液化石油气罐车气密性试验常见问题分析

2023-01-15薛伟亮夏新华

中国设备工程 2023年1期

薛伟亮，夏新华

（浙江省特种设备科学研究院，浙江杭州 310000）

液化石油气是无色气体或黄棕色液体，具有特殊臭味，极具冻伤性，有麻醉作用。空气中浓度1%时使人呕吐头痛，10%时2min使人麻醉，时间稍长即可死亡。液态变为气态时体积迅速扩散250倍，在地面上扩散形成高浓度区，遇火源可引起强烈爆炸，而且爆炸极限很低，为2%～10%。综合这些物理化学特性，罐体不允许有泄漏情况发生，尤其是在密闭或半开放空间，一旦发现不及时，长时间的泄漏介质浓度升高，很容易达到爆炸极限，如果遇到明火，极可能造成危险事故发生，因此对该类罐车进行泄漏检测至关重要。

1 气密性试验

气密性试验属于泄漏试验方法之一，主要是检验压力容器的致密性，包括对焊缝的检查（对接焊缝的针孔缺陷、角焊缝的焊接质量等），对设备法兰密封性能的检查，对接管法兰密封性能的检查（与管道、安全附件的连接法兰等）。气密性试验属于检测灵敏度要求不高的粗检漏方法，一般只确定被检件是否泄漏而并不定量，但是由于其简便易操作，在检测灵敏度要求不高的场合经常使用。

试验要求：气密性试验压力为罐体设计压力或者检验确定的允许（监控）使用压力，试验介质应当为干燥、洁净的氮气或空气。对盛装易燃、易爆介质的罐车进行气密性试验前，必须经罐内气体成分测试合格，否则，严禁用空气作为试验介质。对于碳钢和低合金钢制罐体，气体温度不得低于5℃，金属温度高于转塑性温度30℃，并且保压足够的时间进行检验。气密试验时做好外围防护措施，要保证试验场所安静，避免泄漏较大时因为看不到气泡和听不到泄漏的声音导致遗漏。

常见泄漏点：气密性试验时发现了液化石油气罐车不同程度上的泄漏，通过图1可看出，液化石油气罐车泄漏点主要集中在安全附件（紧急切断阀、液位计、压力表）和装卸阀门（球阀、手柄）及人孔部位。这些附件阀门多通过垫片与罐体相连接，泄漏很大原因与垫片的选用不当和损坏有关，因此，垫片的使用应严格按照法规要求选用。垫片应满足法兰接头在工作条件下的密封性能，在螺栓预紧载荷作用下，保证预紧和工作条件

图1 液化石油气罐车泄漏分布图

下要求的垫片应力，不应产生有害变形、压碎等损伤。管法兰应当按照行业标准HG/T 20592至HG/T 20635系列标准的规定，密封垫片应当采用带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合；无法采用以上管法兰密封组合的，应当由设计人员根据介质、压力与温度特性确定法兰连接结构。

（1）紧急切断阀。图2为紧急切断阀示意图，标明三处泄漏点。因垫片或者密封钢圈有缺陷或者损坏，导致阀杆密封面不能闭合，则需要更换垫片修复钢圈，也可能是密封面存在污垢。判断紧急切断阀泄漏原因步骤：先关闭紧急切断阀，打开球阀手柄开关，放掉管道余气，待排尽后，再关闭球阀开关，10s后在打开球阀，如果能听到“噗”的一声，则说明紧急切断阀内漏，此时可打开紧急切断阀，随之打开球阀开关，用气压冲掉密封面污垢，重复操作，如果还有“噗”声，则需重新对该阀修复，再进行耐压试验和气密性试验；此外泄漏点还包括轴套螺密封处和堵盖密封处，可更换密封圈和拧紧螺母。

图2 紧急切断阀三处泄漏点

（2）球阀。球阀泄漏通常是四氟垫片与钢球贴合力不够，或者四氟垫片与钢球表面有磨损，导致密封性差，这种情况下，需要将球阀拆卸维修；如果是因为密封面有杂质污垢，可用肥皂水喷洗，下一步通过管内气压将污垢排掉，关闭球阀开关，打开紧急切断阀，喷洒肥皂水，待1min后，观察是否还有气泡持续冒出，如果没有，说明密封性良好，反之，需拆卸维修。

