汽车LNG钢瓶安全性能标准体系研究

禹 威 张胜军 肖超波 瞿伟健 张华波

(广州特种承压设备检测研究院，广州 510663)

LNG钢瓶是一种用于贮存、运输液化天然气的容器，具有使用方便、充装率高和可重复充装的特点。随着LNG钢瓶在国内广泛应用到汽车上，尤其越来越多地应用到出租车及公交车等公共交通工具上，车用LNG钢瓶安全问题日益凸显。保证LNG钢瓶安全运行的手段是严格依照相关标准法规进行定期检验，定期检验的作用是：为政府监管部门科学决策和高效监管提供技术支持；有助于发现LNG钢瓶存在的制造缺陷和运行中产生的缺陷；消除安全隐患，防止液化天然气钢瓶在车辆营运过程中发生事故，确保人民生命财产安全。

笔者在研究国内外汽车LNG钢瓶安全性能的标准化现状，并分析国内主要标准和所存在主要问题的基础上，提出了编制标准体系的目的、原则和基本构成内容。

国外气瓶法规标准体系的模式基本一致，即以法规为主体，以技术标准为基础的法规标准体系。美国的相关法规中除规定了气瓶有关的管理要求外，还对气瓶的设计制造要求进行了规定。欧盟在法规中提出了气瓶设计制造、充装使用及定期检验等方面的基本要求，同时在法规中大量引用了气瓶设计制造、充装、检验及附件等欧洲协调标准。

1.1 美国汽车LNG钢瓶安全性能标准体系

美国气瓶标准体系包括：联邦政府标准、国家标准、非政府机构(民间团体)的专业标准和企业(公司)标准。包括DOT-4L《低温绝热气瓶》、DOT-4AA480《焊接钢瓶》、ANSI/UL 1769:2003《气瓶阀安全标准》、CGA C-11:2001《压缩气体气瓶制造检验的推荐办法》、CGA C-1:2004《压缩气体气瓶水压试验方法》及CGA C-6:2005《钢制压缩气体气瓶宏观检查标准》等标准，内容涉及有关的设计、制造、充装、运输储存及定期检验等。

1.2 欧盟汽车LNG钢瓶安全性能标准体系

欧盟标准体系包括欧盟标准、新方法指令中的协调标准，也包括欧盟标准化组织及其各成员国政府制定的标准，主要包括EN1251：2000《低温容器 容积不超过1 000L的移动式真空绝缘容器》、EN ISO 10297：2006《气瓶瓶阀的技术条件和型式试验》、EN 629：1996《气瓶与瓶阀连接用25E锥螺纹》、EN 1803：2002《钢制焊接气瓶的定期检验与试验》、EN 14189：2003《气瓶定期检验时对瓶阀的检验与维护》及EN ISO 14246：2001《气瓶瓶阀的制造检验和试验》等。涉及气瓶的基础标准、设计制造标准、检验标准和充装使用标准。

2 我国汽车LNG钢瓶安全性能标准化现状

2.1 我国汽车LNG钢瓶安全性能主要标准

目前国内已制定的汽车LNG钢瓶相关标准主要有22部，其中，国家标准18部，行业标准1部，行政技术规范3部。

2.1.1基础及材料类标准

GB 15384-2011《气瓶型号命名方法》、GB 16804-2011《气瓶警示标签》和GB 7144-1999《气瓶颜色标志》分别规定了气瓶的颜色、型号命名及警示等内容。GB 150《钢制压力容器》、GB/T 228-2002 《金属材料 室温拉伸试验方法》、GB/T 229-2007 《金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》、GB/T 232-2010 《金属材料弯曲试验方法》、GB/T 3280-2007《不锈钢冷轧钢板和钢带》和GB/T 4237-2007《不锈钢热轧钢板和钢带》分别规定了气瓶颜色、型号命名、警示、材料及材料试验方法等内容。

2.1.2通用与安全类标准

TSG RF001-2009《气瓶附件安全技术监察规程》、国质检锅[2000]250号《气瓶安全监察规程》、 JB/T 4730-2005《承压设备无损检测》、GB 15383-2011《气瓶阀出气口连接型式和尺寸》、GB 14193-2009《液化气体气瓶充装规定》、GB 8335-2011《气瓶专用螺纹》、GB/T 12137-2002《气瓶气密性试验方法》、GB/T 9251-2011《气瓶水压试验方法》、GB 8337-2011《气瓶用易熔合金塞》及GB 16918-1997《气瓶用爆破片技术条件》分别规定了气瓶的瓶阀连接形式、充装方法、检验试验方法、无损检测方法和气瓶的安全防护方法与技术条件。

2.1.3专用类标准

TSG R009-2009《车用气瓶安全技术监察规程》、GB/T 20734-2006《液化天然气汽车专用装置安装条件》和GB/T 18443-2010 《真空绝热深冷设备性能试验方法》分别规定了汽车LNG气瓶的安全监察、安装及真空绝热深冷设备制造方法等技术要求。

