第六章 气瓶与移动压力容器
6.1 气瓶种类、结构与技术参数
气瓶定义——是一种经常搬动的非固定式容器,公称容积不大以1000L ,用于盛装气体、液化气体和标准沸点等于或低于60℃液体的可重复性充装的移动性压力容器。
6.1.1气瓶监察规程
目前与气瓶及移动容器有关的安全监察规程有:
《溶解乙炔气瓶安全监察规程》
《气瓶安全监察规程》
《车用气瓶安全技术监察规程》
《移动式压力容器安全技术监察规程》
各监察规程适用范围:
①《溶解乙炔气瓶安全监察规程》适用范围——主要指盛装的乙炔溶解在丙酮中或其他吸附材料中
的气瓶。
②《气瓶安全监察规程》适用范围——在正常环境温度
(-40~60℃)下使用,公称工作压力在1.0 ~30MPa (表压) 、公称容积在0.4 ~3000L 、盛装永
久气体、液化气体或混合气体的无缝、焊接和特种气瓶。
③《车用气瓶安全技术监察规程》适用范围——用于环境温度在-40℃ ~ 60℃ 使用的、盛装公称
工作压力大于或等于0.2MPa(表压) ,且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa ·L 的气体燃料、液化气体燃料的车用气瓶。
管辖燃料电池车辆上气瓶、使用气体燃料车辆上的气瓶,车辆带着燃料气瓶到处跑 。
④《移动式压力容器安全技术监察规程》适用范围——指由单个(或者多个)压力容器罐体(或者
瓶体)与走行装置(或者无动力半挂行走机构、定型汽车底盘、框架等)等部件组成,并且采用永久性连接(不能拆除单独用),适用于铁路、公路、水路运输或者这些方式联运的运输装备。
移动式压力容器包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等产品
本规程适用于同时具备下列条件的移动式压力容器
(1)具有装卸介质功能,并参与铁路、公路或者水路商业运营
(2)罐体工作压力大于或者等于0.1MPa
(3)罐体容积大于或者等于500L
(4)装运介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点
6.1.2 气瓶分类
1、按结构分类
气瓶分无缝气瓶、焊接气瓶和特种气瓶
(1)无缝气瓶——用于充装养、氮空气等永久气体及乙烷、二氧化碳等高压液化气体。由整钢锭冲
拔成型,无缝。
我国无缝气瓶规程容积范围为0.4~80L ;
用于集装拖车或储能器使用的长气瓶(3.5 ~7米,进口长管拖车气瓶12米),容积1300 ~2600L 。
(2)焊接气瓶——由钢板充压、卷焊成型,有缝;用于充装液氨、液氯、液化石油气等低压液化气
体和溶解乙炔气体。
(3)特种气瓶——包括车用气瓶、低温绝热气瓶和非重复充装气瓶。代表性有灭火CO 2气瓶、呼吸
器与救护器气瓶、车用气瓶、纤维缠绕气瓶。
2、按充装压力分类
按公称工作压力或水压试验压力将气瓶分为高压气瓶和低压气瓶。
高压气瓶——公称工作压力≥8MPa (水压试验≥12MPa )的气瓶。
低压气瓶——公称工作压力<8MPa (水压试验<12MPa )的气瓶。
3、按充装介质分类
按充装介质状态分永久气体气瓶、液化气体气瓶和溶解气体气瓶
(1)永久气体气瓶——指充装临界温度低于-10℃的永久气体,在工作状态介质永远是气体,如氢
