管束式集裝箱的組裝工藝和型式試驗要求

董紅磊 張君鵬 中國特種設(shè)備檢測研究院

管束式集裝箱的組裝工藝和型式試驗要求

董紅磊 張君鵬 中國特種設(shè)備檢測研究院

大容積無縫鋼瓶、管束式集裝箱和長管拖車作為專用氣體儲運裝備在我國使用和制造已有10年時間，在檢驗檢測和安全監(jiān)管方面已基本形成相應(yīng)的安全規(guī)范，但設(shè)計制造缺乏標(biāo)準(zhǔn)支撐。本文對管束式集裝箱的設(shè)計制造資質(zhì)、組裝工藝和型式試驗要求進行簡要介紹，包括大容積無縫鋼瓶和長管拖車的相應(yīng)要求。

大容積無縫鋼瓶 管束式集裝箱 長管拖車 組裝工藝 型式試驗

隨著國家能源政策的調(diào)整和社會對生存環(huán)境的重視，以天然氣和氫氣為代表的清潔能源應(yīng)用劇增，相應(yīng)帶動了氣體儲運裝備的大發(fā)展。大容積無縫鋼瓶、管束式集裝箱和長管拖車是工業(yè)氣體儲運的專用裝置，三者之間既相互獨立，又相互關(guān)聯(lián)。管束式集裝箱由若干通過管路相連的大容積無縫鋼瓶固定在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱框架內(nèi)組成，既可單獨參與國際聯(lián)運，又可組成長管拖車實現(xiàn)中短距離和非通管網(wǎng)區(qū)域的氣體輸送[1-2]。

1 設(shè)計制造資質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)

按質(zhì)檢辦特函[2013]797號《特種設(shè)備目錄》（征求意見稿）規(guī)定，大容積無縫鋼瓶、管束式集裝箱和長管拖車屬于不同特種設(shè)備類別，設(shè)計制造應(yīng)取得國家質(zhì)檢總局頒發(fā)的設(shè)計、制造許可資質(zhì)。大容積無縫鋼瓶屬于氣瓶，應(yīng)滿足《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的要求；管束式集裝箱和長管拖車屬于移動式壓力容器，應(yīng)滿足《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求。大容積無縫鋼瓶實行設(shè)計文件鑒定制度，制造需取得B1資質(zhì)。移動式壓力容器的設(shè)計按《壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則》滿足相應(yīng)資質(zhì)，管束式集裝箱組裝需C3資質(zhì)，長管拖車組裝需要C2資質(zhì)。相應(yīng)的，若要制造管束式集裝箱和長管拖車，則應(yīng)同時具備B1資質(zhì)。

我國大容積無縫鋼瓶、管束式集裝箱和長管拖車制造尚未形成國家標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)企業(yè)主要參考國外標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)技術(shù)規(guī)范形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)相應(yīng)的技術(shù)委員會評審備案后組織生產(chǎn)[3]。大容積無縫鋼瓶企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需經(jīng)全國氣瓶標(biāo)準(zhǔn)化委員會評審備案，管束式集裝箱和長管拖車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需經(jīng)全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會評審備案。

2 管束式集裝箱的組裝工藝

管束式集裝箱的結(jié)構(gòu)，由大容積無縫鋼瓶、框架、前艙和后操作艙組成，組裝按先后順序分為氣瓶組裝、框架組裝、閥門管路和安全附件安裝四部分。

氣瓶組裝主要指端塞和法蘭的安裝，安裝前進行靜平衡測試使重心置于最低點。安裝端塞前，先對瓶口螺紋進行清理潤滑，保證絲牙處無鐵屑、硬質(zhì)顆粒和其它異物，便于擰緊和密封。旋緊用扭力扳手，保證安裝后排污管向下。端塞安裝完后測量鋼瓶長度，并根據(jù)框架前后立板間距確定法蘭安裝位置，法蘭用圓周均布的4個頂絲固定，見圖1。框架組裝是將氣瓶安裝到集裝箱框架內(nèi)，順序是先下后上、先外后內(nèi)。底部鋼瓶安裝時，用U型圈套將鋼瓶固定，見圖2。上部鋼瓶安裝完后，在間隙安裝聚氨酯固定架固定。氣瓶與支撐和固定裝置的連接應(yīng)考慮運輸工況，瓶體固定牢固，不會發(fā)生碰撞。

圖1 氣瓶組裝圖

圖2 U型圈套安裝

框架組裝完成后，進行閥門和管路的安裝。前艙安裝安全泄放裝置和放空管，后端操作艙安裝閥門、安全泄放裝置和主管排。每只鋼瓶前后端均設(shè)置安全泄放裝置，充分保障泄放面積[4]。安全泄放裝置普遍采用爆破片與易熔合金背襯組合裝置，可以有效防止爆破片的誤動作。前后端安全裝置結(jié)構(gòu)不同，見圖3，前端泄放裝置主要起超壓泄放作用，后端泄放裝置除超壓泄放作用外還起到進出氣管路作用。

