《加油（气）站油（气）储存罐体阻隔防爆技术要求》编制说明

文/王如君 鲁长波 徐曦萌 多英全 王媛媛

根据《应急管理部办公厅关于印发2020年应急管理行业标准立项计划的通知》（应急厅函〔2020〕3号），安全生产行业标准AQ/T3001—2021《加油（气）站油（气）储存罐体阻隔防爆技术要求》以AQ3001—2005为依托，对加油（气）站油（气）储存罐体阻隔防爆安全技术提出要求。

现行AQ3001—2005《汽车加油（气）站、轻质燃油和液化石油气汽车罐车用阻隔防爆技术储罐技术要求》（以下简称“AQ3001—2005”），由于制定时间较早，主要针对的是当时唯一较成熟的阻隔防爆材料铝合金。实际使用证明，铝合金材质的阻隔防爆技术材料由于本身自重塌陷，会极大污染储存介质，堵塞储罐油路，对储罐原有功能造成严重的影响。同时其制定的技术要求已无法满足现在的阻隔防爆材料技术发展要求。

根据《应急管理部办公厅关于印发2020年应急管理行业标准立项计划的通知》（应急厅函〔2020〕3号），中国安全生产科学研究院和军事科学院军事新能源技术研究所等单位负责AQ/T 3001—2021《加油（气）站油（气）储存罐体阻隔防爆技术要求》（以下简称“AQ/T 3001—2021”）的制定工作。AQ/T 3001—2021是以AQ3001—2005为依托，对加油（气）站油（气）储存罐体（以下简称“储罐”）阻隔防爆安全技术提出要求。

新旧标准主要对比

AQ/T 3001—2021的修订主要包括以下4个方面的内容。

修订阻隔防爆材料基本物理性能参数指标

AQ3001—2005中 仅 对 采 用特种合金制成的阻隔防爆材料的基本物理性进行了限定要求，包括外观质量和结构尺寸，无法满足对目前其他种类主流阻隔防爆材料的基本物理性能进行规范的目的。且AQ3001—2005标准中的术语定义也与发展现状不符，应作出修订，例如应修订留空率、置换率等术语和定义，使其与国内行业发展状况相一致；同时，应增加容积降低率指标，更能说明阻隔防爆材料对燃料实际使用产生的影响。

修订阻隔防爆材料的性能要求

在AQ3001—2005中，对于阻隔防爆材料的性能要求，仅在条款5.1.3、5.1.5中简单提到对阻隔防爆材料与储存介质相容性和振动性能的要求，且没有具体指标限定。

本次修订着重增加了阻隔防爆材料与油品或石油气的相容性指标。相容性指标是考核阻隔防爆材料最为重要的指标之一，必须做到在使用寿命周期内，使用的阻隔防爆材料不能与储存介质发生化学反应，才能确保阻隔防爆材料的加入不会对接触介质（油品或石油气）的品质产生影响，并且应建立相应的评价方法体系将相容性指标量化。

相容性测试后应考核阻隔防爆材料的结构强度的变化，以确保阻隔防爆材料的防爆性能不会发生变化或失效。振动试验是对阻隔防爆材料的结构稳定性的考量指标，阻隔防爆材料安装后会经常受到储存介质反复填充的冲击和振动，将耐振动性能指标量化，能够反映出阻隔防爆材料结构使用的耐久性。还应增加对阻隔防爆材料的导静电和阻燃性能的要求，以满足非金属基阻隔防爆材料在油品或石油气领域使用的基本要求。

修订阻隔防爆材料的防爆性能要求

在AQ3001—2005中，对阻隔防爆材料的防爆性能要求仅有燃爆增压一项，采用的试验装置是激波管。由于激波管采用小分子可燃气体（如丙烷等）作为防爆介质进行点火爆炸试验，但小分子可燃气体的爆炸特性与轻质石油燃料（如汽油或柴油）饱和蒸气的爆炸特性有很大不同，不能反映汽油或柴油燃料真实爆炸的情况，并且激波管内的爆炸条件与真实的燃料爆炸相差太多，与外场的爆炸相比，二者点火能量相差上万倍，爆炸后的瞬间压力相差几百倍，爆炸后的温度差几十倍。因此AQ3001—2005中的激波管燃爆增压试验作为考核防爆性能的最终依据缺乏合理性。

修订用户使用环节的要求

在AQ3001—2005中，仅对阻隔防爆材料、装置安装和清洗过程的安全性和操作规范进行了要求，对于其便捷性没有作出要求。本次修订增加了便捷性条款，要求采用阻隔防爆技术的储罐应能实现机械化装填和清洗，这也是近几年来用户普遍反映的问题。按照此次修订提出的储罐阻隔防爆技术要求，可避免大部分情况下储罐因不同意外情况产生的爆炸，能够显著提升现有储罐的整体防护水平。