气、氧气、空气、氮气等;气瓶充装压力高。
(2)液化气体气瓶——充装临界温度≥-10℃、且≤70 ℃高压液化气体和临界温度高于70 ℃的低
压液化气体气瓶;充装后气瓶内介质为液体。
如乙烯、乙烷、二氧化碳等充装压力高于8MPa ,是高压液化气瓶;对装硫化氢、氨、液化石
油气等,充装压力不高于8MPa ,是低压液化气瓶。
(3)溶解乙炔气瓶——钢瓶内装有多孔填料和丙酮,可重复充装乙炔气的气瓶
4、按制造方法分类
(1)冲拔拉伸气瓶——用整块钢锭为原料,加热冲孔成杯形(一端敞口,另一端封闭),再经拉
拔和收口,制成气瓶,无缝气瓶制造方法。
(2)钢管收口气瓶——用钢锭充孔拉拔成圆筒形,或以无缝钢管,经热旋压收口成气瓶。
(3)焊接气瓶——以钢板为原料,经充压卷焊成瓶体。
(4)缠绕式气瓶——用高强度纤维或钢丝作为加强层缠绕在筒体外部,提高筒体强度。筒体承压
强度主要依靠缠绕的外层,内筒起密封作用。
气瓶具有良好的绝热性能、重量轻,一般小型气瓶居多,多用于盛装压缩气体,供消防、
毒区或缺氧区域作业人员随身背挎,并配面罩使用。
5、按材质分
制造气瓶材料有钢材、铝合金及复合材料;
(1)钢制气瓶——其瓶体材料及缠绕式气瓶的内胆是钢制,材料必须是电炉或氧气转炉冶炼的镇静
钢。
制造无缝气瓶材料为锰钢、铬钼钢或其他合金钢;瓶体材料必须具有良好塑性和焊接性
能。寒冷地区用瓶体材料应有良好低温冲击韧性。
(2)铝合金气瓶——气瓶瓶体及缠绕气瓶内胆是铝合金材料,应具有良好抗晶间。
铝瓶可用合金铝、合金挤压棒、合金铸锭
(3)复合材料气瓶——有金属内胆和外层复合材料构成。内胆为铝或钢材,外层为玻璃纤维或碳纤
维。优点重量轻、强度高、耐腐蚀、寿命长。
6.1.3 气瓶典型结构
1、无缝气瓶结构类型
无缝气瓶有五种,最常见有凹形底和凸形带底座结构。
凹形底无缝气瓶:用钢锭加热冲压出凹形底封头——再经拉拔制成敞口瓶胎——再在专用机床旋压
或挤压缩口成形,制成带颈的球形瓶肩。
收口处加工锥形螺纹,装配瓶阀。凹形底气瓶没有底座。
凸形带底座气瓶——由无缝钢管制成,两端凸形封头是将钢管加热后在专用设备上旋压或挤压形成。
2、焊接气瓶
焊接气瓶有三件组装和两件组装两种结构;
(1)三件组装型式——典型是液化石油气气瓶,由两个封头、一个筒体组成。筒体卷焊形成,封头
(椭圆、蝶形或半圆形)热压成形。
上、下封头焊有底座和护罩。
(2)两件式气瓶
由上下两个封头组成,
中间一道环焊缝。
6.1.4 气瓶技术参数
1、气瓶的公称工作压力
与气瓶盛装介质有关,各类气瓶公称工作压力系列:
高压系列——公称工作压力:30MPa ,20MPa ,15MPa ,12.5MPa ,8MPa ;水压试验为公称工作
压力的1.5倍。
低压系列——公称工作压力:5MPa , 3MPa , 2MPa ,1MPa;
水压试验压力为公称工作压力的1.5倍。
①对永久气体,在20℃时最高充气压力不得超过公称工作压力;
②对盛装液化气体,在60 ℃时瓶内气体最高饱和蒸气压不得超过公称工作压力;
③对盛装溶解乙炔气气瓶,在充装量下, 60 ℃时瓶内瓶内乙炔气压力不得超过公称工作压力
④不同介质气瓶,公称工作压力不同。
2、气瓶容积与直径
气瓶容积12升及以下为小容积气瓶;
12升以上至100升(含100升)为中容积;
100升以上大容积;
