汽車用LNG低溫絕熱氣瓶的定期檢驗

中國船級社質量認證公司 鄒偉 廖衛東 孫可佳

針對汽車等運輸工具開發的液化天然氣（LNG）低溫絕熱鋼瓶及配套系統，已經被大量安裝在各類城市公交和運輸重卡上。液化天然氣供氣系統一般包括低溫絕熱鋼瓶、汽化器及增壓系統、緩沖罐及穩壓系統、管路及充灌系統、安全附件、保護框架。低溫絕熱氣瓶屬于特種氣瓶，通常由奧氏體不銹鋼制作，包括內膽和外殼，絕熱方式采用高真空多層絕熱。氣瓶內部包括進出液管、電容式液位測量裝置、過沖裝保護裝置等。氣瓶容積一般為150L～550L，工作壓力1.0MPa～ 1.6MPa。

在供氣系統中分別設置了增壓和穩壓系統，以滿足不同車輛在各種環境氣候條件下的正常使用。為滿足安全使用設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、液位計以及安裝在管路系統的安全閥、壓力表等。

由于該產品使用時間較短，國內相對于該產品的標準、技術規范還比較缺乏，我們結合車用LNG氣瓶及供氣系統的結構特點，對定期檢驗內容、方法和檢驗要求提出以下建議，以供國內同行參考。對于特種設備的設計、使用、定期檢驗等，主管部門已有規定的，還需要滿足相關主管部門的規定要求。

檢驗前的準備工作

氣瓶登記：記錄內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、制造標準、產品型號、設計壓力、工作壓力、公稱容積、氣瓶凈重、最大充液重量、正常蒸發率、材料牌號、上次檢驗日期、產品單臺合格證、批量質量證明書、產品使用說明書、使用登記證、運行周期內的歷次檢驗報告、氣瓶所在車輛的編號。

氣瓶的置換：需要對氣瓶進行置換時，應在保證安全、衛生和不污染環境的條件下，采用適當的方法將氣體排凈，然后用氮氣進行充分置換，置換方法及要求應符合TSG R7001的規定。

瓶體表面的清理:用不損傷瓶體金屬的適當方法，將氣瓶外表面的污垢、腐蝕產物、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，應對氣瓶充分置換后，在確認瓶內壓力與大氣壓力一致時，由檢驗機構負責拆下瓶閥。對瓶閥無法開啟或拆下的氣瓶，應與待檢瓶分開存放以待另行妥善處理。

外觀檢查的主要內容和要求

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。這種規定是鑒于氣瓶外殼只是承受一個大氣壓力的負壓，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生不利影響。

檢查氣瓶表面是否有冒汗、結霜等不正常現象。這一點不但在定期檢驗時要重點檢查，用戶在日常使用過程中，也要把氣瓶表面是否有冒汗、結霜現象以及內膽壓力增速是否正常等作為日常檢查項目，并建立定期檢驗制度。

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、管路對接焊縫進行表面裂紋檢查，同時對氣瓶、汽化器、緩沖罐、閥門、管件本體表面進行檢查，不得有裂紋、變形、泄漏、損傷等缺陷。

如需對焊縫、閥門、管件表面進行無損檢測，檢測方法和合格標準應符合JB/T4730。

檢查氣瓶框架和連接是否完好，重點檢查氣瓶、緩沖罐、汽化器框架與汽車車體間連接質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行修復或更換，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、框架需要進行焊接修復時，施焊之前應做好充分的前期準備和安全措施，施焊人員應具備相應資格。

安全附件及閥門檢查的主要內容及要求

安全閥的規格、型號、性能參數應符合相關技術要求并有完整的質量檢驗證明。目前各制造企業標準規定，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完好并在有效校驗期內使用。

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及有關標準的要求。壓力表的檢定周期為6個月，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、是否在有效校驗期內使用。