2.2 我国汽车LNG钢瓶安全性能存在的主要问题

对上述标准进行归纳、分析后可知，我国现行的汽车LNG钢瓶相关标准体系中主要存在以下问题：

a. 现行标准适用范围不明确，专用标准亟需建立。参照美国运输部DOT4L-1999《焊接绝热气瓶》及美国国家防火协会NFPA 57《液化天然气(LNG)汽车燃料系统标准》等标准[1]，编制了GB 24159-2009《焊接绝热气瓶》和GB/T 18443-2010《真空绝热深冷设备性能试验方法》两部国标；但GB 24159-2009不适用汽车LNG钢瓶，GB/T 18443-2010未明确是否适用制造汽车LNG钢瓶。亟需建立汽车LNG钢瓶制造及定期检验等专业标准。

b. 技术标准制定的迫切性。汽车LNG钢瓶标准化建设严重滞后，已经制约该行业的发展。由于缺乏汽车LNG钢瓶制造、定期检验与评定技术标准，运行中的公交车、出租车钢瓶没有进行定期检验而存在较大的安全隐患。

3 我国汽车LNG钢瓶安全性能标准体系研究

标准体系是指欲实现某一特定的标准化目的，有关标准按其内在联系形成的科学的有机整体。

3.1 标准体系研究的目的及原则

研究汽车LNG钢瓶的检测方法和评价标准，解决我国现行形势下汽车LNG钢瓶检验检测标准的缺失，制定出适用汽车LNG钢瓶定期检验的《汽车LNG钢瓶定期检验规则》等标准，解决液化天然气汽车的安全隐患并推动液化天然气汽车的发展。建立汽车LNG钢瓶标准体系路线图，为进一步完善汽车LNG钢瓶检测标准体系奠定基础。编制标准体系原则有：

a. 整体性与层次性相结合原则。标准体系的组成应完整、配套，各子系统层次分明、协调统一，体现标准体系的系统完整性和层次性。标准体系要能覆盖设计、制造、检验、安装、使用及维护保养等各方面。

b. 标准的可持续发展。标准体系的建设既要解决当前实际需要，也要考虑到未来变化。汽车LNG钢瓶安全性能标准体系应包含目前国内外相关的最新科研成果，标准体系应具有一定可持续发展，既保证现实标准体系稳定性，又要考虑体系的未来可修订性。

c. 与国际标准接轨。汽车LNG钢瓶安全性能标准体系是根据我国的实际情况制定，应充分考虑我国实际情况，坚持实事求是、可持续发展的原则。目前，国家应制定出统一的标准，提高企业缺乏核心竞争力。因此，我们既要结合国内情况，又要借鉴国际标准，制定出国家或行业标准，发挥标准对国民经济和社会发展的技术支撑和基础保障作用。

3.2 标准体系的构成

汽车LNG钢瓶安全性能标准体系涵盖气瓶设计、制造、安装、检验的所有环节，符合国家、行业安全方面相关法规政策要求。根据标准体系的内在联系特征及汽车LNG钢瓶行业特点，建议建立如图1所示的汽车LNG钢瓶安全性能标准体系。

图1 汽车LNG钢瓶安全性能标准体系框架

汽车LNG钢瓶安全性能标准体系包括基础标准、通用标准及专用标准等系列标准。

基础标准涉及液化天然气钢瓶的总体要求、术语、相关概念、气瓶型号命名方法及警示标签等内容，是液化天然气钢瓶技术规范和标准的基础，此层次包括气瓶术语、气瓶型号命名方法及气瓶警示标签等。

通用标准包括：气瓶阀出气口连接型式和尺寸、承压设备无损检测、气瓶附件安全技术监察规程、液化气体气瓶充装规定、气瓶安全监察规程、气瓶专用螺纹、气瓶气密性试验方法和气瓶水压试验方法。

专用标准适用于专用对象的标准，针对汽车LNG钢瓶的标准，具有最强的专业指导性。

3.3 亟需制定的相关标准

根据我国节能环保的需要，分析我国汽车LNG钢瓶的设计制造、维护保养及定期检测等标准现状，发现存在以下问题：如设计制造标准仅仅参考GB/T 18443-2010 《真空绝热深冷设备性能试验方法》，缺失专业性设计、制造标准，例如《车用LNG气瓶定期检验与评定》及《汽车LNG-瓶阀》等标准。应结合我国现实情况，借鉴国际标准，对现行的部分标准进行适当修订，完善与我国实际情况相适应的汽车LNG钢瓶安全性能标准体系。

4 结束语

通过对国内外汽车LNG钢瓶的标准化现状分析可知，建立一个系统化、层次化、科学化的标准体系，可以使汽车LNG钢瓶的设计制造、维护保养与检验检测做到有标可依,提高钢瓶的安全使用性；汽车LNG钢瓶安全性能标准体系可为我国未来标准修订提供基础研究，为标准化管理提供决策依据，使标准制修订工作更具全局性、前瞻性和主动性，能够产生重大的社会效益和经济效益。

[1] 戚月媂，黄强华，吴燕，等.国内外气瓶标准法规比较手册[M].北京：中国标准出版社，2008.