钢制无缝气瓶40升最常用。
6.1.5气瓶附件
气瓶附件包括:
——安全附件(爆破片、安全阀、易熔塞);
——锥形外螺纹瓶阀,铜或钢制,放气用,为气瓶专用件
——阀帽,用于保护瓶阀;
——防震圈,在瓶体上部和下部各一个,橡胶或塑料制造,防止气瓶滚动或振动相互相互撞击。
6.2 气瓶充装、运输与储存
6.2.1 气瓶的安全充装
气瓶内压随温度升高而增大,充装超量、受热或同一气瓶混装两种气体或液体是气瓶发生
破坏主要原因。
混装——将两种可能发生化学反应物质混装——导致化学爆炸
超量充装——气瓶发生爆炸事故,主要发生在低压液化气瓶—
—由环境温度升高、太阳曝晒或火灾烘烤——内部压力——爆炸
6.2.2 气瓶充质量控制
气瓶充装量——气瓶在单位容积内允许充装气体或液化气体的最大质量,由气瓶许用压力和最高试
验温度确定;
必须保证充装气体或液化气体在最高使用温度下,压力不超过气瓶许用压力
我国规定:国产永久气瓶许用压力——为水压试验的0.8倍
气瓶最高使用温度——指充装气体后可能达到的最高温度,国内气瓶最高试验温度60℃。
1、永久气体充装量
(1)充装量确定
充装量确定原则——在基准温度20℃下充气压力不超过公称工作压力,在最高允许使用温度60℃
下,瓶内压力不超过气瓶许用压力。
国产气瓶在不同充装温度下、不同介质允许的充装压力,应查标准中规定,见书表8-5。
表8-5中未注明的其他气体(包括混合气体),最高允许充装压力可按下式计算:
充装压力P ≤
P 0——气瓶许用压力(绝压),MPa
T 0——气瓶最高试验温度
T ——气瓶充装温度,K
(2)充装温度
——为气体充装结束后,瓶内气体实际温度。
充装温度不是充气时环境温度,根据经验和实际情况,按两种方法确定:
a 、在一定充气速度下,取压气机出口、靠近储罐内气体实测温度;
b 、取充气间环境温度加上充气温差;
充气温差——测温试验时实测气瓶充装温度与失稳之差。
2、液化气体充装量
液化气体充装量——以充装介质质量来计量;
中低压液化气体与高压液化气体的充装量确定方法不一样。
• 低压液化气体——临界温度t c >70℃的液化气体;常见有:氨(tc =132.4℃ ) 、氯(tc =144℃ )
等。
临界温度——指无法通过加压方法进行液化的温度。如果介质温度低于其临界温度,则可加压液化。
低压液化气体的临界温度均高于气瓶的最高允许工作温度(60℃)
a 、低压液化气体充装不超量
在充装、储存、运输和使用过程相态不变化,为气、液两项并
存,为饱和液体和饱和蒸汽,瓶内压力随温度变化,始终等于
介质在该温度下的饱和蒸气压——处于安全范围
b 、充装超量
气瓶内充满液体,没有气体,则环境温度变化,液体膨胀没有空间膨胀,瓶内压力会急剧升高,
造成气瓶爆破。
低压液化气体充装要求:
充装量必须按规定,必须留有足够气相空间;保证即使在最高使用温度下,也不发生液相膨胀至
瓶内满瓶。
气瓶充装量——用充装系数衡量
充装系数——指单位容积内充装液化气体的质量;
允许充装量规定:充装系数不大于所充装介质在气瓶最高允许使用温度下的液体密度,即不大于60℃
的介质密度。还要有一定裕度。
低压液化气体充装系数确定原则:
①充装系数不大于介质在最高气瓶使用温度下液体密度的97%;在60 ℃至少有3%的气相空间,内
