浅谈机动车用液化石油气钢瓶定期检验

郝延平

(沈阳特种设备检测研究院，辽宁 沈阳 110035)

·气瓶检验·

浅谈机动车用液化石油气钢瓶定期检验

郝延平

(沈阳特种设备检测研究院，辽宁 沈阳 110035)

目前许多地区机动车用液化石油气钢瓶还在使用，一些地区数量还非常大。因此，为了保证气瓶的安全使用，防止气瓶事故的发生，进行机动车用液化石油气钢瓶的定期检验是非常必要的。对机动车用液化石油气钢瓶定期检验的流程、检验过程、检验方法、注意事项等进行了叙述分析，为检验人员提供一些借鉴。

机动车用液化石油气钢瓶；定期检验；损伤；缺陷

随着天然气产业的快速发展，机动车用液化石油气钢瓶已经逐渐被汽车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶所取代，但是目前许多地区机动车用液化石油气钢瓶还在使用，一些地区数量还非常大。因此，为了保证气瓶的安全使用，防止气瓶事故的发生，进行机动车用液化石油气钢瓶的定期检验是非常必要的。

1 机动车用液化石油气钢瓶定期检验工艺操作流程

1.1 机动车用液化石油气钢瓶定期检验范围的规定

根据《气瓶安全技术监察规程》和GB 2561—2006《机动车用液化石油气钢瓶定期检验与评定》的规定：适用于公称工作压力为2.2 MPa，耐压试验压力为3.3 MPa，公称容积为1～240 L，工作环境温度为-40～60℃，可重复充装液化石油气的机动车用液化石油气钢瓶。

1.2 机动车用液化石油气钢瓶定期检验的检验机构、检验周期与检验项目

1.2.1 检验机构

1.从事钢瓶定期检验的单位必须符合GB 12135《气瓶定期检验站技术条件》的要求，并按TSG Z 7001《特种设备检验检测机构核准规则》的要求经国家特种设备安全监督管理部门核准。

2.检验单位必须具备测试钢瓶性能指标的专用试验仪器设备以及安装、拆卸集成阀或分立阀及附件的能力和设备、设施。

1.2.2 检验周期

1.对在用钢瓶，自制造之日起，每5 a进行一次定期检验，15 a报废。

2.对到期需进行定期检验的钢瓶，或瓶阀失灵、瓶体受到严重腐蚀、损伤以及有其它可能影响安全使用缺陷的钢瓶，钢瓶业主应及时将钢瓶及该钢瓶对应的车牌号送交检验单位，由检验单位进行检验或确定未到期的钢瓶是否需要提前进行检验。钢瓶的拆卸工作须由从事车用钢瓶安装或改装的专业单位承担，业主不得自行拆卸钢瓶。对发生交通事故的机动车所用的钢瓶，若受到损伤，应对钢瓶进行检验，检验合格后方可重新使用。

3.库存或停用时间超过一个检验周期的钢瓶，启用前应进行检验。

1.2.3 检验项目

钢瓶定期检验项目包括：外观检查、无损检测、壁厚测定、容积测定、水压试验、内部干燥、集成阀或分立阀及附件的更换、气密性试验。

1.3 机动车用液化石油气钢瓶定期检验工艺操作流程

记录→剩余气体的处理→气瓶阀拆除→残液残气回收与蒸汽吹扫→内外表面处理→外观检查→无损检测→壁厚测定→容积测定→试验水压→内部干燥→集成阀或分立阀及其附件的更换→气密性试验→检验标记、涂敷→出具检验报告→报废气瓶处理。

2 检验前准备

2.1 气瓶拆卸

气瓶的拆卸应由检验机构或有资质的安装单位负责。

2.2 标记检查与记录

1.逐只检查记录钢瓶铭记牌上的制造标志和检验标志。记录的内容包括制造国别、制造单位名称和代号、钢瓶编号、水压试验压力、公称工作压力、实际重量、实际容积、瓶体设计壁厚、制造年月、钢瓶材料牌号、上次检验日期、钢瓶所在车辆的车牌号。

