汽车用LNG低温绝热气瓶的定期检验

中国船级社质量认证公司 邹伟 廖卫东 孙可佳

针对汽车等运输工具开发的液化天然气（LNG）低温绝热钢瓶及配套系统，已经被大量安装在各类城市公交和运输重卡上。液化天然气供气系统一般包括低温绝热钢瓶、汽化器及增压系统、缓冲罐及稳压系统、管路及充灌系统、安全附件、保护框架。低温绝热气瓶属于特种气瓶，通常由奥氏体不锈钢制作，包括内胆和外壳，绝热方式采用高真空多层绝热。气瓶内部包括进出液管、电容式液位测量装置、过冲装保护装置等。气瓶容积一般为150L～550L，工作压力1.0MPa～ 1.6MPa。

在供气系统中分别设置了增压和稳压系统，以满足不同车辆在各种环境气候条件下的正常使用。为满足安全使用设置的安全附件包括安装在气瓶上的主副安全阀、压力表、遏流阀、液位计以及安装在管路系统的安全阀、压力表等。

由于该产品使用时间较短，国内相对于该产品的标准、技术规范还比较缺乏，我们结合车用LNG气瓶及供气系统的结构特点，对定期检验内容、方法和检验要求提出以下建议，以供国内同行参考。对于特种设备的设计、使用、定期检验等，主管部门已有规定的，还需要满足相关主管部门的规定要求。

检验前的准备工作

气瓶登记：记录内容包括气瓶制造国别、制造厂名称、制造单位许可证号或代码、气瓶编号、制造年月、制造标准、产品型号、设计压力、工作压力、公称容积、气瓶净重、最大充液重量、正常蒸发率、材料牌号、上次检验日期、产品单台合格证、批量质量证明书、产品使用说明书、使用登记证、运行周期内的历次检验报告、气瓶所在车辆的编号。

气瓶的置换：需要对气瓶进行置换时，应在保证安全、卫生和不污染环境的条件下，采用适当的方法将气体排净，然后用氮气进行充分置换，置换方法及要求应符合TSG R7001的规定。

瓶体表面的清理:用不损伤瓶体金属的适当方法，将气瓶外表面的污垢、腐蚀产物、沾染物等有碍表面检查的杂物以及外表面的疏松涂敷物清除干净。

瓶阀的拆卸：需要拆卸瓶阀时，应对气瓶充分置换后，在确认瓶内压力与大气压力一致时，由检验机构负责拆下瓶阀。对瓶阀无法开启或拆下的气瓶，应与待检瓶分开存放以待另行妥善处理。

外观检查的主要内容和要求

检查瓶体表面是否有磕伤、划伤、凹陷等，表面划伤深度超过0.5mm，凹陷深度超过5mm的缺陷需修复。这种规定是鉴于气瓶外壳只是承受一个大气压力的负压，外壳材料厚度一般都是2.5mm～3mm，0.5mm以下的表面划伤对强度的影响不大。对于表面凹陷，如果过大，容易对气瓶夹层真空产生不利影响。

检查气瓶表面是否有冒汗、结霜等不正常现象。这一点不但在定期检验时要重点检查，用户在日常使用过程中，也要把气瓶表面是否有冒汗、结霜现象以及内胆压力增速是否正常等作为日常检查项目，并建立定期检验制度。

以5～10倍放大镜对气瓶外壳、汽化器以及缓冲罐对接焊缝、角焊缝、管路对接焊缝进行表面裂纹检查，同时对气瓶、汽化器、缓冲罐、阀门、管件本体表面进行检查，不得有裂纹、变形、泄漏、损伤等缺陷。

如需对焊缝、阀门、管件表面进行无损检测，检测方法和合格标准应符合JB/T4730。

检查气瓶框架和连接是否完好，重点检查气瓶、缓冲罐、汽化器框架与汽车车体间连接质量和框架支撑梁等处的变形情况，框架与车体连接螺栓完好性及扭矩，各焊缝质量、气瓶拉带及拉带螺栓的完好性，气瓶鞍座与气瓶间接触面及橡胶垫安置的情况。

对损坏的部位及部件需要进行修复或更换，更换的部件等级不得低于原部件。对存在较明显变形或开裂的管路、框架需要进行焊接修复时，施焊之前应做好充分的前期准备和安全措施，施焊人员应具备相应资格。

安全附件及阀门检查的主要内容及要求

安全阀的规格、型号、性能参数应符合相关技术要求并有完整的质量检验证明。目前各制造企业标准规定，主安全阀的开启压力不得超过钢瓶1.2倍公称工作压力，辅助安全阀的开启压力不得超过钢瓶1.8倍公称工作压力。安全阀的检定周期为一年且外观应完好并在有效校验期内使用。

检查压力表的型号精度等级、表盘直径、刻度范围、安装位置是否符合QC/T755及有关标准的要求。压力表的检定周期为6个月，检查压力表指示是否失灵、刻度是否清楚、表盘玻璃是否破裂、是否在有效校验期内使用。

