蒸汽在車用CNG氣瓶定期檢驗中的應用

劉洋，王雄，栗麗

（烏海市特種設備檢驗所，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

蒸汽在車用CNG氣瓶定期檢驗中的應用

劉洋，王雄，栗麗

（烏海市特種設備檢驗所，內(nèi)蒙古 烏海 016000）

車用CNG氣瓶定期檢驗中氣瓶內(nèi)部清洗和內(nèi)部干燥是非常重要的兩個環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)較為普遍的檢驗工藝采用壓縮清洗機進行氣瓶內(nèi)部清洗和熱空氣吹掃進行氣瓶內(nèi)部干燥，這兩種傳統(tǒng)工藝方法存在一定弊端。本文探討引入蒸汽用于車用CNG（壓縮天然氣）氣瓶定期檢驗氣瓶內(nèi)部清洗和內(nèi)部干燥的工藝方法及可行性，以期提高車用CNG氣瓶定期檢驗效率。

車用氣瓶；定期檢驗；蒸汽；烘干；清洗

近年來，隨著CNG氣瓶生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提升，以及CNG作為汽車能源在環(huán)保性、經(jīng)濟性優(yōu)勢顯現(xiàn)，全國范圍內(nèi)，車用CNG氣瓶數(shù)量越來越多。而車用CNG氣瓶定期檢驗作為法定檢驗，面對全國數(shù)以百萬的CNG氣瓶，檢驗中耗費的人力物力巨大。車用氣瓶檢驗機構(gòu)形式豐富，有民辦的，有公辦的，也有合作檢驗的，這也使嚴格保證定期檢驗質(zhì)量難度較大。保障車用氣瓶檢驗質(zhì)量和提高檢驗效率是氣瓶檢驗工作者需要更多去考慮的問題。

1 蒸汽的應用

空氣中所含水蒸汽達到最大限度成為飽和蒸汽，飽和蒸汽中的水分完全蒸發(fā)成為干飽和蒸汽。從不飽和蒸汽到濕飽和蒸汽再到干飽和蒸汽過程溫度是不變的，干飽和之后繼續(xù)加熱則溫度會上升，成為過熱蒸汽。飽和蒸汽的壓力與溫度是線性對應關(guān)系，而過熱蒸汽壓力與溫度不存在對應關(guān)系（如圖1）。

蒸汽被廣泛應用于食品加工、物質(zhì)干燥、污染土壤治理等諸多領(lǐng)域。蒸汽干燥具有節(jié)能效果顯著、干燥品質(zhì)好、傳熱傳質(zhì)效率高、無失火和爆炸危險等特點，是一種新興的具有較大潛力的干燥技術(shù)，隨著對其研究不斷深入，過熱蒸汽干燥技術(shù)被廣泛應用于褐煤、木材、紙張、食品、污泥等。

蒸汽清洗是通過高溫高壓作用下的飽和蒸汽，對被清洗表面的油漬物顆進行溶解，并將其汽化蒸發(fā)，能讓飽和蒸汽清洗過的表面達到超凈態(tài)。蒸汽可以有效切入任何細小的孔洞和裂縫，剝離并去除其中的污漬和殘留物。

圖1 水的相圖

2 蒸汽用于車用CNG氣瓶干燥

CNG纏繞氣瓶內(nèi)部干燥的具體要求在環(huán)GB24162-2009《汽車用壓縮天然氣金屬內(nèi)膽纖維纏繞氣瓶定期檢驗與評定》中有明確規(guī)定，干燥時間應足夠長以保證瓶內(nèi)完全干燥，國內(nèi)CNG氣瓶檢驗站現(xiàn)多采用熱風干燥方式，汽車用壓縮天然氣金屬內(nèi)膽纖維環(huán)纏繞氣瓶工作溫度為-40～65℃，所以熱風干燥時，通常熱空氣溫度不可超過65℃。從實際檢驗中干燥效果來看，使用熱風干燥耗時較長，使氣瓶內(nèi)部完全干燥需要超過1h。當氣瓶檢驗數(shù)量大時，檢驗結(jié)構(gòu)不可能耗用這么長時間直至氣瓶完全干燥。而氣瓶中有水分殘留時，遇CNG氣源雜質(zhì)H2S，會對鋼制內(nèi)膽造成腐蝕，并有可能產(chǎn)生應力腐蝕，埋下安全隱患（表1）。

