高壓液化氣體管束式集裝箱定期檢驗常見問題及處理方法

紀鵬飛

(中國船級社 質量認證公司 上海分公司，上海 200135)

1 前 言

高壓液化氣體管束式集裝箱作為三氟化氮、硅烷、氧化亞氮等電子氣體的一種高效運輸裝備，主要由無縫氣瓶、管排和框架組成。2016年以前國內大部分都是依靠進口來滿足市場需求，但近年來隨著微電子、光電子、芯片等電子信息產業高速發展，尤其是隨著國家對芯片產業投入的加大，國內對電子氣體需求量也越來越大。因此國內制造廠也紛紛編制企標進行試制，目前我國也已推出了相應的行業標準NB/T 10355—2019《管束式集裝箱》、團體標準T/CATSI 05002—2020《高壓液化氣體管束集裝箱專項技術要求》，這標志著我國生產高壓液化氣體管束式集裝箱的技術水平已基本成熟。隨之而來的問題就是如何確保箱子能在后續運營中安全、可靠。與傳統充裝壓縮氣體介質的管束式集裝箱相比較，高壓液化氣體管束式集裝箱無論是在設計執行標準，還是運營工況上都有很大差別，因此在對高壓液化氣體管束式集裝箱定期檢驗時需要更加關注。

2 檢驗周期

無論是進口還是國內生產的高壓液化氣體管束式集裝箱，大部分使用客戶都有進出口需求，因此設計時除滿足國內法規外，還需要滿足國際公約和規則，如《國際海運危險貨物規則》(IMDG)、《1972年國際集裝箱安全公約》(CSC)、《1972年集裝箱關務公約》(CCC)、《DOT》等，因此高壓液化氣體管束式集裝箱通常持有多項標準體系證書，為保證證書均能得到有效延續，年檢時需嚴格按不同體系標準執行。

匯總不同標準的要求后，對于目前注冊地在國內但同時有進出口需求的大部分箱子，推薦定期檢驗周期按圖1進行，這樣可以減少檢驗成本，同時由于定期檢驗造成的設備運營中斷的影響也會減少[1]。其中CSC檢驗主要依據《1972年國際集裝箱安全公約》，主要是針對集裝箱整體外觀的檢驗，確保集裝箱無影響運輸安全的隱患。

圖1 高壓液化氣體管束式集裝箱定期檢驗周期

3 證書有效期延續

不同標準中對于定期檢驗的要求也有異同之處，其中區別最大、對定期檢驗影響最大的就是對高壓液化氣體管束式集裝箱上氣瓶水壓試驗的要求。氣瓶做水壓試驗就意味需要進行拆車檢驗，這樣檢驗費用和檢驗所需時間就會增加。因此開展定期檢驗前需要熟悉不同體系標準對水壓試驗的要求。目前氣瓶的設計體系主要分以下三種：

1.IMDG中主要按介質來判定，以UN2451三氟化氮、UN2203硅烷為例，P200包裝導則規定氣瓶耐壓試驗周期為10 a，且經主管機關同意，容器的液壓試驗可用基于聲波發射試驗或結合聲波發射試驗和超聲波檢查的等效方法替代[2]。

2.美國交通部DOT體系中主要按設計標準區分，氣瓶通常按照DOT 3AA、DOT 3AAX或DOT 3T的標準來設計，定期檢驗周期通常為5 a。但若企業取得DOT官方的特殊許可，可按獲批的特殊許可執行。如韓國NK獲得的DOT SP 15451-N，允許每10 a進行一次內部檢查和壓力測試，且允許采用聲發射和超聲波檢測替代液壓試驗[3]。因此若企業想保持DOT證書持續有效，年檢時先確認氣瓶是否獲得DOT SP，再執行相應的檢驗。

3.我國移動式壓力容器定期檢驗的內容與要求按照《壓力容器定期檢驗規則》(下文簡稱《定檢規》)執行，其中明確要求，投用3 a后首次進行定期檢驗的管束式集裝箱，在定期檢驗時氣瓶應當進行外測法水壓試驗[4]。但考慮電子氣體高壓液化氣體管束式集裝箱首次進行定期檢驗拆車成本太高，且國內部分檢驗單位技術人員已經進行了技術調研和分析，駱輝[5]等表明高純氣體包裝氣瓶定期檢驗中采用傳統水壓為基礎的檢驗方法已不能滿足該類氣瓶的檢驗需求。目前我國針對電子氣體高壓液化氣體管束式集裝箱的首次檢驗已有采用聲發射替代傳統水壓的案例。

例如，國內生產的一臺三氟化氮高壓液化氣體管束式集裝箱于2017年10月份出廠并投用，出廠時具備了國內特檢證書、IMDG證書、美國交通部DOT氣瓶證書(但未獲得DOT SP)。到2020年10月時，按國內標準需要進行首次檢驗，此時如果客戶選擇不拆卸進行氣瓶定期檢驗，簽發的特檢證書、IMDG證書有效期可延期至2025年10月，而DOT證書有效期則不能延續，DOT證書將于2022年10月失效。