2.对未取得国家特种设备安全监督管理部门制造许可的制造企业生产的钢瓶、制造标志不符合GB 17259《机动车用液化石油气钢瓶》或《气瓶安全监察规程》规定的钢瓶、制造标志模糊不清或项目不全导致无法评定的钢瓶、有关政府文件规定不准再用的钢瓶，记录后不予检验，按报废处理。

3.对使用期超过15a的钢瓶，记录后不予检验，按报废处理。

2.3 残液残气回收

在保证不泄漏、不污染环境、不影响操作人员健康的前提下，逐只回收瓶内残液和残气。一般采用正压法回收，其操作过程如下：

1.将液化石油气残液回收装置上的接头与钢瓶集成阀或分立阀连接好。

2.采用液化石油气循环压缩机对钢瓶进行加压后，使气瓶内压力高于残液贮罐内压力，造成压差回流，进行残液回收。

3.残液回收后，对钢瓶内的残气进行回收。

4.外观初检不合格的钢瓶，亦应进行残液残气回收。

2.4 集成阀或分立阀拆卸

确认瓶内压力与大气压力一致时，由检验机构负责拆下集成阀或分立阀。瓶体、集成阀或分立阀分别作好标记以便复原。

2.5 蒸汽吹扫

拆卸集成阀或分立阀后，应立即进行钢瓶内表面蒸汽吹扫。这是因为国内液化石油气内含有重组分气体，有些类似沥青的物质沾在钢瓶的内壁上。由于其挥发很慢，用冷水浸泡无法将其除掉。如不除掉，即使放置很久，钢瓶内的混合气体仍可达到爆炸极限，一旦使用压缩空气进行气密性试验，就会发生爆炸。

蒸汽吹扫后的钢瓶内残气浓度(体积分数)不得高于0.4%，否则必须用氮气作为气密性试验的介质。

蒸汽吹扫的工艺操作方法如下：

将钢瓶置于蒸汽吹扫装置上, 利用蒸汽吹扫瓶内残气和残留物。蒸汽压力和吹扫时间, 按工艺参数确定。在一般情况下，蒸汽压力应≥0.2 MPa，吹扫时间应≥3 min。

用可燃气体检测器测定瓶内吹扫后的可燃气体浓度, 凡浓度高于0.4%(体积分数)的钢瓶,必须重新进行蒸汽吹扫。

2.6 表面处理

钢瓶的内外表面，经过一个检验周期的使用，出现和积聚了一些污垢和腐蚀产物，外表面的漆层也开始疏松。这些杂质的存在严重地影响着钢瓶内外表面的检验。

1.将钢瓶制造标志和阀座上的螺孔、密封面加以妥善保护以免受损。

2.用不损伤瓶体金属的适当方法，将钢瓶内外表面的污垢、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。

3 检验与评定

3.1 外观检查与评定

3.1.1 机动车用液化石油气钢瓶损伤的类型

3.1.1.1 瓶体损伤的类型

1.直边纵向皱褶：焊接气瓶封头直边段因冲压收缩，沿环向形成的波浪式起伏。

2.裂纹：瓶体材料因金属原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的裂缝，它具有尖锐的缺口和较大长宽比的特点。

裂纹是气瓶中最危险的一种缺陷。因为它是导致气瓶爆破的主要因素，并加速气瓶的疲劳破裂与腐蚀断裂。

3.鼓疱：气瓶外表面凸起，而相应部位的内表面塌陷，壁厚无明显变化的局部变形，亦称凸起。

4.磕伤:因尖锐锋利物体撞击，造成瓶体局部金属变形及壁厚减薄，且在表面留下底部是尖角，周边金属凸起的小而深的坑状机械损伤。

5.划伤：因尖锐锋利物体刮擦造成瓶体局部壁厚减薄，且在表面留下底部是尖角的线状机械损伤。

6.凹坑：由于打磨、磨损、氧化皮脱落或其它非腐蚀原因造成的瓶体局部壁厚减薄，表面浅平的洼坑状缺陷。

7.凹陷：瓶体因钝状物撞击或挤压，造成的壁厚无明显变化的局部塌陷变形。

8.腐蚀：金属与合金受到周围介质的化学作用或电化学作用，以致逐渐发生破坏，这种现象称为腐蚀。腐蚀是气瓶在使用过程中，最容易产生的一种缺陷，严重时都会导致气瓶的失效或破坏。

