刘志炎
(江苏省特种设备安全监督检验研究院常熟分院制造监检室 常熟 215500)
在新政策、新形势的发展下,一种新的可作为汽车燃料使用的压缩天然气,即CNG 汽车,成为人们的关注对象。使用天然气作为汽车燃料具有燃烧完全、结碳少、减少气阻、延长车辆部件使用寿命等特点。据测算,车辆改烧天然气后,废气排放量仅为燃油的2%到14%,尾气中不含对人体有害的铅、苯、硫等环境污染物。CNG 是一种高效、优质、清洁的汽车燃料。随着常熟市出租车“油改气”工程的全面启动,通过分析CNG 气瓶使用中主要的安全问题,对CNG 气瓶安装监检过程中的关键的监检项目进行严格把关,确保CNG 气瓶的安全使用。
压缩天然气气瓶的使用,这里面涉及的安全问题就着实太多了,主要为私自改装燃气设备、存储介质、瓶阀、气瓶安装不正确,气瓶支架稳定性差等方面。
目前,随着汽油、柴油价格的提高,燃气与燃油的成本差异已经比较明显,前者较低。因此,有些单位或者个人为汽车改装了燃气设备。有些改装的车用压缩天然气气瓶甚至是几年前使用的旧车用压缩天然气气瓶。有些由不具备车用气瓶安装单位许可资质的改装单位或个人改装的车用压缩天然气气瓶,甚至旧车用压缩天然气气瓶、报废车用压缩天然气气瓶的重新使用,为CNG 气瓶埋下安全隐患。
压缩天然气气瓶的主要存储介质为天然气,天然气的主要成份为甲烷,其可燃混合气着火范围较宽,热值和自燃温度较高,在封闭环境中扩散系统小,因此泄漏的天然气易形成可燃混合气,遇明火易爆炸燃烧。当气瓶安装在出租车后备箱内时,后备箱与后排座位之间应有隔离栅,防止出租车乘客因吸烟等带来的明火。此外,由汽车在运行过程中,气瓶可能会泄露气体,因此,在气瓶安装时要设置通气接口将泄露气体及时排出车外。
气瓶使用检验中发现,有相当一部分气瓶存在瓶阀的结构不够合理、与瓶身连接处密封不好等现象,在气瓶安装时,若气瓶瓶阀碰到汽车内壁,会导致瓶内天然气泄露。因此,应严格控制气瓶瓶阀与汽车内壁之间的距离。
在车辆上安装压缩天然气气瓶时,应尽可能安装在汽车上相对安全的区域,保证位置合适,与车体保持合理的间距,并且与车体间设置可靠固定的隔热装置,即安装在载货车、汽车发生撞击时道路砂石冲击产生危害最小的地方。将储气瓶安装在舱内,均应在储气瓶外安装安全隔离栅。
不少人认为气瓶支架是天然气储气固定的基础部件,此部件为简单结构部件,无须小题大做。但目前营运的压缩天然气两用燃料汽车因改装厂不同且都是各自设计生产制造。气瓶支架存在的具体问题有:气瓶支架用料薄、材质差、整体刚性太差,产生变形;拉带上用的环首螺栓强度不足,产生变形;气瓶支架上使用橡胶垫带与支承面粘接不牢固,产生松动;气瓶支架及其零部件外表面油漆涂装质量较差,产生锈蚀。
结合CNG 气瓶专用装置的安装要求[1]对气瓶使用中的安全问题的分析可知,安装单位的资质、气瓶、加气口、气密性试验是出租车CNG 气瓶安装过程中的关键监检项目。
安装单位应当按照《压力容器安装改造维修许可规则》的规定取得车用气瓶安装许可后,方可在许可证批准的范围内(资格项目和安装场地)内开展车用气瓶安装工作。任何单位和个人不得私自安装、拆装、更换或者维修车用气瓶,安装单位应当对安装工作的安全性能负责[2]。核查安装单位的许可资格,是否持有安装许可证且许可证是否在有效期内。
●2.2.1 气瓶安装前的检查
根据气瓶文件中的气瓶制造监检证书、产品合格证进行审查。再根据质量证明书中的气瓶编号、气瓶规格对气瓶进行外观检查,相关的检查记录填写在检查记录表中,若无误,监检人员在检查后应对检查记录表进行监检确认。