4 檢驗常見問題及處理方法

4.1 框架

高壓液化氣體管束式集裝箱框架在碼頭堆疊、吊裝及運輸時常會與別的集裝箱、車架扭鎖等發生碰撞。氣瓶由于受到框架的保護，少有被碰撞或外力損壞的，但框架的角柱、橫梁、側梁卻經常發生碰撞而導致損壞，為保證安全運行則需要及時修理。不同的損壞部位，修理方式通常也不一致，建議客戶修理時參考國際上普遍接受的國際罐箱組織發布的《Acceptable Container Condition》中框架修理方法。另外在修理時發現部分高壓液化氣體管束式集裝箱的一些部件無相應加強防護措施，建議參考保護措施已相對成熟的國際聯運罐箱，在如圖2、圖3部位增加保護板。

圖2 立柱保護板

圖3 底部保護板

從圖2中可以看出，雖然立柱保護板受到多次摩擦，但是對所在角柱進行了保護，同時該處角柱得到了加強，即使受到摩擦也僅是對油漆造成刮傷，不會影響立柱強度。圖3為加裝底部防護板，頂部也可加裝。

4.2 瓶體檢驗

瓶體運營過程中最常見的問題就是內表面腐蝕和表面缺陷，偶有發生瓶肩皺折的情況。電子氣體一般純度都較高，三氟化氮、硅烷、氧化亞氮等對氣瓶內部基本不會產生腐蝕。表面缺陷在實際過程中常見的有裂紋和外力損壞。對于裂紋通常采用機械打磨，然后進行表面無損檢測，確定裂紋已消除，最后進行測厚，確保滿足設計要求。外力損壞主要分為表面機械接觸損傷和外力導致凹陷。在《定檢規》中明確存在下述兩種缺陷時，不得繼續使用：1.表面機械接觸損傷并且壁厚小于最小允許壁厚時；2.瓶體凹陷最大深度與瓶體直徑之比大于0.7%或者凹陷長徑與瓶體直徑之比大于20%時，應當進行使用評價，否則不得繼續使用。而在ISO 11120—2015(下文簡稱ISO11120)中除上述要求外，增加了對表面凸起、帶有切口或擦傷的凹陷、分層、瓶肩折皺等缺陷的介紹，其中帶有切口或擦傷的凹陷如圖4，屬于不可修復損壞，需要報廢處理[6]，因此在對高壓液化氣體管束式集裝箱定檢時也應特別注意。

圖4 帶有切口或擦傷的凹陷

4.3 氣瓶螺紋檢驗

隨著國內氣瓶制造工藝水平的提升，瓶口旋壓后分層缺陷已鮮有發生。如有發生時，《定檢規》要求瓶口內螺紋機械損傷或者腐蝕導致錐螺紋有效長度小于規定值或者直螺紋有效嚙合螺紋數小于6個時，不得繼續使用。ISO11120中除了上述保證有效的螺紋數量要求外，在得到設計允許的條件下，可以使用合適的螺紋規格重新機加工螺紋。例如原內螺紋規格為3”在定檢時發現螺紋根部有裂紋，在設計允許時可重新對內螺紋進行機加工擴大至3”，若裂紋消除則該只氣瓶可接受。

4.4 氣瓶定檢標記

對于滿足IMDG的氣瓶，無論是國外進口的還是國內制造的，在氣瓶定檢完工后還需在瓶肩上進行下列標記：1.授權檢驗機構進行定期檢驗和試驗的國家代號，若該機構的批準機關與生產廠家的批準機關在同一國家，國家代號不必標明。如國內制造的氣瓶由國內授權機構進行檢驗則不必標出該代號，反之則需標出。2.主管機關批準該機構進行定期檢驗和試驗的注冊符號。3.定期檢驗和試驗的年月。

圖5是IMDG定檢標記，該只氣瓶是由國外制造，此次在國內由中國船級社在2021年3月進行定期檢驗。對于滿足DOT的氣瓶，在定檢后也需按要求敲定檢鋼印，圖6是DOT定檢標記，該只氣瓶由DOT授權號為1631的某檢驗機構在2021年4月進行定期檢驗。注意法規中明確要求定檢標記的字母位置，不得隨意更改。

圖5 IMDG定檢標記

圖6 DOT定檢標記

4.5 管排耐壓試驗

組裝后先對管排進行耐壓試驗，《定檢規》要求試驗壓力為氣瓶公稱壓力的5/3倍，而IMDG中要求試驗壓力與氣瓶耐壓試驗壓力一致。在實際檢驗過程中建議取高值，以符合兩法規要求。

4.6 整體密性試驗

組裝完成后應當對整體進行密性試驗，《定檢規》要求試驗壓力為公稱工作壓力、IMDG要求試驗壓力為不小于20%氣瓶壓力試驗壓力。綜上，在實際檢驗過程中建議取高值，以符合兩法規要求。

5 結 論

針對高壓液化氣體管束式集裝箱在年檢過程中的常見問題進行了討論和總結：1.為減少年檢成本、確保正常運營，給出了建議年檢周期。2.分別闡述IMDG、DOT以及國內法規對于定期檢驗內容的不同要求。3.針對運營過程中框架經常被損壞的部位，給出了相應的預防措施。4.對氣瓶表面和瓶頸螺紋常見缺陷及處理方法進行了總結。5.對氣瓶定檢標記的組成和注意事項進行了說明。6.最后針對管排耐壓和整體密性壓力值在執行不同法規時可能存在差異的問題進行了統一取值要求。上述內容對于高壓液化氣體管束式集裝箱的營運客戶、承接定檢業務企業相關人員在實際定檢過程中有一定指導意義。營運客戶可以確保集裝證書得到有效期延續，檢驗人員能更加有針對性的進行檢查，最終確保集裝箱安全、高效的運營。