汽車用壓縮天然氣鋼瓶檢驗及缺陷評定分析范本

汽車用壓縮天然氣鋼瓶檢驗及缺陷評定分析范本摘要：概述了汽車用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗的重要性和檢驗工藝流程，介紹了鋼瓶檢驗質(zhì)量控制要點(diǎn)、鋼瓶判廢情況及檢出缺陷評定分析，并對標(biāo)準(zhǔn)實施過程中存在的問題提出探討。

關(guān)鍵詞：壓縮天然氣；CNG；鋼瓶；檢驗；評定

1汽車用CNG鋼瓶

四川有著豐富的天然氣資源，十多年來在使用壓縮天然氣作為汽車的清潔能源方面有了很大的發(fā)展，現(xiàn)已有十多萬輛公交車、出租車在使用壓縮天然氣，并不斷發(fā)展的勢頭。

天然氣在常溫下是氣態(tài)，儲存和運(yùn)輸不便。將天然氣在常溫下加壓至于20MPa、壓縮儲存在鋼質(zhì)氣瓶內(nèi)，成為壓縮天然氣(簡稱CNG)，作為汽車燃料。盛裝壓縮天然氣的鋼瓶稱為壓縮天然氣鋼瓶(簡稱CNG鋼瓶)，壓縮天然氣鋼瓶安裝在汽車上則稱為汽車用壓縮天然氣鋼瓶(簡稱汽車用CNG鋼瓶)。根據(jù)GBl7258-《汽車用壓縮天然氣鋼瓶》CNG車用鋼瓶常用規(guī)格型號有CNP20-50-229、CNP—70—273、CNP20—90—335等幾種。(規(guī)格型號說明，例如CNP20—50—229鋼瓶：CNP—壓縮天然氣鋼瓶，20—工作壓力20MPa，50—容積50L，229—瓶體外直徑229mm。)

2汽車用CNG鋼瓶定期檢驗

2.1汽車用CNG鋼瓶定期檢驗的重要性

汽車用CNG鋼瓶工作壓力為20MPa，安裝在出租車的尾部或公交車的底部，汽車在公路上行駛，鋼瓶使用狀況繁雜多變，使用一定時間后鋼瓶內(nèi)、外表面造成一定的損傷，因此必須對鋼瓶進(jìn)行定期檢驗，CNG鋼瓶檢驗的標(biāo)準(zhǔn)為GB19533-2004《汽車用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗與評定》。適用于按GBl7258設(shè)計制造的公稱工作壓力16～20MPa，容積30～120L的CNG鋼瓶。

2.2CNG鋼瓶定期檢驗的資質(zhì)條件

根據(jù)《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，承擔(dān)氣瓶定期檢驗的單位應(yīng)符合相應(yīng)的條件，包括具有相應(yīng)的特種設(shè)備檢驗檢測機(jī)構(gòu)核準(zhǔn)資格證書，從事定期檢驗工

作的人員，須經(jīng)考核并獲得相應(yīng)的資格證書等內(nèi)容。

2.3CNG鋼瓶檢驗質(zhì)量控制要點(diǎn)

按照TSGZ7003-2004《特種設(shè)備檢驗檢測機(jī)構(gòu)質(zhì)量保證體系》相關(guān)要求，檢測單位應(yīng)有健全的CNG鋼瓶檢驗質(zhì)量體系，建立各級質(zhì)量管理責(zé)任制，編制CNG鋼瓶檢驗質(zhì)量手冊，及各檢驗工序有作業(yè)指導(dǎo)書；鋼瓶檢驗的主要工序和關(guān)鍵工序如內(nèi)外觀檢驗、超聲波測厚、磁粉探傷、內(nèi)窺鏡檢查、容積測量、水壓試驗設(shè)立控制點(diǎn)，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)把關(guān)；主要工序的檢驗人員應(yīng)持證上崗；每個工序應(yīng)有記錄見證資料，檢驗結(jié)果應(yīng)具有可追溯性。

3CNG鋼瓶檢驗工藝流程

按照GB19533-2004標(biāo)準(zhǔn)的要求，CNG鋼瓶檢驗的工藝流程見圖1。

4CNG鋼瓶報廢的主要表現(xiàn)

從20xx年至今，我公司檢測了各種CNG鋼瓶累計5萬只，造成CNG鋼瓶報廢主要原因為：

(1)使用期超過5年的出租車用鋼瓶及使用期超過10年的其他車輛用CNG鋼瓶，按報廢處理；

(2)測厚壁厚小于設(shè)計壁厚；

(3)表面損傷、腐蝕、凹陷、鼓包超標(biāo)；

(4)有表面裂紋；

(5)水壓試驗殘余變形率超標(biāo)；

(6)其他情況判廢。

一般CNG車用鋼瓶報廢率約6%。

5缺陷評定分析

按照GBl9533—2004標(biāo)準(zhǔn)檢驗CNG鋼瓶，對檢出的缺陷應(yīng)進(jìn)行有效的評定，作為是報廢的依據(jù)。

檢驗內(nèi)容包括如下7項：

(1)超聲波測厚(圖2)