1)点腐蚀：腐蚀表面长径及腐蚀部位密集程度均未超过有关标准规定的孤立坑状腐蚀。

2)线状腐蚀：由腐蚀点连成的线状沟痕或由腐蚀点构成的链状或带状腐蚀缺陷。

3)局部腐蚀：腐蚀表面平坦且腐蚀表面面积未超过有关标准规定的小面积腐蚀缺陷。

4)普遍腐蚀：腐蚀表面平坦且腐蚀表面面积超过有关标准规定的大面积腐蚀缺陷。

9.热损伤：泛指气瓶因过度受热而造成的材质内部损伤或遗留的外伤痕迹，如涂层烧损、瓶体烧伤或烧结、瓶体变形、电弧烧伤、高温切割的痕迹等。

10.复合缺陷：由两种或两种以上缺陷叠加在一起的缺陷称为复合缺陷。例如：腐蚀减薄与划痕的复合缺陷、腐蚀减薄与凹坑的复合缺陷及凹坑与划痕的复合缺陷等。

3.1.1.2 焊缝缺陷的类型

1.焊接裂纹：焊接裂纹分为热裂纹和冷裂纹。凡是发生在等强温度以上的，由高温的晶界状态所决定的晶界弱化引起的沿晶开裂，都属于高温下产生的热裂纹。与此相对应的，凡是低于此温度，与高温下的晶界行为无关的一切断裂(穿晶型的、穿晶与沿晶混合型的或者是沿晶型的)都属于冷裂纹。

焊接裂纹是气瓶焊接接头中危害最大的一种缺陷。它对常温下抗拉强度有很大影响，这种影响随着裂纹所占截面积的增加而增大。另外，裂纹尖端是一个尖锐缺口，它将引起过高应力集中，促使气瓶在低应力下扩展破坏。

2.未熔合：系指熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分；点焊时指母材与母材之间未完全熔化的部分。未熔合可使焊缝截面积削弱，致使显著的降低焊接接头的力学性能。另外，未熔合所引起的应力集中，远比强度降低的危害性大。

3.气孔：是指焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残留下来所形成的空穴。焊缝表面(或内部)由于气孔的残留，必然要减少焊缝金属的有效截面，从而使焊接接头的强度降低。

4.夹渣：是指焊后残留在焊缝中(或表面)的熔渣。习惯上指由焊接冶金过程中产生，在焊后仍残留在焊缝金属中的非金属杂质(亦称为夹杂物)，以及焊后残留在焊缝中的金属颗粒也归入夹渣一类。夹渣是焊接过程中比较容易产生的缺陷，通常尤以残留在焊缝金属中的熔剂形成的夹渣最为常见。夹渣对力学性能的影响比气孔要大。点状夹渣的危害与气孔相似，但带有尖角的夹渣，其熔渣的尖端应力较集中，往往会在夹渣部位开裂。

5.咬边：是指由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。咬边有间断的也有连续的。它削弱了基体金属的截面，减薄了母材厚度，破坏了焊缝的连续性，由此引起较大的应力集中，是一种危害较大的缺陷。

6.弧坑：在后续焊缝之前或在后续焊缝进行中没有消除的焊缝端面的凹陷。

7.焊缝凹陷(凹坑)：是指在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。其断面由表及里成弧形，减少了焊缝的截面，降低了焊缝的强度。

3.1.2 阀座检查与评定

用直接目测或借助低倍放大镜目测，逐只检查阀座及阀座与瓶体的连接焊缝，如发现下列情况之一，钢瓶应报废。

1.阀座与瓶体的连接焊缝及阀座本体存在裂纹或严重缺陷的。

2.对阀座上用于法兰连接的螺孔内螺纹或用于分立阀连接的圆锥管螺纹，存在裂纹或明显变形及其他影响密封和安全的严重缺陷的。

3.法兰连接的密封面存在严重贯穿性缺陷，且不可修复的。

3.1.3 瓶体外观检查与评定

在钢瓶查收登记时(残液回收之前)进行外观初检，它主要检查那些一目了然、易于发现也较易判断的外观缺陷。如明显的凹坑，严重的腐蚀，电弧损伤，火焰烧伤，肉眼可见的瓶体变形，显而易见的划痕和封头直边的纵向皱褶等。