部压力与该温度的气体饱和蒸气压相等。
②在温度高于气瓶最高使用温度5 ℃时,气瓶不满液。
充装时可能气体或液体,随压力增加,部分气体变为液体。
各种低压液化介质充装系数按表8-6,也可按公式计算:
F r ——低压液化气体充装系数,kg/L
ρ——低压液化气体在气瓶最高使用温度下的液体密度,kg/L;
C ——液体密度的最大负偏差,%。
(2)高压液化气体
又称低临界温度液化气体,临界温度t c ≤70℃液化气体,如乙烯( t c =12℃) 、二氧化碳( t c =31℃)
充装温度低于临界温度,充装压力高,以液态充装,气瓶内气液并存,以液体为主。
在储存、运输、使用过程中,当环境温度高于介质临界温度,则介质完全汽化,内部压力迅速升高,
高于饱和蒸气压。
高压液化气体与永久气体一样,必须保证瓶内气体在气瓶最高允许使用温度下所达到的压力不超过
气瓶许用压力
永久气体——以充装终止温度和和压力计量
高压液化气体——充装是液体,以单位容积容纳液化气体质量确定,以充装系数确定。
高压液化气体充装系数确定原则:
①瓶内气体在最高使用温度下所达到的压力不超过气瓶许用压力。
②温度高于气瓶最高使用5℃时, 瓶内气体压力不超过气瓶许用压力的20%。
高压气瓶充装系数按书:表8-8
其他高压气体或混合气体组成的高压气体充装系数计算:
F r ——高压气体充装系数,千克/升;
P ——气瓶许用压力,取公称工作压力,MPa ;
M ——气体分子量;
T ——气瓶最高使用温度,333K ;
Z ——气体在压力p 、温度T 的压缩系数
-33R ——气体常数,R=8.314×10MPa.m /(kmol.K)
(3) 乙炔气瓶的充装
乙炔化学性质不稳定,在高压下容易发生聚合或分解
乙炔气体不能单纯压缩充装——加压1个大气压以上,即使没有助燃剂,会发生爆炸;
不能液化充装——加压液化充装,碰撞或振动,易发生爆炸;
乙炔气只能采用溶剂溶解方法装瓶——溶剂为丙酮,具有乙炔溶解量大,化学稳定,价格低;
乙炔瓶内装有多孔填料(硅酸盐),丙酮在孔隙中,利用填料的微孔分散溶剂中的乙炔,防止乙
炔聚合与分解,而发生爆炸。
乙炔瓶充装压力不得大于2.5MPa
3、对充装气瓶基本要求
充装前仔细检验每一只气瓶,发现如下问题,及时处理,严禁充装。
①钢印标记、颜色标记不符合规定,对瓶内介质不清楚;
②附件损坏、不全或不符合规定;
③瓶内无剩余压力
④超过检验期限
⑤外观有损伤,需要进一步检验;
⑥氧化或强氧化气瓶,有油脂的;
⑦易燃易爆气体气瓶首次充装或检验后首次充装,未经置换或抽真空。
4、充装操作要求
(1)永久气体充装操作要求
①确认气瓶经过检验合格,在检验期内;
②用卡子代替螺纹连接进行充装,必须检查确认气瓶出气口螺纹与所装气体规定的螺纹形式相符; ③开启瓶阀应缓慢操作,注意监听瓶内有无异常响声;
④充装可燃气体,禁止用金属器具敲击瓶阀或管道;
⑤在达到充装压力三分之一前,逐只检查轻体温度是否大致相同,瓶阀密封是否良好;
3⑥充气速度不大于8Nm /h,充装时间不小于30分钟。
⑦多个气瓶组合充装,当压力达到充装压力10%时,不得再插入气瓶。
(2)充装液化气体注意事项
①对充装质量逐瓶复验,防止超量充装;
②充装设备应准确,并应按规定定期校验,最大量程为常用称量的1.5~3倍;