此次标准的修订同时也建立了相应的评价方法体系，提升了现有储罐使用阻隔防爆材料不能跟随技术发展水平的短板，有利于行业健康发展。

标准主要技术要求

AQ/T 3001—2021规定了储罐采用阻隔防爆技术的要求、检测方法、检验规则、分类和标记以及技术文件，适用于建设各种场所的储罐阻隔防爆的设计、制造、安装和验收。同时，AQ/T 3001—2021中加气站储罐要求仅适用于液化石油气（LPG）储罐，不适用于压缩天然气（CNG）、液化天然气（LNG）和液化-压缩天然气（L-CNG）储罐。

阻隔防爆技术一般要求

AQ/T 3001—2021规定了采用阻隔防爆技术后，储罐应满足以下要求：

一是储罐的有效容积率应不大于6%。由于储罐内部阻隔防爆材料的加入，应要求其对储罐内部的原有容积基本不能产生影响，即不能显著影响储罐自身固有的有效填装容积。主要是考虑到阻隔防爆材料填充到罐体中使用，基本的要求是不能影响罐体的原有性能，即自身固有的装填容积。美军标MIL PRF 87260B《Performance Specification FoamMaterial,ExplosionSuppres sion,Inherently Electrostatically Conductive, for Aircraft Fuel Tanks》和MIL B 87162A《Military Specification Baffle Material,Explosion Suppression, Expanded Aluminum Mesh, For Aircraft Fuel Tanks》分别对防爆材料填充在油箱中使用的燃油置换率和燃油滞留率作出要求。燃油置换率和燃油滞留率两个指标要放在一起考虑，这是因为二者之和反映了储罐容积的损失。因此本标准定义了燃油置换率和燃油滞留率之和作为阻隔防爆材料填充后造成罐体的容积降低率。

因此，先测定置换率和滞留率，计算置换率和滞留率之和为容积降低率。测定方法按照JT/T 1046—2016《道路运输车辆油箱及液体燃料运输罐体阻隔防爆安全技术要求》（以 下 简 称“JT/T 1046—2016”）附录A执行。

二是阻隔防爆材料应能采用机械化方式安装、取出和清洗。通常储罐的容积较大，通过人工操作的方式进行阻隔防爆材料的安装、取出和清洗，效率低、安全风险高，因此要求能够采用机械化方式安装、取出和清洗。

阻隔防爆材料要求

AQ/T 3001—2021规定了采用的阻隔防爆材料本身应当满足以下要求：

一是体积电阻率应不大于1.0×108Ω·m，测 定 方 法 符 合GB/T 31838.2—2019《固体绝缘材料 介电和电阻特性 第2部分：电阻特性(DC方法) 体积电阻和体积电阻率》要求。为了避免罐体填充非金属类阻隔防爆材料后，在装卸油（气）过程中，储存介质与非金属类阻隔防爆材料相互碰撞摩擦积累静电，引发爆炸的危险，阻隔防爆材料应具有导电能力，因此提出体积电阻率指标。

二是阻隔防爆材料应具备良好的结构强度，确保在装入储罐后，在安装或使用过程中不发生塌陷。由于储罐大部分容积较大，需要的阻隔防爆材料体积较大，中国石油化工集团公司等用户单位以使用报告和联合发文的形式，明确提出铝合金类阻隔防爆材料填充至罐体运营一段时间后，存在材料自身结构坍塌和变形等损坏现象，一定程度破坏了阻隔防爆材料效果。同时出现了影响罐体安全附件、输送油料泵体油路正常工作等问题。为了保证储罐的正常工作和阻隔防爆材料的长期有效性，故AQ/T 3001—2021在附录A的相容性试验中增加了相容性试验前后对材料整体结构保持能力的考核。

三是燃烧性能等级应满足GB/T8624—2002《建筑材料及制品燃烧性能分级》的B2级。由于阻隔防爆材料在阻止爆炸压力、温度的快速传递，阻止爆炸扩大的过程中，需要吸收大量的热量，同时接触空气，如果本身材料燃烧性能不达标，容易造成已经达到阻隔防爆效果后，因材料自身的猛烈燃烧，使储存介质重新面临剧烈燃烧爆炸的危险。因此AQ/T 3001—2021规定，阻隔防爆材料本身应难燃，燃烧性能等级达到GB/T8624—2002《建筑材料及制品燃烧性能分级》的B2级。

四是使用阻隔防爆技术后不应对罐体液体燃料性质产生影响，阻隔防爆材料与液体燃料的相容性，也是AQ/T 3001—2021中要求最为苛刻、最为重要的考核指标。相容性试验前后，阻隔防爆材料的力学性能指标及储存介质的理化性能指标变化值不超出其精密度测量范围。

