槽罐车用紧急切断阀标准与技术现状分析

缪克在，吴超俊，张 帆，李海聪，杨哲人

（浙江省泵阀产品质量检验中心，浙江 温州 325105）

1 研究背景

槽罐车紧急切断阀是紧急情况下可手动或自动快速闭止的阀门，用于防止槽罐车倾翻引起的危险液体泄漏。其质量性能优劣是直接影响槽罐车整车质量与功能安全的关键因素之一，也是影响液体危险货物道路运输安全的主要因素之一。GB 18564.1—2019《道路运输液体危险货物罐式车辆 第1部分：金属常压罐体技术要求》［1］中规定，罐体设计代码第三部分为B时，罐体底部装卸管路系统应设置三道独立且串联的关闭装置，其中第一道阀门应为紧急切断装置（阀）。

近年来，液体危险货物罐车道路运输过程燃爆事故频发，充分暴露了液体危险货物罐车的安全隐患，究其原因多数为没有加装紧急切断装置（阀），导致危险液体泄漏燃爆。为深刻吸取晋济高速公路山西晋城段岩后隧道“3·1”特别重大道路交通危化品燃爆事故［2］的教训，贯彻落实《国务院安委会办公室关于加强危险化学品道路运输和公路隧道安全工作的紧急通知》（安委办明电〔2014〕4号）［3］的要求，2014-07国家安全监管总局、工信部、公安部、交通运输部、国家质检总局等5部委联合发布“关于在用液体危险货物罐车加装紧急切断装置有关事项的通知”［4］，要求液体危险货物罐车必须加装紧急切断阀，有关检验机构对紧急切断装置（阀）进行检验，严格把关紧急切断装置的产品质量，施行检验合格准入机制。

目前，国内关于槽罐车紧急切断阀的标准制修订滞后于行业发展与安全升级对该产品的快速开发定型要求。整体上看，国内标准主要借鉴了欧洲标准的内容，并结合国内槽罐车使用工况对尺寸、压力、温度、测试方法等内容进行了调整。

2 标准与技术分类及现状

欧美国家于上世纪六七十年代起通过法规规定道路运输液体危险品必须加装紧急切断阀，并对紧急切断阀产品进行了严格的把关。欧洲通过《关于危险品国际运输的欧洲协议》［5］确定运输危险品汽车零部件（紧急切断阀）市场准入。美国通过其交通部和环境保护署制定并实施有关汽车安全、环保、防盗、节能等方面的法规，并实施产品认证市场准入，如1966-09美国颁布实施的《国家交通及机动车安全法》［6］等。

我国实施较晚，于2014-07开始强制实施道路运输危险液体危险品槽罐车市场准入措施，规定的必须加装紧急切断阀的槽罐车的适用装载介质范围见GB 18564.1—2019附录A《罐体设计代码第三部分为B的常见液体危险货物介质》。2014-10，国家质检总局修订的《特种设备目录》［7］将紧急切断阀纳入特种设备安全附件（代号F230）。2015-06，国家质检总局发文《关于压力管道气瓶安全监察工作有关问题的通知（质检办特［2015］675号）》［8］，进一步明确了紧急切断阀列入安全附件必须取得特种设备TS制造许可证方能生产、销售的要求，并规定了其暂时执行TSG D2001—2006《压力管道元件制造许可规则》［9］中阀门的许可条件执行的规定。2017年,《国家认监委关于调整汽车产品强制性认证依据标准的公告》［10］将QC/T 932—2018《道路运输液体危险货物罐式车辆紧急切断阀》［11］列入其中，意味着槽罐车紧急切断阀将作为槽罐车零部件进行强制性认证市场准入。

根据技术标准归口区域划分，目前常用的槽罐车紧急切断阀对应的国、内外标准主要分为3个系列。①欧洲标准，包括EN 13308—2002《道路运输液体危险货物槽罐车辅助设备非压力平衡底阀》［12］、EN 13316—2002《道路运输液体危险货物槽罐车辅助设备压力平衡底阀》［13］、EN 14433—2014《道路运输液体危险货物运输液态化合物或液化气的槽罐车用底阀》［14］、EN 13175—2014《液化石油气设备及附件 液化气（LPG）压力容器阀门及配件规格》［15］等。②美洲标准，包括货运拖挂车制造者协会标准 TTMA RP 81—2007《Performance of Spring Loaded Pressure Relief Valves on MC 306,MC 307,MC 312,DOT 406,DOT 407 and DOT 412 Tanks》［16］、TTMA RP 28—2009《Flange and Emergency Valve Dimensional Information》［17］等。③中国标准，包括 QC/T 932—2018、HG/T 3912—2006《内置式安全止流底阀技术条件》［18］、HG 3158—2005《液化气体罐车用紧急切断阀》［19］、GB/T 22653—2008《液化气体设备用紧急切断阀》［20］、GB/T 24918—2010《低温介质用紧急切断阀》［21］等。

