汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系研究

禹 威 張勝軍 肖超波 瞿偉健 張華波

(廣州特種承壓設備檢測研究院，廣州 510663)

LNG鋼瓶是一種用于貯存、運輸液化天然氣的容器，具有使用方便、充裝率高和可重復充裝的特點。隨著LNG鋼瓶在國內廣泛應用到汽車上，尤其越來越多地應用到出租車及公交車等公共交通工具上，車用LNG鋼瓶安全問題日益凸顯。保證LNG鋼瓶安全運行的手段是嚴格依照相關標準法規進行定期檢驗，定期檢驗的作用是：為政府監管部門科學決策和高效監管提供技術支持；有助于發現LNG鋼瓶存在的制造缺陷和運行中產生的缺陷；消除安全隱患，防止液化天然氣鋼瓶在車輛營運過程中發生事故，確保人民生命財產安全。

筆者在研究國內外汽車LNG鋼瓶安全性能的標準化現狀，并分析國內主要標準和所存在主要問題的基礎上，提出了編制標準體系的目的、原則和基本構成內容。

國外氣瓶法規標準體系的模式基本一致，即以法規為主體，以技術標準為基礎的法規標準體系。美國的相關法規中除規定了氣瓶有關的管理要求外，還對氣瓶的設計制造要求進行了規定。歐盟在法規中提出了氣瓶設計制造、充裝使用及定期檢驗等方面的基本要求，同時在法規中大量引用了氣瓶設計制造、充裝、檢驗及附件等歐洲協調標準。

1.1 美國汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系

美國氣瓶標準體系包括：聯邦政府標準、國家標準、非政府機構(民間團體)的專業標準和企業(公司)標準。包括DOT-4L《低溫絕熱氣瓶》、DOT-4AA480《焊接鋼瓶》、ANSI/UL 1769:2003《氣瓶閥安全標準》、CGA C-11:2001《壓縮氣體氣瓶制造檢驗的推薦辦法》、CGA C-1:2004《壓縮氣體氣瓶水壓試驗方法》及CGA C-6:2005《鋼制壓縮氣體氣瓶宏觀檢查標準》等標準，內容涉及有關的設計、制造、充裝、運輸儲存及定期檢驗等。

1.2 歐盟汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系

歐盟標準體系包括歐盟標準、新方法指令中的協調標準，也包括歐盟標準化組織及其各成員國政府制定的標準，主要包括EN1251：2000《低溫容器 容積不超過1 000L的移動式真空絕緣容器》、EN ISO 10297：2006《氣瓶瓶閥的技術條件和型式試驗》、EN 629：1996《氣瓶與瓶閥連接用25E錐螺紋》、EN 1803：2002《鋼制焊接氣瓶的定期檢驗與試驗》、EN 14189：2003《氣瓶定期檢驗時對瓶閥的檢驗與維護》及EN ISO 14246：2001《氣瓶瓶閥的制造檢驗和試驗》等。涉及氣瓶的基礎標準、設計制造標準、檢驗標準和充裝使用標準。

2 我國汽車LNG鋼瓶安全性能標準化現狀

2.1 我國汽車LNG鋼瓶安全性能主要標準

目前國內已制定的汽車LNG鋼瓶相關標準主要有22部，其中，國家標準18部，行業標準1部，行政技術規范3部。

2.1.1基礎及材料類標準

GB 15384-2011《氣瓶型號命名方法》、GB 16804-2011《氣瓶警示標簽》和GB 7144-1999《氣瓶顏色標志》分別規定了氣瓶的顏色、型號命名及警示等內容。GB 150《鋼制壓力容器》、GB/T 228-2002 《金屬材料 室溫拉伸試驗方法》、GB/T 229-2007 《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法》、GB/T 232-2010 《金屬材料彎曲試驗方法》、GB/T 3280-2007《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》和GB/T 4237-2007《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》分別規定了氣瓶顏色、型號命名、警示、材料及材料試驗方法等內容。

2.1.2通用與安全類標準

TSG RF001-2009《氣瓶附件安全技術監察規程》、國質檢鍋[2000]250號《氣瓶安全監察規程》、 JB/T 4730-2005《承壓設備無損檢測》、GB 15383-2011《氣瓶閥出氣口連接型式和尺寸》、GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規定》、GB 8335-2011《氣瓶專用螺紋》、GB/T 12137-2002《氣瓶氣密性試驗方法》、GB/T 9251-2011《氣瓶水壓試驗方法》、GB 8337-2011《氣瓶用易熔合金塞》及GB 16918-1997《氣瓶用爆破片技術條件》分別規定了氣瓶的瓶閥連接形式、充裝方法、檢驗試驗方法、無損檢測方法和氣瓶的安全防護方法與技術條件。

2.1.3專用類標準

TSG R009-2009《車用氣瓶安全技術監察規程》、GB/T 20734-2006《液化天然氣汽車專用裝置安裝條件》和GB/T 18443-2010 《真空絕熱深冷設備性能試驗方法》分別規定了汽車LNG氣瓶的安全監察、安裝及真空絕熱深冷設備制造方法等技術要求。

