國內外LPG復合氣瓶型式試驗標準比對分析

李 昱 朱紅波 張 申 黃 達 劉怡婷

（上海市特種設備監督檢驗技術研究院 上海 200333）

LPG，即液化石油氣是現代石油工業的重要產物之一，具有污染少、熱量高、易運輸、壓力穩定以及儲存設備簡單和供應方式靈活等優點，因此被廣泛應用于金屬冶煉、燃料等工業、民用和商業領域。

傳統的LPG 儲存運輸方式是LPG 鋼瓶（見圖1）。目前，全國LPG 鋼瓶制造廠家有幾十家，年產量超過4 000 多萬只，競爭激烈，利潤也受到嚴重影響。由于鋼瓶容易腐蝕，比較笨重，同時隨著鋼板價格的持續攀升，內膽用塑料、玻璃纖維等材料的廣泛應用，纏繞技術的日益精進，越來越多的廠家將目光轉向了LPG 塑料內膽全纏繞復合氣瓶（見圖2）。

LPG 塑料內膽全纏繞復合氣瓶相較LPG 鋼瓶具有輕質、安全、材料利用率高、壽命長等優點[1]，這契合了目前國內的老齡化特點，也能滿足國家綠色發展的要求。

1 國內標準現狀

LPG 復合氣瓶由內膽、纏繞層、閥座及保護套組成。目前國內關于LPG 塑料內膽全纏繞復合氣瓶的標準主要是T/CATSI 02 005—2019《液化石油氣高密度聚乙烯內膽玻璃纖維全纏繞氣瓶》[2]。該標準內容主要包括了氣瓶的型式、型號和參數、技術要求、試驗方法與合格指標、檢驗規則等。對比傳統LPG 鋼瓶標準GB/T 5842—2022《液化石油氣鋼瓶》，T/CATSI 02 005—2019 設計采用了應力分析，同時對型式試驗包括內膽與復合氣瓶的型式試驗做了相應規定，復合氣瓶的型式試驗用瓶共計36 只，內膽與復合氣瓶具體型式試驗項目見表1、表2。圖3、圖4 分別是爆破后的液化石油氣鋼瓶與復合氣瓶。

表1 內膽型式試驗項目

表2 氣瓶型式試驗項目

圖3 爆破后的液化石油氣鋼瓶

2 國外標準現狀

目前國外針對LPG 介質的標準有歐洲標準委員會（CEN）制定的EN 14427：2022《液化石油氣（LPG）可移動重復充裝的全纏繞復合氣瓶-設計和制造》[3]。該標準是CEN/TC 286 液化石油氣設備和附件技術委員會2004年在EN 12245:2002《可移動氣瓶-全纏繞氣瓶》[4]基礎上修改制定的，在2014年及2022年進行了修訂。標準適用于公稱容積0.5～150 L，試驗壓力≥3.0 MPa，最低溫度為-40 ℃，裝配壓力泄放閥的氣瓶，對LPG 氣瓶的材料、設計、制造、型式試驗等做出了要求。該標準規定氣瓶的內膽可以是金屬（包括無縫、焊接）材料，也可以是非金屬材料，對于無內膽的氣瓶增加了附加條件。復合氣瓶的型式試驗用瓶共計24 只，內膽與復合氣瓶型式試驗的具體項目見表3、表4。

表4 氣瓶型式試驗項目

除了LPG 氣瓶專用標準，部分標準也適用于LPG介質，比如ISO 11119-3:2013《氣瓶-可重復充裝的復合氣瓶和托管 第3 部分：不超過450 L 的全纏繞纖維增強非承載金屬內膽或非金屬內膽復合氣瓶和托管》[5]。該標準適用于公稱容積≤450 L，運輸與儲存壓縮氣體與液化氣體的氣瓶。復合氣瓶的型式試驗用瓶共計18 只，內膽與復合氣瓶型式試驗（僅針對LPG介質）的具體項目見表5、表6。

表6 氣瓶型式試驗項目

3 國內外標準的比較分析

從以上3 個標準來看，國外的標準制定實施的日期更早，使用的年限更加久遠，甚至EN 14427 改版了2 次，而國內的標準制定實施的時間較晚，起步遲。

EN 14427 標準里內膽涵蓋無縫鋼內膽、無縫不銹鋼內膽、無縫鋁合金內膽、焊接鋼內膽、釬接鋼內膽、焊接鋁內膽等金屬內膽，非承載共享的非金屬，也可以是無內膽，復合層材料除了對玻璃纖維有不含硼的特殊要求外，其他無特別限制。ISO 11119-3 標準中內膽也涵蓋了金屬、非金屬以及無內膽，復合層材料可以是碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維等。而國內的標準限定了內膽的材料是高密度聚乙烯，復合層材料是玻璃纖維。因此可以得出國外標準的應用范圍更廣，所能設計與制造的產品種類更多。

在型式試驗項目方面，國內標準與國外標準一樣，基于氣瓶的使用工況等條件覆蓋了耐壓試驗、爆破試驗、壓力循環試驗、火燒試驗、槍擊試驗、跌落試驗等項目，最大限度保證氣瓶的安全性。與EN 14427：2022 相比，國內標準增加了氣密性試驗、氣體循環試驗與外套試驗，加速應力破裂試驗的時間由2 000 h 減少至1 000 h，而沖擊試驗數量由4 個增加到8 個，滲透試驗數量由1 個增加到2 個。與ISO 11119-3:2013相比，國內標準增加了氣密試驗、人工時效試驗、沖擊試驗、外套試驗、閥座強度試驗，滲透試驗的數量由1 個增加到2 個。EN 14427：2022 及ISO 11119-3:2013 中只說明了耐壓試驗的試驗方法，并未要求氣瓶進行耐壓試驗，而T/CATSI 02 005—2019 則明確了試驗的數量。

4 結論

我國LPG 復合氣瓶的標準制定較晚，與國外存在一定的差距。國內標準在參考國外標準的基礎上，調整了部分型式試驗項目，并增加了型式試驗用瓶數量，最大限度保證產品的安全性。隨著我國市場潛力的開發、原材料成本的降低、纏繞固化等工藝的成熟，國內的LPG 復合氣瓶必定迎來快速發展。