由于M85甲醇汽油是目前市场上活性最高的液体燃料，因此，在相容性试验中采用M85甲醇汽油对不同种类阻隔防爆材料进行相容性测试，采用的MA85甲醇汽油应满足GB/T 23799—2009《车用甲醇汽油（M85）》要求。阻隔防爆材料与M85甲醇汽油在相容性试验中，如果材料和M85甲醇汽油的性能指标均不超过精密度测量范围，则判定阻隔防爆材料与其他种类的油品均具有良好的相容性。

五是阻隔防爆材料在振动耐久性试验后，产生的碎屑质量不大于1.0mg/L。由于储罐经常需要进行装卸油操作，储存介质快速冲刷、振荡装填在储罐内的阻隔防爆材料，形成结构振动。因此，必须对阻隔防爆材料的振动耐久性进行规范，避免因结构振动产生过多碎屑，堵塞管路。

阻隔防爆性能要求

AQ/T 3001—2021中规定，采用阻隔防爆技术后，罐体的防爆性能应满足以下要求：

一是在燃爆增压试验中，试验容器内燃爆增压值不大于0.14MPa，测试方法符合JT/T 1046—2016中附录D的要求。参照JT/T 1046—2016及相关专利的规定，在形状、容积、初始压力和温度一定的密闭容器内，特定浓度的某种可燃气体和空气的混合气体经相同点火能量和相同点火方式点燃后，其燃爆峰值压力是一定的。在相同测试条件下，测定出安装和未安装阻隔防爆材料的燃爆峰值压力，计算出燃爆增压值ΔP值，即可对该阻隔防爆材料的防爆性能予以评定。装置示意图如图1所示。

用激波管内各位置压力峰值的平均增加值来表征阻隔防爆材料的防爆性能，定义燃爆增压如下：

式中：

P1…Pn：激波管内各传感器检测到的爆炸后峰值压力；

P0：激波管内各传感器检测到的爆炸前压力，即大气压力；

ΔP1、ΔP2、ΔP3、ΔP4、ΔP5、ΔP6：激波管不同位置处峰值压力增加值；

图1 阻隔防爆性能激波管测试装置示意图

n：激波管中能测量到燃爆压力的传感器数量。

二是在静爆试验中，试验容器内储存介质不发生二次爆炸。测试方法符合JT/T 1046—2016中附录E的要求。等效静爆试验是所有防爆性能评定中重复性最好的方法，得益于其引爆位置可以精确固定，引爆能量可以准确控制，试验油桶和试验油料也可以很好重复。等效静爆的药量和燃料油数量决定了爆炸的苛刻程度，以5L油桶中装有3L的军用柴油，以雷管引爆10g海萨尔-3型高能炸药为例，瞬间产生的起爆能量可达56000J。因此该项要求既能较好地判定阻隔防爆材料的防爆性能，作为产品质量控制方法又具备较好的操作性。

三是在烤燃试验中，试验容器内储存介质不发生二次爆炸。测试方法符合JT/T 1046—2016中附录F的要求。烤燃试验主要是模拟考察罐体在实际的使用过程中，遇到意外事故等造成燃料泄漏着火的情况下，罐体在火中烘烤情况下的安全性能要求。

四是在破甲战斗部穿透试验中，试验容器内储存介质不发生爆炸。测试方法符合JT/T 1046—2016中附录G的要求。该项要求主要是针对边疆地区维稳的需求，防止恐怖分子利用火箭弹打击加油（气）站储存罐体，造成大量伤亡。在试验过程中试验油桶、试验油料、引爆药量、打击位置等因素都可以准确控制，因此其优点是相对试验的重复性较好，组织试验较为方便，具备较好的操作性。

阻隔防爆材料的安装

阻隔防爆材料的材质和规格选用，应依据储罐和所存储燃料介质的要求进行。阻隔防爆材料的安装首要考虑的是材料的填充密度和留空率，这关系到储罐本身使用性能、有效容量等重要指标，其次还有对罐体其他部件的影响。

一是填充密度。根据国内目前的阻隔防爆材料生产工艺，注塑工艺生产的阻隔防爆材料填充密度为60～80 kg/m3，拉网工艺生产的阻隔防爆材料，填充密度为25～35 kg/m3，发泡工艺生产的阻隔防爆材料，填充密度为19～25 kg/m3。综合各项情况，确定为填充密度不大于80kg/m3。

二是留空率。参照AQ3001—2005中5.4.2部分阻隔防爆材料的留空率、置换率和填充密度要求，规定阻隔防爆材料留空率要求为：罐体体积小于25 m3时，留空率不大于8%，其他情况下留空率不大于10%，AQ3001—2005中关于留空率要求可继续在AQ/T 3001—2021中延用。

三是对罐体其他部件的影响。AQ/T 3001—2021规定，阻隔防爆材料安装时，不应进入罐体的装卸料管路，不应影响罐体安全附件的正常工作

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