檢查液位計的型式是否符合相關技術文件要求，安裝位置應符合GB/T20743。液位計的使用狀況是否正常、傳感器及變送器安裝是否可靠。液位計的精度不得低于鋼瓶有效容積的10%，并在氣瓶內介質還剩5%～10%時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的液體或氣體不會從充液管路倒流。供液遏流閥能夠滿足在其后部的管路發現大量泄漏、破裂、斷裂的情況下能夠自動關閉、停止供液。節氣調節閥能有效控制瓶內壓力。逐只檢查其他閥門在動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選用與原型相同型號規格和連接方式，當原型號已經停產時，可向氣瓶制造廠咨詢，選用其他已通過型式試驗的同規格的合格產品。如需更換密封件等易損部件，也應采用相同型號規格的產品。

管路螺紋檢查方法及要求

目前絕大部分氣瓶生產廠家的供氣系統管路螺紋都是采用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。

當螺紋的密封性不能保證需要對管路、閥門或接頭螺紋進行檢查時，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的螺紋絲錐進行修復，修復后用符合GB/T12716附錄B的螺紋量規進行檢驗,修復后的螺紋尺寸符合GB/T12716的要求。其他制式螺紋按相關標準進行修復和檢驗。

必要時可采用內窺鏡對螺紋內表面進行檢查，內表面不得存在大于0.5mm深的腐蝕坑。

系統部件的檢查內容和要求

汽化器、管路系統、燃料加注系統的技術要求可參照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格和材料牌號的承壓管，管路內部必須經過酸洗鈍化處理去除油污，清洗干凈并吹干水分。

氣密性試驗及內膽壓力試驗檢查

氣密性試驗在鋼瓶所有閥門、安全附件、管路系統、汽化器、緩沖罐組裝完成后進行，試驗前氣瓶及低溫部分管路經液氮充分預冷。

氣瓶及管路系統氣密性試驗用氣體采用干燥的氮氣，試驗壓力為鋼瓶的工作壓力，試驗方法按GB/T12137進行。

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

一般情況下，不必對內膽進行強度試驗，但當檢驗機構對氣瓶內膽強度有懷疑時，可以在氣密性之前對內膽進行壓力試驗，試驗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。試驗須在專門的試驗場地進行，試驗介質采用干燥潔凈氮氣，試驗壓力為工作壓力的1.8倍，壓力試驗步驟和要求按TSG R0004進行。

靜態蒸發率測定方法及要求

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蒸發率指標比較合適，且每個氣瓶均需進行靜態蒸發率的測定。

氣瓶靜態蒸發率的測定按GB/T 18443.5的流量計法或稱重法進行。從檢測的方便性和準確性來看，流量計法比稱重法更具優勢，因此推薦使用流量計法來檢測。試驗用介質一般采用液氮，充液量不低于氣瓶有效容積的1/2。

建議參照TSG R7001中對低溫容器靜態蒸發率的規定要求，以氣瓶實測日靜態蒸發率指標小于1.1～1.5倍的額定日蒸發率指標作為定期檢驗合格標準。如該項指標不合格，則需要對氣瓶夾層重新抽真空。

檢驗后的工作

根據TSG R0009的要求，執行檢驗單位應當在氣瓶檢驗工作完成后出具檢驗報告，在檢驗標記牌上打上檢驗鋼印。

對檢查合格的外部金屬框架按有關標準規定重新進行噴涂。檢驗原始記錄至少保留一個檢驗周期。

對于需要拆卸下來進行檢驗且檢驗合格的氣瓶，應由檢驗機構或有資質的安裝單位負責安裝。對于檢驗不合格的氣瓶，但可以通過返修達到使用要求的，如需返修，返修工作由該氣瓶原制造廠或其他具備資質的單位承擔。返修單位對返修合格的氣瓶出具返修合格報告，該返修報告送檢驗單位登記備案。返修合格的氣瓶由檢驗單位或其他有資質的安裝單位安裝后，由檢驗單位對氣瓶及管路系統重新進行氣密性試驗，檢驗單位重新出具檢驗報告。

報廢氣瓶由檢驗單位負責銷毀，銷毀前應當預先消除夾套真空并對內容器及管路進行充分置換后，再采用壓扁或鋸切方式做破壞處理，同時填寫《氣瓶報廢通知書》通知氣瓶產權單位。