每次都应对计量设备校定,计量设备必须设置超量报警和自动切断气源装置;
③严禁从液化石油气储罐或罐车直接向气瓶内充装,不允许瓶对瓶直接倒气;
④充装后逐只检验气瓶,发现泄漏或其他异常现象,应妥善处理。
(3)充装乙炔气注意事项
3①严格控制充装速度,每升气瓶 、每小时充装体积不超过0.015m
②乙炔瓶充装时瓶体温度不超过40℃,充装时可用自来水喷淋冷却,防止乙炔温度高产生分解反应; ③乙炔瓶充装一般分两次,两次间隔时间不少于8小时;
④任何情况乙炔瓶充装压力不大于2.5MPa ;
⑤充装中每小时检查一次气瓶各部位有无漏气;
⑥因故中断充装,如在继续充装,必须保证主管道内乙炔气压力不小于瓶内压力,才可以开阀。
4 对气瓶充装单位要求
①气瓶充装单位必须在省级质量技术监督部门锅炉压力容器安全监察机构注册登记;
②充装单位应符合充装站安全技术条件国家标准要求,执行气瓶充装规定,保证不错装、不超装和
充装重量可追踪;
③充装单位必须对充装人员和充装前检验人员进行气体性质、气瓶基本知识、潜在危险及应急处理
措施等内容培训
④气瓶实行固定单位充装制度,充装单位只充装自有气瓶或托管气瓶,不得为其他单位和个人充装
气瓶(车用气瓶除外);
⑤无制造许可证单位制造的气瓶和未经安全监察机构批准认可的进口气瓶不得充装,严禁充装超期
未检气瓶;
⑥充装单位必须在每只充气气瓶粘贴符合国家标准GB16804《气瓶警示标签》的警示标签和充装标
签。
6.2.3 气瓶使用
①专瓶专用,不得私自改装其他气体,不得更改钢印和颜色标记;
②气瓶使用时应立放,放置地点不得靠近热源与明火。装易聚合或分解气体,不得靠近放射源; ③气瓶在夏季,不得暴晒、雨淋和水浸;
④气瓶阀门冻结时,用温度不高于40℃温水浸泡的清洁布包裹瓶阀解冻,严禁用40 ℃以上热源对
气瓶加热;
⑤不得敲击、碰撞气瓶,严禁在气瓶上进行电焊引弧;
⑥除空气气瓶外,气瓶内气体不得用尽,必须留有剩压,不小于0.05MPa ,防止外面空气进入。 ⑦对可能出现回流情况,设备上必须有防倒灌装置,如单向阀、止回阀等
⑧石油液化气气瓶,严禁将瓶内液化汽向其他请内倒装,也不能自行处理残液;
⑨对在用气瓶不得对瓶体进行挖补焊接;
⑩气瓶应用小车运送,严禁滚、抛、滑、翻。在工地上应将气瓶放在专用车上或固定使用;
⑾使用氧气瓶或氧化剂气瓶,操作者必须检验双手、手套、工具、减压阀、瓶体等是否有油,凡有
油的必须脱脂清洗干净;
⑿安装减压阀或回流导管应检查卡箍或连接螺母的螺纹,避免工作中脱开,气瓶连接件必须专用,
严禁混用;各
⒀开启或关闭瓶阀,应用手或专用扳手缓慢打开,严禁用锤子、管钳、长柄螺纹扳手,防止损坏阀
或过猛产生摩擦热和静电火花;
⒁发现瓶阀漏气,或放不出来或存在其他缺陷,有应将阀关闭送交气体充装站处理,不得自己维修。
6.2.4 气瓶运输
气瓶运输单位必须建立安全运输管理制度和安全操作规程,对运输和装卸人员进行培训
和安全教育。气瓶运输要求如下:
①运输车辆或其他工具必须有明显安全标志,应取运输许可证;
②气瓶装卸必须配有阀帽、防振圈,轻装轻卸,严禁滚、抛、滑、碰;
③吊装气瓶,必须将瓶子放在吊框或吊笼中不得用绳索捆绑吊装,防止滑落;
④不能同车装气体接触能发生燃烧、爆炸、毒性的气瓶;
⑤气瓶车辆运输,气瓶应固定。车厢高度应高于气瓶总高2/3;卧放时,瓶阀应朝一端,码垛不得超过