（3）管道法兰密封面。管法兰密封面泄漏一般情况下是因为拧紧力不均匀且力度不够，只需将泄漏点两侧螺母再度拧紧即可，如果泄漏较大而且再次紧固没有效果，很可能是装配时金属垫片错位，密封面不能密闭，这种情况下垫片已损毁，可清晰地看到压痕，必须更换，此外还有垫片选型错误和制造缺陷的情况。对于装卸接头法兰密封面泄漏检测，可在接头处套上盲盖，打开球阀开关，可以提高观测效果，同时可以转动球阀手柄，提高手柄处泄漏点的检测效果。

（4）液位计。液化石油气罐车主要是用浮球液位计和旋转式液位计。旋转式液位计泄漏情况较多，以旋转式液位计为例说明，如图3所示。其与罐体后封头通过法兰连接，泄漏部位表现通常是小孔泄漏、压盖和法兰贴合面泄漏、压盖和把手卡套内侧泄漏，法兰密封面泄漏情况较少。

①小孔泄漏：首先松动锁紧螺母，拧紧放气阀，如果还漏说明，密封橡胶快损坏，更换密封橡胶块即可。

②把手卡套内侧泄漏：旋转套管上的密封圈（图3衬套）损坏老化，需更换新的橡胶密封圈。

图3 旋转管式液位计三处泄漏

③压盖和法兰贴合面泄漏。压盖和法兰面贴合不紧或者密封圈损坏老化，需拆卸压盖，更换密封圈即可。目前，液化石油气汽车罐车大多采用的是旋转管式液位计，该种液位计精度相对较高，但缺点是，必须排放一定量的介质。液化石油气属于低毒类，存在一定安全隐患。通过调查发现，在实际生产过程中，充装过程以流量计为准，充装结束后再以地磅秤重核准，罐车自带液位计仅供参考，对液位计的精度要求并不高。因此，建议液位计均采用浮球式，无介质排放，不易泄漏安全环保。

（5）此外，泄漏点还包括人孔密封面泄漏，安全阀起跳等情况，前者如果使用表面带四氟薄膜的金属缠绕垫片，密封效果很好，很少泄漏，如果发生泄漏紧固就可以，如果纯金属缠绕垫片，对密封表面光洁度要求较高，易发生泄漏，而且紧固时由于拧紧力过大造成垫片散架损坏，造成更大的泄漏。安全阀起跳则需要重新校核。根据移动容规移动压力容器内部有压力时（出现紧急泄漏需要进行带压密封除外），不得进行任何维修；维修及紧固螺栓应当在卸压后进行，必要时，还应当更换密封件。因此，为了提高检测时效性，建议统一采用表面带四氟薄膜的金属缠绕垫片，尤其设计压力较大的罐车。

（6）除了上面几种泄漏情况外，还出现过充装站装卸软管破裂导致严重泄漏事故，因此，应该将危险化学品装卸软管纳入特种设备制造许可证监管范围，并对产品制造实行监督检验，安监部门应加强对充装单位充装平台监督检查，易燃易爆、有毒有害液化气体的充装严禁采用金属软管充装单位或者使用单位应当对装卸用管必须每年进行1次耐压试验，使用时轻拿轻放，充装时要保证联锁装置正常连接，如有泄漏要及时更换。此外，还可以通过对安全附件的结构进行优化设计和改进，比如，借鉴国外同类产品成熟经验，将内置式安全阀法兰连接方式改为采用直螺纹结构的新型安全阀来实现完全下沉式安装，提高抗震和防撞功能，将紧急切断阀在阀体与罐口连接处都设计成剪式结构，以确保当阀体受到外力冲击时，阀体在剪式结构处最先断裂，大大增加了紧急切断阀的安全性，防止介质大量泄漏。