3 国内外标准与技术分析

3.1 标准技术条文汇总

目前，各标准体系中界定的槽罐车紧急切断阀一般分为压力平衡式和非压力平衡式。非压力平衡式紧急切断阀最为常用，其功能要求为，①闭合时，能将介质控制在罐体独立仓内部，且无泄漏。②打开时，允许介质流进罐体独立仓实现装料作业，允许介质从罐体流进流体管道进行卸料作业。③在解除外力驱动时紧急切断阀能自动关闭，或手动复位。当紧急切断阀的自动驱动装置无法使用时，应能用辅助方式打开紧急切断阀。结构安全设计要求为，当紧急切断阀外部发生碰撞等意外损坏时，其设计的剪式结构（剪切槽设计）应保证留在罐体独立仓包裹范围之内的密封机构完好无损。近年来，根据安全事故与用户使用需求反馈情况，新增了的功能要求包括，紧急切断阀的驱动装置应能连接远程控制系统，当发生意外状况时，远程控制系统能正常关闭紧急切断阀。

槽罐车紧急切断阀主要指标常用的中国标准与欧洲标准技术差异比较见表1。整体看中国标准比欧洲标准的技术指标严格，欧洲标准由制造厂选择与确定的技术指标较多。

表1 槽罐车紧急切断阀国内外标准技术差异分析

3.2 技术内容对比分析

GB/T 22653—2008规定的紧急切断阀主要用于液化气体设备，从标准给出的紧急切断阀典型结构来看，其使用工况除了站场与管道上外，其他工况均有过流特性和无切断槽结构。

HG/T 3912—2006与QC/T 932—2018相比，紧急切断阀产品结构相似且有切断槽设计，但前者无切断槽破裂或变形试验要求。前者的使用介质范围较广、紧急切断时间较长、承压件为常用材质（除碳素钢、不锈钢外，包含铜合金）制造，后者的温度范围、公称压力、公称尺寸等范围更大，承压件材质还包含了铝合金，并对钢制和铝合金产品的性能（如操作寿命、阀体壁厚、剪切槽结构）等做了详细的区别与规定。

QC/T 932—2018与EN 13308—2002及 EN 13316—2002相比，3个标准规定的铝合金阀体产品特性较为相似，适用介质（均不包括毒害品）、产品结构基本一致，均有切断槽设计要求（用于保证在紧急切断阀阀体发生碰撞等意外损坏情况下，突然破裂脱离时，留在罐体独立仓包裹范围之内的密封机构完好无损，避免泄漏造成燃爆等事故）。QC/T 932—2018规定的钢制产品以及阀体壁厚等指标，在EN 13308—2002及EN 13316—2002标准中均未述及。QC/T 932—2018包括压力平衡式与非压力平衡式结构产品，而EN 13308—2002中仅规定了非压力平衡式，EN 13316—2002中仅规定了压力平衡式结构。EN 13316—2002规定紧急切断时间较 QC/T 932—2018更为严格。

EN 14433—2014是对 EN 13308—2002和EN 13316—2002的补充，三者基本构成适用温度范围-40～200℃的槽罐车紧急切断阀常用欧洲标准体系（低温工况用见EN 13175—2014）。此外，EN 14433—2014规定了承压件材料断裂延伸率大于等于12%的要求，换言之其承压件材质根据使用工况不同应为不锈钢、碳钢、铜合金（液氨除外）等，一般不选用压铸铝合金。

通过EN 14433—2014与QC/T 932—2018关于紧急切断阀切断槽破裂试验的比较发现，EN 14433—2014与QC/T 932—2018规定的钢制产品较为相似，前者不适用于铝合金产品。QC/T 932—2018规定的外力1 000 J使切断槽断裂脱离阀体的试验方法主要适用于铝合金阀体，而不完全适用于采用碳钢、不锈钢、铜合金等承压件材料（断裂延伸率大于等于12%）作为阀体的紧急切断阀。铝合金材质多数为脆性材质，紧急切断阀剪切槽（应力集中处）在不大于1 000 J冲击载荷下断裂脱离的破坏较为常见。一般钢制紧急切断阀阀体材料的断裂延伸率大于等于12%，属于韧性断裂，破裂安全性试验采用EN 14433—2014规定的破裂脱离或管接端部分变形后与水平线的夹角大于30°，更为科学合理。由于国内钢制紧急切断阀产品开发较晚，目前国内无该产品破裂安全性检测装置，上述分析对其推力变形破裂装置（首台套）的开发提供了科学思路。

QC/T 932—2018规定的操作寿命指标中，铝合金产品与EN 13308—2002及EN 13316—2002基本一致，钢制产品与EN 14433—2014基本一致。而QC/T 932—2018更加明确细化了铝合金和钢制材质以及产品结构特性与区别，有助于提高产品科学选型与可靠性。

4 结语

近年来道路运输危险液体物品发生燃爆事故的槽罐车中，多数未加装紧急切断阀或加装了选型/结构不当产品等使未达到紧急切断安全保护的作用。国内槽罐车紧急切断阀的标准体系不完善、起步较晚，安全认证与法规不健全等是制约该产品质量与安全性能提升的主要因素之一。文中指出了各标准中关键技术指标的区别与限制，为该产品的质量与安全提升提供科学依据，可为科学应对技术性贸易问题提供支持，为该类产品的标准体系完善起到规范产品特性、减少道路运输危险液体的槽罐车安全事故发生的指导作用奠定基础。