作中多采用涂液法進行檢驗。在安裝監檢中泄漏試驗不合格一般有兩種情況：一是某處接口的旋緊不到位，直接泄漏，通過涂液法可清晰觀察定位;二是氣瓶安裝后整車有壓降，但無法用涂液法定位到產生泄漏的接口。對于第一種情況，泄漏多出現在狹窄空間接口，位置被干涉、不易旋擰部位，管道過短易產生應力集中和應力變形部位，如圖7紅圈各處接口位置。在泄漏試驗檢查時應重點、逐個檢查。第二種情況產生因素較多，如試驗人員操作失誤、環境溫差大、壓力表誤差、檢驗員的壓力表讀數誤差等，所以對泄漏試驗的壓力判別應選擇當日環境溫度最高時，氣瓶內介質與環境溫度達到平衡，通過平視法讀取數據。若此時氣瓶實測壓力與泄漏試驗壓力合格值仍存在壓降，則判定氣瓶泄漏試驗不合格，需重新檢查各個接口狀態，如生料帶是否完好、旋緊力矩是否足夠或者接口是否存在應力集中等，重新緊固后再次進行泄漏試驗。

3.7 安全閥失效

車用LNG氣瓶一般裝兩級安全閥，在安裝監督檢驗過程中可能會出現安全閥未至整定壓力泄放現象。這可能是因為安全閥密封面受到損傷，管道或設備安裝時留在其中的電焊渣、鐵銹或其他雜物夾雜卡住密封面，安全閥回座彈簧在校驗過程中損傷或失效，環境溫度的變化導致彈簧冷凍或者整定壓力調節機構松動產生整定壓力超差等。針對這種現象直接更換安全閥，原安全閥進行維修或重新校驗。

4 ?結論

本文對車用LNG氣瓶安裝監檢過程中常見問題進行匯總和分析，主要包含原材料、設計、安裝、焊接質量、泄漏試驗和安全閥幾個方面。針對這些問題，在原材料驗收環節要嚴格把關，對其二次加工應符合設計圖紙要求;在氣瓶管路設計上應避免應力集中和無支撐結構;氣瓶與整車的安裝過程符合規范、圖紙和廠家質量保證體系的要求，避免機械損傷，對損傷深度超過1.5mm的管路需要進行更換;氣瓶管路的焊接質量和整車的泄漏試驗要符合《規程》要求，泄漏試驗不允許有壓降;出現未至整定壓力泄放的安全閥應予以更換。

建議檢驗員在車用LNG氣瓶安裝監檢工作中，結合整車設計制造原理，活用靈用《規程》，有的放矢，找準和把握檢驗的重點和關鍵，全面提升檢驗科學性和氣瓶安裝廠家質量保證體系全面性、可靠性。

參考文獻：

[1]汪永強.簡析車用LNG氣瓶定期檢驗的檢驗要點[J].機電技術，2016，12.

[2]陳建平，阮曉妮.淺談車用氣瓶安裝監督檢驗[J].工業技術，2012，08.

[3]孔祥龍.LNG汽車發展現狀與前景研究[J].價值工程，2011.

[4]吳琪.車用氣瓶安裝監督檢驗的質量控制[J].農村經濟與科技，2018，06.

[5]氣瓶安全技術監察規程[S].

[6]車用氣瓶安全技術監察規程[S].