2.2 我國汽車LNG鋼瓶安全性能存在的主要問題

對上述標準進行歸納、分析后可知，我國現行的汽車LNG鋼瓶相關標準體系中主要存在以下問題：

a. 現行標準適用范圍不明確，專用標準亟需建立。參照美國運輸部DOT4L-1999《焊接絕熱氣瓶》及美國國家防火協會NFPA 57《液化天然氣(LNG)汽車燃料系統標準》等標準[1]，編制了GB 24159-2009《焊接絕熱氣瓶》和GB/T 18443-2010《真空絕熱深冷設備性能試驗方法》兩部國標；但GB 24159-2009不適用汽車LNG鋼瓶，GB/T 18443-2010未明確是否適用制造汽車LNG鋼瓶。亟需建立汽車LNG鋼瓶制造及定期檢驗等專業標準。

b. 技術標準制定的迫切性。汽車LNG鋼瓶標準化建設嚴重滯后，已經制約該行業的發展。由于缺乏汽車LNG鋼瓶制造、定期檢驗與評定技術標準，運行中的公交車、出租車鋼瓶沒有進行定期檢驗而存在較大的安全隱患。

3 我國汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系研究

標準體系是指欲實現某一特定的標準化目的，有關標準按其內在聯系形成的科學的有機整體。

3.1 標準體系研究的目的及原則

研究汽車LNG鋼瓶的檢測方法和評價標準，解決我國現行形勢下汽車LNG鋼瓶檢驗檢測標準的缺失，制定出適用汽車LNG鋼瓶定期檢驗的《汽車LNG鋼瓶定期檢驗規則》等標準，解決液化天然氣汽車的安全隱患并推動液化天然氣汽車的發展。建立汽車LNG鋼瓶標準體系路線圖，為進一步完善汽車LNG鋼瓶檢測標準體系奠定基礎。編制標準體系原則有：

a. 整體性與層次性相結合原則。標準體系的組成應完整、配套，各子系統層次分明、協調統一，體現標準體系的系統完整性和層次性。標準體系要能覆蓋設計、制造、檢驗、安裝、使用及維護保養等各方面。

b. 標準的可持續發展。標準體系的建設既要解決當前實際需要，也要考慮到未來變化。汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系應包含目前國內外相關的最新科研成果，標準體系應具有一定可持續發展，既保證現實標準體系穩定性，又要考慮體系的未來可修訂性。

c. 與國際標準接軌。汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系是根據我國的實際情況制定，應充分考慮我國實際情況，堅持實事求是、可持續發展的原則。目前，國家應制定出統一的標準，提高企業缺乏核心競爭力。因此，我們既要結合國內情況，又要借鑒國際標準，制定出國家或行業標準，發揮標準對國民經濟和社會發展的技術支撐和基礎保障作用。

3.2 標準體系的構成

汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系涵蓋氣瓶設計、制造、安裝、檢驗的所有環節，符合國家、行業安全方面相關法規政策要求。根據標準體系的內在聯系特征及汽車LNG鋼瓶行業特點，建議建立如圖1所示的汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系。

圖1 汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系框架

汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系包括基礎標準、通用標準及專用標準等系列標準。

基礎標準涉及液化天然氣鋼瓶的總體要求、術語、相關概念、氣瓶型號命名方法及警示標簽等內容，是液化天然氣鋼瓶技術規范和標準的基礎，此層次包括氣瓶術語、氣瓶型號命名方法及氣瓶警示標簽等。

通用標準包括：氣瓶閥出氣口連接型式和尺寸、承壓設備無損檢測、氣瓶附件安全技術監察規程、液化氣體氣瓶充裝規定、氣瓶安全監察規程、氣瓶專用螺紋、氣瓶氣密性試驗方法和氣瓶水壓試驗方法。

專用標準適用于專用對象的標準，針對汽車LNG鋼瓶的標準，具有最強的專業指導性。

3.3 亟需制定的相關標準

根據我國節能環保的需要，分析我國汽車LNG鋼瓶的設計制造、維護保養及定期檢測等標準現狀，發現存在以下問題：如設計制造標準僅僅參考GB/T 18443-2010 《真空絕熱深冷設備性能試驗方法》，缺失專業性設計、制造標準，例如《車用LNG氣瓶定期檢驗與評定》及《汽車LNG-瓶閥》等標準。應結合我國現實情況，借鑒國際標準，對現行的部分標準進行適當修訂，完善與我國實際情況相適應的汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系。

4 結束語

通過對國內外汽車LNG鋼瓶的標準化現狀分析可知，建立一個系統化、層次化、科學化的標準體系，可以使汽車LNG鋼瓶的設計制造、維護保養與檢驗檢測做到有標可依,提高鋼瓶的安全使用性；汽車LNG鋼瓶安全性能標準體系可為我國未來標準修訂提供基礎研究，為標準化管理提供決策依據，使標準制修訂工作更具全局性、前瞻性和主動性，能夠產生重大的社會效益和經濟效益。

[1] 戚月媂，黃強華，吳燕，等.國內外氣瓶標準法規比較手冊[M].北京：中國標準出版社，2008.