经外观检查不合格的钢瓶，也一定要进行残液残气回收、蒸汽吹扫，经残气浓度测定合格后方可判废。否则，在报废破坏性处理时，钢瓶也极易发生爆炸事故。

瓶体外观检查时应逐只目测检查内外表面上的外观缺陷，应重点检查瓶体与封头过渡处、瓶体开孔处及钢瓶固定装置与瓶体接触处。检查内表面时应用电压不超过24V、具有足够亮度的安全光源进行内部目测检查。

1.瓶体变形或封头直边纵向皱褶不符合GB 17259《机动车用液化石油气钢瓶》要求的钢瓶应报废。

2.裂纹是钢瓶中最危险的一种缺陷。因为它是导致钢瓶脆性爆破的主要因素，并加速钢瓶的腐蚀断裂。按其产生的阶段可分成制造中形成的裂纹和使用中产生或发展的裂纹。

因内压使钢瓶失去稳定性，造成鼓疱或整体变形也是钢瓶中最危险的缺陷之一。

瓶体上有裂纹、鼓疱和肉眼可见的容积膨胀变形等缺陷的钢瓶应报废。

3.钢瓶固定装置与瓶体接触处，瓶体严重磨损，剩余壁厚小于设计壁厚的钢瓶应报废。

4.由于烧伤会改变金属的金相组织，降低其力学性能，因此遭受火焰或电弧烧伤的钢瓶应报废。

5.瓶体磕伤、划伤、凹坑、凹陷属于钢瓶的常见缺陷，也是钢瓶表面缺陷中对其强度影响较大的一种。由于许多公共汽车上用的钢瓶，安装在车的底部，没有安全防护措施，飞起的石子等经常会对钢瓶撞击，造成上述损伤。

瓶体磕伤、划伤、凹坑处的剩余壁厚小于设计壁厚的钢瓶应报废。

注：凹陷、凹坑、磕伤的周边，有时可见少许突起，使测量样板或直尺不能与基面(瓶体表面)完全贴合，此时应考虑由此引起的测量误差。

对未达到报废条件的缺陷，特别是线性缺陷或尖锐的机械损伤，应进行修磨，使其边缘圆滑过渡，但修磨后的壁厚不得小于设计壁厚。

6.瓶体凹陷深度超过10 mm或大于凹陷短径的1/10的钢瓶应报废。

7.深度小于6 mm的凹陷内，如有磕伤或划伤深度大于0.4 mm时，钢瓶应报废。

8.深度大于或等于6 mm的凹陷内存在任何尺寸磕伤或划伤缺陷的钢瓶应报废。

9.腐蚀是钢瓶最常见，也是危险性较大的缺陷，共汽车上用的钢瓶安装在车的底部，没有安全防护措施，对钢瓶损伤非常大。尤其是在我国北方地区，冬季下雪时洒的除雪剂，主要成分是盐，会对钢瓶产生非常严重的腐蚀。检验时发现，有的钢瓶使用刚刚两年，其腐蚀后的剩余壁厚已经小于设计壁厚。因此，对这种使用工况的钢瓶，定期检验周期应适当缩短。

瓶体上孤立的点腐蚀、线状腐蚀、局部腐蚀及普遍腐蚀处的剩余壁厚小于设计壁厚时该钢瓶应报废。

因腐蚀严重，无法判。断腐蚀程度的钢瓶应报废。

3.1.4 焊缝外观检查与评定

焊缝质量对钢瓶质量有直接的影响，如果焊缝及其热影响区的质量得不到保证，将导致钢瓶的严重破坏，造成重大损失。因此，焊缝及其及热影响区的质量决定着焊接结构钢瓶的质量。