圖3 安全泄放裝置

安全附件安裝除泄放裝置外，還包括壓力表和溫度計。壓力表用于監(jiān)控運輸和充放氣過程中的壓力變化值，量程一般為工作壓力的1.5～3倍，表盤直徑不小于100mm，精度不低于1.6級。溫度計用于監(jiān)控運輸和充放氣過程中的環(huán)境溫度變化值，量程一般選-40～80℃，精度不低于2.5級。

管束式集裝箱氣瓶、管路、安全附件和裝卸附件組裝完畢后應(yīng)進行整體氣密試驗，試驗選用氣體為干燥潔凈的空氣、氮氣或其它惰性氣體，試驗壓力為公稱工作壓力。檢漏時將檢測液涂抹在管路的焊接部位和各部件連接處，仔細(xì)觀察有無氣泡冒出。若因裝配不緊導(dǎo)致的泄漏，允許維修后重新試驗。氣密試驗合格后，進行抽真空氮氣置換，保證氣瓶及管路的含氧量不大于3%，并保持0.1～0.2MPa壓力。

3 管束式集裝箱的型式試驗要求

管束式集裝箱應(yīng)按型號進行型式試驗，試驗合格后方可投入批量生產(chǎn)。《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》附件E規(guī)定：僅參與公路運輸而不進行堆碼的集裝箱，型式試驗由國家質(zhì)檢總局核準(zhǔn)的型式試驗機構(gòu)進行，型式試驗項目至少包括吊頂試驗、吊底試驗、縱向栓固試驗、內(nèi)部橫向栓固試驗和內(nèi)部縱向栓固試驗[5]。

試驗項目的制定主要考慮使用工況，驗證框架設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理性和承載能力。吊頂?shù)醯自囼灥哪康氖球炞C框架經(jīng)受四個頂角件或底角件起吊的能力，同時驗證起吊時框架內(nèi)載荷承受加速作用所產(chǎn)生力的試驗；縱向栓固試驗的目的是驗證滿載集裝箱在道路運輸工況下，底角件承受箱體縱向運動方向兩倍額定質(zhì)量乘以加速度的栓固能力；內(nèi)部縱、橫向栓固試驗的目的是驗證道路運輸工況下，框架對鋼瓶和內(nèi)部介質(zhì)所產(chǎn)生的縱、橫向慣性力的承受能力[6-7]。具體試驗方法參照中國船級社2012版《集裝箱檢驗規(guī)范》和GB/ T16563-1996《系列1：液體、氣體及加壓干散貨罐式集裝箱技術(shù)要求和試驗方法》的規(guī)定執(zhí)行。

4 結(jié)束語

大容積無縫鋼瓶、管束式集裝箱和長管拖車作為新興裝備在我國的應(yīng)用和發(fā)展已有10年時間，在檢驗檢測和安全監(jiān)管方面已基本形成相應(yīng)行政規(guī)章和安全技術(shù)規(guī)范，但設(shè)計制造缺乏標(biāo)準(zhǔn)支撐。設(shè)計制造的規(guī)范化是安全使用的前提，完善和改進技術(shù)要求，形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)發(fā)展的必然。

1 薄柯,張君鵬,李邦憲,等.長管拖車日常管理與維護.制造業(yè)自動化,2006,28(12):154－156

2 董紅磊,李邦憲,張君鵬,等.長管拖車鋼瓶硬度控制范圍和驗收標(biāo)準(zhǔn)的探討.壓力容器,2012,29(10):47－69

3 董紅磊,李邦憲,薄柯,等.關(guān)于長管拖車鼓包鋼瓶評定指標(biāo)的探討.壓力容器,2011,28(11):59－63

4 李利嬌.從設(shè)計與制造環(huán)節(jié)重視長管拖車的安全控制.中國特種設(shè)備安全,2009,25(7): 22－24

5 TSG R0005－2011 移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

6 鄭艷平,朱厚軍.CNG瓶組集裝箱框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析.包裝與食品機械,2012,30(5):25－28

7 中國船級社.集裝箱檢驗規(guī)范(2012版).2012.9

Large volume seamless steel cylinder, tube-bundle container and tube trailer were used and manufactured as gas storage and transportation equipment for 10 years in china. The corresponding administrative regulations and safety technology specifcations have been formed in aspect of inspection and supervision. But there is no design and manufacture standard. The thesis introduced the qualifcation for design and manufacture, assembly technology and type test of tube-bundle container briefy, also referred to large volume steel seamless cylinder and tube trailer.

Large volume seamless steel cylinder Tube-bundle container Tube trailer Assembly technology Type test

2013－10－31）