检查液位计的型式是否符合相关技术文件要求，安装位置应符合GB/T20743。液位计的使用状况是否正常、传感器及变送器安装是否可靠。液位计的精度不得低于钢瓶有效容积的10%，并在气瓶内介质还剩5%～10%时液位指示器显示为空罐。

其他阀门的检查要求。止回阀的安装方向能够保证气瓶内的液体或气体不会从充液管路倒流。供液遏流阀能够满足在其后部的管路发现大量泄漏、破裂、断裂的情况下能够自动关闭、停止供液。节气调节阀能有效控制瓶内压力。逐只检查其他阀门在动作条件下是否开启灵活，密封良好。

阀门及安全附件的更换。损坏的阀门及安全附件应选用与原型相同型号规格和连接方式，当原型号已经停产时，可向气瓶制造厂咨询，选用其他已通过型式试验的同规格的合格产品。如需更换密封件等易损部件，也应采用相同型号规格的产品。

管路螺纹检查方法及要求

目前绝大部分气瓶生产厂家的供气系统管路螺纹都是采用NPT制式的美式锥管螺纹，这种制式螺纹的密封及自锁性能较好。

当螺纹的密封性不能保证需要对管路、阀门或接头螺纹进行检查时，可以采用5～10倍放大镜检查螺纹表面有无裂纹、变形、磨损、腐蚀或其他机械损伤。螺纹表面不得有裂纹性缺陷，但允许有不影响使用的轻微损伤，即允许有不超过一牙的缺口，且缺口长度不超过圆周的1/6，缺口深度不超过牙高的1/3。

如螺纹存在轻度腐蚀、磨损、变形或其他机械损伤影响密封性能，NPT螺纹可用符合GB/T12716附录B的螺纹丝锥进行修复，修复后用符合GB/T12716附录B的螺纹量规进行检验,修复后的螺纹尺寸符合GB/T12716的要求。其他制式螺纹按相关标准进行修复和检验。

必要时可采用内窥镜对螺纹内表面进行检查，内表面不得存在大于0.5mm深的腐蚀坑。

系统部件的检查内容和要求

汽化器、管路系统、燃料加注系统的技术要求可参照QC/T 755，安装要求参照GB/T20734； 缓冲罐参照GB150要求检查；金属柔性软管按GB/T14525要求检查。

损坏的管路如需要更换，必须采用相同型号规格和材料牌号的承压管，管路内部必须经过酸洗钝化处理去除油污，清洗干净并吹干水分。

气密性试验及内胆压力试验检查

气密性试验在钢瓶所有阀门、安全附件、管路系统、汽化器、缓冲罐组装完成后进行，试验前气瓶及低温部分管路经液氮充分预冷。

气瓶及管路系统气密性试验用气体采用干燥的氮气，试验压力为钢瓶的工作压力，试验方法按GB/T12137进行。

采用专用发泡剂或检漏仪检查所有焊接接头、阀门、安全附件、管路系统、螺纹密封面等处，不得有泄漏现象。

一般情况下，不必对内胆进行强度试验，但当检验机构对气瓶内胆强度有怀疑时，可以在气密性之前对内胆进行压力试验，试验之前须从汽车上拆下气瓶并拆除与气瓶连接的所有管路和安全附件。试验须在专门的试验场地进行，试验介质采用干燥洁净氮气，试验压力为工作压力的1.8倍，压力试验步骤和要求按TSG R0004进行。

静态蒸发率测定方法及要求

由于低温绝热气瓶本身不附带真空检测装置，为检测气瓶真空夹层的绝热性能是否可靠，采用检测气瓶的静态蒸发率指标比较合适，且每个气瓶均需进行静态蒸发率的测定。

气瓶静态蒸发率的测定按GB/T 18443.5的流量计法或称重法进行。从检测的方便性和准确性来看，流量计法比称重法更具优势，因此推荐使用流量计法来检测。试验用介质一般采用液氮，充液量不低于气瓶有效容积的1/2。

建议参照TSG R7001中对低温容器静态蒸发率的规定要求，以气瓶实测日静态蒸发率指标小于1.1～1.5倍的额定日蒸发率指标作为定期检验合格标准。如该项指标不合格，则需要对气瓶夹层重新抽真空。

检验后的工作

根据TSG R0009的要求，执行检验单位应当在气瓶检验工作完成后出具检验报告，在检验标记牌上打上检验钢印。

对检查合格的外部金属框架按有关标准规定重新进行喷涂。检验原始记录至少保留一个检验周期。

对于需要拆卸下来进行检验且检验合格的气瓶，应由检验机构或有资质的安装单位负责安装。对于检验不合格的气瓶，但可以通过返修达到使用要求的，如需返修，返修工作由该气瓶原制造厂或其他具备资质的单位承担。返修单位对返修合格的气瓶出具返修合格报告，该返修报告送检验单位登记备案。返修合格的气瓶由检验单位或其他有资质的安装单位安装后，由检验单位对气瓶及管路系统重新进行气密性试验，检验单位重新出具检验报告。

报废气瓶由检验单位负责销毁，销毁前应当预先消除夹套真空并对内容器及管路进行充分置换后，再采用压扁或锯切方式做破坏处理，同时填写《气瓶报废通知书》通知气瓶产权单位。