瓶體實測厚度以不小于設(shè)計厚度為合格，小于設(shè)計厚度報廢。要求超波測厚儀應(yīng)有較高的精度并定期校驗。超聲波測厚時，對于沖撥鋼瓶不能僅限于規(guī)定的12個測點(diǎn)，應(yīng)增大測量點(diǎn)，特是瓶肩和瓶體的過渡部位，此處達(dá)不到設(shè)計厚度較多，占壁厚達(dá)不到要求而報廢的CNG氣瓶總量的40%。

(2)磁粉探傷(圖3)

檢驗的裂紋主要集中在瓶肩和鋼瓶與支架的接合部，瓶體上的裂紋方向基本與沖撥方向平行，瓶體出現(xiàn)裂紋占檢驗量的1.5%；瓶肩上出現(xiàn)裂紋較多，占檢驗量的10.8%，這種情況主要以沖撥方式生產(chǎn)的CNG鋼瓶較多。

對磁粉探傷檢出裂紋進(jìn)行修磨，需進(jìn)行磁粉探傷復(fù)驗，無裂紋且厚度大于設(shè)計壁厚為合格；仍有裂紋或修磨后壁厚達(dá)不到設(shè)計壁厚的CNG氣瓶按報廢處理，約占總檢驗量的2.2%。(3)水壓試驗及殘余變形率的測定(圖4)

按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定殘余變形率超過10%報廢，檢測中很少發(fā)現(xiàn)殘余變形率超標(biāo)的情況。

一般采用內(nèi)測法測定CNG氣瓶的殘余變形率，將CNG氣瓶的殘余變形指標(biāo)調(diào)整到3%，報廢的CNG氣瓶占0.09%。

(4)鋼瓶表面損傷(圖5)

①鋼瓶固定處表面損傷，原因是安裝用鋼帶和緊固螺栓使用不當(dāng)與鋼瓶長期摩擦所致。

②CNG鋼瓶安裝在公交車底部，鋼瓶離地面比較近，遇到不平路面，與路面發(fā)生磨擦而造成鋼瓶表面損傷。

當(dāng)瓶體凹陷深度超過1.5mm或大于凹陷短徑l/35，鋼瓶按報廢處理。因外表面損傷而報廢的CNG氣瓶占檢驗量的1.8%。

(5)鋼瓶外表面腐蝕檢測(圖6)

CNG鋼瓶安裝在公交車底部，行駛時泥水濺到鋼瓶表面長時間鋼瓶的外表面會產(chǎn)生較大面積的磨蝕。因外表面腐蝕而報廢的CNG鋼瓶占占檢驗量的1.2%。

(6)鋼瓶內(nèi)部腐蝕檢測(圖7)

用內(nèi)窺鏡檢查，少數(shù)鋼瓶內(nèi)部存有油和水，出現(xiàn)局部腐蝕。供氣單位對車用天然氣中的硫化氫含量控制很嚴(yán)，而對CO?一般未加控制，可能造成內(nèi)壁局部腐蝕。

(7)氣密性試驗

氣密性試驗以發(fā)現(xiàn)閥門損傷或鋼瓶體裂紋。為安全起見，鋼瓶檢驗時應(yīng)將原有瓶閥全部更換成新閥。

6結(jié)語

按照GB19533—2004標(biāo)準(zhǔn)實施CNG鋼瓶檢驗，有些問題需要探討：

(1)CNG鋼瓶的報廢年限較短，一般僅5年或10年，起始時間以鋼瓶的出廠日期還是以鋼瓶的安裝日期計算呢?如以鋼瓶的出廠日期計算，用戶鋼瓶用不到5年或10年；如以鋼瓶的安裝日期計算，由于管理未到位，可能是使用過的舊瓶甚至是報廢鋼瓶，也可能是放置多年未用過的新瓶。曾發(fā)現(xiàn)年生產(chǎn)的鋼瓶放置到20xx年后才安裝使用的情況。

(2)GBl9533—2004定檢標(biāo)準(zhǔn)將鋼瓶剩余壁厚指標(biāo)由小于設(shè)計壁厚的90%調(diào)高至小于設(shè)計壁厚，對年以前未按GBl7258生產(chǎn)的CNG鋼瓶來說報廢率則大大提高，有的廠家生產(chǎn)的鋼瓶由于抗拉強(qiáng)度較高，出廠時鋼瓶的剩余壁厚往往小于設(shè)計壁厚而又大于設(shè)計壁厚的90%，在成都地區(qū)有這類CNG鋼瓶近1000只，如按報廢處理，用戶也會有很大意見。

(3)鋼瓶內(nèi)有腐蝕主要由于天然氣中的CO?與水結(jié)合的電化學(xué)腐蝕。天然氣對H?S含量控制嚴(yán)格，但對CO?和水含量控制較寬，這對CNG鋼瓶和以后將會使用的鋁內(nèi)膽復(fù)合氣瓶的安全使用會帶來隱患。

(4)目前用戶普遍反映CNG鋼瓶的檢驗時間長。造成原因是GB/T9251—《氣瓶水壓試驗方法》第7.3條規(guī)定：“對于定期檢驗的待試瓶，用水槽中的試驗用水將其注滿后應(yīng)在試驗裝置的室內(nèi)靜置8h以上?！?/p>

目前CNG鋼瓶無論是從材料還是從加工工藝上來說都優(yōu)于普通工業(yè)氣體用無縫鋼瓶；建議在提高殘余變形