焊缝外观缺陷大部分是制造时产生的，由于出厂时检验把关不严，漏检或者错判，致使有制造缺陷的钢瓶，甚至是不合格的钢瓶流入到使用领域，造成极大的安全隐患。

焊缝外观检查必须逐只进行，对钢瓶纵焊缝与环焊缝交接处的外观质量，应作重点检验。对焊缝超高，焊缝两侧有飞溅物，可进行修磨并圆滑过渡至母材。凡存在下列缺陷之一者按报废处理。

1.纵焊缝多于一条，对接环焊缝多于两条。

2.受压元件上的焊缝及其热影响区存在裂纹、气孔、弧坑、夹渣、未熔合或咬边等危害钢瓶安全使用的缺陷。

3.焊缝表面存在凹陷或不规则的突变。

4.主焊缝及其两边各50 mm范围内，存在深度大于0.5 mm的划痕或深度大于6 mm的凹陷。

5.焊接在钢瓶本体上的零部件脱焊或断裂。

3.2 无损检测

1.表面探伤：对钢瓶固定装置与瓶体接触处(涂敷物完好无损时除外)及阀座与瓶体连接焊缝及热影响区应采用磁粉或渗透检测方法进行100%表面探伤，按JB/T 4730《承压设备无损检测 第4部分：磁粉检测》或《承压设备无损检测 第5部分：渗透检测》执行，不得有裂纹或裂纹性缺陷。

2.射线探伤：对焊接接头缺陷类型及严重性有怀疑时，应采用射线探伤方法进行检查，按JB/T 4730《承压设备无损检测 第2部分：射线检测》执行，射线透照底片质量不低于AB级，其合格级别不低于Ⅲ级，不合格报废。

3.3 壁厚测定

1.测定要求和位置：

1)钢瓶必须逐只进行壁厚测定。

2)测厚仪的误差应不大于±0.1 mm。

3)测厚点应在两端封头圆弧过渡区内各选择一点， 筒体部分应选择在距环焊缝筒体侧50 mm处各两点，瓶体与固定装置接触处各三点；对腐蚀严重的钢瓶，应在腐蚀较严重的部位任抽多点测量。

2.评定：经测定确认剩余壁厚小于设计壁厚的钢瓶应报废。

3.4 水压试验

3.4.1 容积测定

1.数值处理：钢瓶必须逐只进行容积测定。容积应以三位有效数字表示，第四位数值一律舍去。

2.衡器要求:容积测定用的衡器应保持准确，其最大称量值应为常用称量的1.5～3.0倍。称量衡器的校验期限不得超过三个月。

3.测量与评定:

1)应采用标准规定的方法进行容积测定。

2)实测容积值小于制造钢印标记容积值的钢瓶应报废。

3.4.2 水压试验

用水压试验作为钢瓶性能检查的一种手段，这是多年来采用的传统方法。虽然它也有一定的局限性，但对钢瓶是否满足常规设计的强度要求，并在一定程度上预防低应力破坏，它还是一种切实可行的非破坏性试验，是钢瓶定期检验的主要内容。

1.试验要求:

1)钢瓶必须逐只进行水压试验。水压试验方法、设施和安全措施应符合GB/T 9251《气瓶水压试验方法》的要求。

2)水压试验压力为3.3 MPa, 保压时间不得少于3 min。

2.评定:在水压试验过程中, 瓶体出现渗漏、明显变形或保压期间压力下降现象(非因试验装置或瓶口泄漏)的钢瓶报废。

3.5 内部干燥

1.钢瓶经水压试验合格后，将瓶口朝下放置一段时间，将瓶内残留的水彻底清除干净。

2.控净水的钢瓶，必须采用干燥空气吹扫等方法逐只进行内部干燥。

3.内壁呈干燥后，将内部清理洁净，便可安装集成阀或分立阀及保护盒。

3.6 集成阀或分立阀及其附件的更换

1.阀门更换:在对钢瓶进行定期检验的同时宜更换新的集成阀或分立阀及其附件，集成阀或分立阀的装配和气密试验要求按标准执行。

2.检修:对具备集成阀或分立阀及其附件检验能力且有气瓶检验资质的检验单位，可按GB 17295《机动车用液化石油气钢瓶》中指定的集成阀或分立阀标准对集成阀或分立阀及其附件进行检验，以确定阀门是否可以继续使用，对继续使用的阀门，检验单位必须保证其能够安全使用一个检验周期。若检验单位更换集成阀或分立阀中的部分零部件，必须得到阀门制造厂的授权。