具體工藝方法為待干燥氣瓶垂直90°倒立放置，飽和蒸汽通過管路連接至氣瓶內(nèi)部，瓶口不可完全封堵，瓶口需留有1/2面積供蒸汽流出。連接至瓶內(nèi)管路近瓶口端可切換蒸汽和壓縮空氣。先使用壓縮空氣對氣瓶內(nèi)部進行吹掃，吹掃時間可精確控制到秒，然后用壓縮空氣對氣瓶內(nèi)部進行吹掃。如該工藝方法可行整個干燥過程用時控制在2min之內(nèi)，有效提高烘干效率，將大大減少整個定期檢驗耗時。檢驗車間如不具備蒸氣源可使用電加熱或其他燃料方式的民用蒸氣發(fā)生裝置作為蒸氣源。

表1 飽和蒸汽壓力溫度對照簡表

表2 某QL-358型清洗機清洗氣瓶用水量統(tǒng)計表

3 蒸汽用于車用CNG氣瓶內(nèi)部清洗

目前CNG氣瓶內(nèi)部清洗大多采用加壓的水流沖洗氣瓶內(nèi)部，水流出時帶走瓶內(nèi)的殘留物。而油質(zhì)組分通常不溶于水，所以清洗時很難完全清洗干凈，氣瓶內(nèi)油污越多需要沖洗時間越長，如檢驗機構(gòu)不具備檢驗用水回收利用能力，會造成大量的水資源浪費，而且?guī)в杏臀鄣膹U水直接排放會造成公共水體污染。某型號清洗機清洗氣瓶時耗水量見表2，使用3MPa壓縮水清洗氣瓶，每次同時清洗2只氣瓶3分鐘，清洗1萬只氣瓶需要用水350噸。我國巨大的車用氣瓶保有量，氣瓶定期檢驗中氣瓶清洗用水總量非常大，因此而造成的水資源浪費和水污染問題非常值得關(guān)注（表2）。

具體工藝方法為將待干燥氣瓶置于垂直90°氣瓶倒水機上，通過管路引入蒸汽吹掃氣瓶內(nèi)部，利用高溫高壓的蒸汽將油污從氣瓶內(nèi)壁分離，蒸汽吹掃之后再用清洗機壓縮水流對氣瓶內(nèi)部進行沖洗，帶出已與氣瓶內(nèi)壁分離的油污。氣瓶內(nèi)部清洗過程中蒸汽吹掃時間需要嚴格控制，不可過長，以免影響纏繞氣瓶纏繞纖維結(jié)構(gòu)性能。經(jīng)清洗的油污通常浮于水上層，可在氣瓶清洗環(huán)節(jié)中加入油污回收裝置，對瓶內(nèi)殘留油分加以回收利用，同時避免油污造成水體污染。

4 結(jié)語

如蒸汽成功應用于車用CNG氣瓶定期檢驗內(nèi)部清洗和氣瓶干燥環(huán)節(jié)可以有效提高檢驗效率，在內(nèi)部清洗項目中可以節(jié)約大量清洗用水。但蒸汽具體應用到實際檢驗中來還有很多工作要做，需要進行大量不同蒸汽壓力、溫度和蒸汽吹掃時間等條件的對比實驗，積累大量的試驗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析驗證蒸汽吹掃對車用CNG氣瓶結(jié)構(gòu)性能的影響，以作為蒸汽吹掃應用于車用CNG氣瓶定期檢驗中的理論支撐，并不斷優(yōu)化具體工藝方法，以便將蒸汽的應用更好的服務于車用CNG氣瓶定期檢驗工作。

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