●2.2.2 气瓶的安装检查
根据车型及气瓶的安装位置,确定出租车的气瓶安装平面设计图,如图1 所示,再由平面设计图及气瓶的定位尺寸确定气瓶支架定位尺寸图,气瓶支架中螺栓、螺母连接要稳固、加弹簧垫片及并帽,气瓶与固定卡座最大位移不超过13mm,应用M10×1.75 和8.8 级高压强度螺栓固定。与气瓶接触部分另加不小于2mm 厚度的橡胶垫。A1、A2、A3 螺栓等紧固件的安装示意图如图2 所示。
图1 气瓶安装平面设计图
图2 紧固件的安装示意图
按着标准要求[2],气瓶应安装在整车规定的长、宽、高度及最低离地高度范围内,安装位置应远离热源,气瓶阀和接头应有防止碰撞、倾覆等事故的保护装置;气瓶瓶口阀与车辆轮廓边缘的距离不应小于200mm,气瓶应安装牢固,气瓶与固定座之间应垫厚度不小于4mm,紧固螺栓应有放松装置。阀门渗漏的气体不应进入驾驶室或客厢。通气接口排气方向应指向车尾方向并与地面成45°圆锥的范围内,能将泄露气体排出车外,通气接口至排气管和其他热源距离不应小于250mm,通气总面积不应小于450mm2。
加气口应安装在有适当防护和易于充气操作的位置,应配备一个防止气体从储气瓶回流的装置。加气口与高压线之间应设置单向阀和截止阀;加气口至汽车外轮廓边缘的距离不应小于15mm。
在安装好其它CNG 气瓶系统的元件:管路、气压显示装置、截止阀、天然气滤清装置、减压调节器、燃料转换开关、电磁阀以及电子控制单元电路以后,CNG 气瓶系统安装完成,示意图如图3 所示。
图3 CNG 气瓶安装系统示意图
在气瓶内工作压力为20MPa,温度大于等于5℃的条件下,进行CNG 系统泄漏试验,试验时应使用中性发泡液,将发泡液涂覆在整个被检测部位的表面上,观察至少1min 并保压5 分钟以上,若各高压管接头无泄漏、无异常响声,压力表指针无下降,则气密性试验合格。试验后,应将被检测部位的发泡液洗试干净,以免对系统部件产生腐蚀,检查气密性试验报告。
竣工资料包括车用气瓶安装报告,车用CNG 气瓶安装合格证 ,特种设备安装改造维修告知单,CNG 气瓶安装工艺流转卡,气密性试验报告,CNG气瓶安装质量证明书。
在以上各监检项目均满足相关法规、标准后,监检人员对其确认签字并出具车用气瓶安装监检证书。
通过分析CNG 气瓶的使用中主要的安全问题,确定安装单位的资质、气瓶、加气口及气密性试验是CNG 气瓶安装监检中的关键监检项目。监检人员应对以上的关键监检项目严格把关,保证CNG 气瓶的安装质量。此外,由于出租车在上路行驶中,影响CNG气瓶安全的外在因素较多,安装CNG 气瓶上路行驶后的每辆出租车每月必须返回安装单位进行检查,确保CNG 气瓶的安全使用。
由两家安装单位反馈回的意见了解到已安装CNG气瓶的出租车在近一年的运行中均能安全运行,无任何气瓶安装质量问题,这也验证了以上的气瓶安装监检工作的方法是有效的。
[1] GB/T 18437.1-2009 燃气汽车改装技术要求 第一部分:压缩天然气汽车.
[2] TSG R0009-2009 车用气瓶安全技术监察规程.
[3] 冯志刚.车用LNG气瓶定期检验工艺及评定标准[J].中国特种设备安全,2013,29(4):27-29.
[4] 王友红,等.车用压缩天然气气瓶定期检验缺陷数据分析[J].中国特种设备安全,2013,29(3):18-21.
[5] 李山桥.在用CNG汽车气密性检测技术[J].中国特种设备安全,2011,27(11):29-31.