3.报废瓶阀的销毁:经检验后确认报废的集成阀或分立阀由检验单位负责销毁，销毁的方式为完全破坏。对销毁的阀门，应按《气瓶安全监察规程》的规定填写《判废通知书》通知钢瓶产权单位，并由检验单位和钢瓶产权单位各自存档。

3.7 气密性试验

1.试验要求:

1)准备进行气密性试验的钢瓶必须是经过水压试验合格并完成集成阀或分立阀装配的钢瓶，否则严禁进行气密性试验。

2)气密性试验所用压缩空气，不得含有油、水；所用的氮气纯度应不低于GB/T 3864《工业氮》中规定的Ⅱ类二级指标。

3)凡以空气为介质进行气密性试验的钢瓶，试验前必须逐只测定瓶内残留物释放的燃气浓度。对于浓度大于0.4%(体积分数)的钢瓶，必须进行二次蒸汽吹扫，浓度符合要求后，方可用空气进行试验，否则必须用氮气进行试验。

4)确认钢瓶内燃气浓度符合规定后，将合格的集成阀或分立阀装到钢瓶上，方法按标准规定执行。

2.气密性试验方法:

集成阀：将已检验合格且装好集成阀的钢瓶，从阀的进气口通过专用接头缓慢向钢瓶内注入空气或氮气(对介质的要求按12.2、12.3)至规定压力2.2 MPa，然后向保护盒内注满清水，持压 3 min，检查密封面和阀体各部位的泄漏情况，无泄漏为合格。

分立阀：将已检验合格且装好分立阀的钢瓶，从限流阀的进气口通过专用接头缓慢向钢瓶内注入空气或氮气(对介质的要求按12.2、12.3)至规定压力2.2 MPa，持压 3 min，用肥皂液检查密封面和阀体各部位的泄漏情况，无泄漏为合格。

充气过程中若充气装置发生故障或试验过程中因集成阀或分立阀装配不当产生泄漏时，应立即停止试验，待维修或重新装配后再试验。

3.试验结果:对在试验压力下瓶体泄漏的钢瓶应报废。

4 结束语

本文通过对机动车用液化石油气钢瓶定期检验的流程、检验过程、检验方法、注意事项等进行了叙述分析，为检验人员提供一些借鉴。

[1] TSG R0006—2014 气瓶安全技术监察规程[S].

[2] GB 17259—2009 机动车用液化石油气钢瓶定期检验与评定[S].

[3] GB 20561—2006 机动车用液化石油气钢瓶定期检验与评定[S].

[4] GB/T 9251—2011气瓶水压试验方法[S].

[5] GB/T 12137—2016气瓶气密性试验方法[S].

Primary Discussion on Periodic Inspection of Steel Cylindersfor Liquefied Petroleum Gas

HAO Yanping

(Shenyang Institute of Special Equipment Inspection & Research, Shenyang 110035, China)

Currently, steel vehicle-carrying cylinders for liquefied petroleum gas are still in service ,even in large quantities in some regions. In order to ensure safe operation of gas cylinders and prevent accidents it is necessary to perform periodic inspection of steel vehicle-carrying cylinders. The author would like to provide an insight into inspection`s procedures, methods and other matters needing attention for vehicle-carrying gas cylinders to peers by making a detailed analysis of above phrases of inspection.

steel gas cylinders for the liquefied petroleum gas for vehicles；periodic inspection；damage；defect

2016-11-30

TH49

A

1007-7804(2017)01-0049-06

10.3969/j.issn.1007-7804.2017.01.012

郝延平(1966)，男，高级工程师，现就职于沈阳特种设备检测研究院。E-mail:haoyanpng@126.com。