5层,总高不得超过车厢
⑥夏季运输应有遮阳,防止暴晒;在城市繁华地区应避免白天运输;
⑦运输可燃介质气瓶,严禁烟火;运输工具上备有与瓶内相适应的灭火器材,运输有毒气体气瓶,
应备有防毒面具;
⑧运输气瓶车、船不得在繁华、人口密集的学校、剧场商场等附近停靠;车、船停靠时,车船上必
须留人;
⑨装液化汽气瓶运输距离严禁超50km ;
⑩运输工具上,不得人、瓶共厢,驾驶室内除驾驶员与押运人员,其他无关人员不得搭乘;
⑾禁止用叉车、翻斗车、铲车或自行车、摩托车运输气瓶,以保证气瓶运输中不窜动或从运输工具
上落下;
⑿气瓶运输应遵守危险品运输条例,运输企业应制定应急处理措施。
6.2.5 气瓶储存
1、气瓶储存要求
①气瓶应置于专用仓库内储存,气瓶仓库应符合《建筑设计防火规范》的有关规定;
②仓库内不得有地沟、暗道,严禁明火和其他热源,仓库应通风、干燥,避免阳光直射;
③盛装易起聚合反应或分解反应的气体气瓶,必须根据气体性质控制仓库最高温度,规定储存期限,
避开放射源;
④空瓶与充装瓶应分开放置,并有明显标志。毒气气瓶和瓶内气体相互接触能发生反应,引起爆炸、
燃烧、产生毒物气瓶,必须分室放置,附近设置防毒面具及灭火器材;
⑤气瓶放置应整齐,配好瓶帽;立放置时,应固定,防止倾倒;卧放置时,头部超同一方向。
2、气瓶储存入库前检查
①气瓶颜色、字样及其他标记是否与入库单据相符;
②安全附件是否完整,有无影响气瓶安全的缺陷,如瓶体变形、机械损伤或严重腐蚀;
③瓶阀有无泄漏、受损或型号不对;
④氧气瓶或氧化性气瓶瓶体及瓶阀是否粘上油脂。
发现问题用粉笔记录在瓶体上以便处理。
6.3 移动式压力容器
移动式压力容器监察规程——TSG0005-2011
移动式压力容器——包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等产品;
运输对象为最高工作压力≥0.1MPa ,设计温度不高于50℃的液化气体、低温液体,所用储运容器钢
制罐体。
按设计温度分三种:
①常温型——罐体裸式,设计温度-20℃<T ≤50℃
②低温式——罐体为堆积绝热式,设计温度-20℃≤T ≤70℃
③深冷式——罐体采用真空粉末绝热或真空多层绝热,设计温度-150 ℃
6.3.1常温液化气体汽车罐车
1、罐车结构
汽车罐车由——汽车和储液罐组成;
结构包括——承载行驶部分、储运容器、装卸部分与安全附件;
常见液化气体罐车为液氨罐车和液化石油气罐车。
主要零部件:
罐体——可承受一定内压的卧式圆筒形钢制焊接压力容器,满足在规定设计温度与设计压力下储运
液化气体安全可靠;
罐体上设置阀门——有液相与气相进出口阀门,放残阀,快速接头及装卸软管,阀门箱及手摇油泵
等,用于装卸作业;
罐体上设置安全附件——紧急切断装置、安全阀、压力表、液位计、温度计等,还设置消除静电及
消防器材;
罐体有——人孔(用于人进出),防波隔板(减小液体对罐体冲击),大型罐体有排污孔或排污阀
接管。
①固定式汽车罐车——储罐永久固定在载重汽车底盘上,汽车底盘与罐体成为一个整体;车辆运输
稳定,较高的安全行车速度。
②半挂式汽车罐车
又称拖挂式汽车罐车,将罐体固定在拖挂式汽车底盘上;利用汽车承载能力及拖挂性能,不受汽
车底盘影响,装在能力达,稳定性能好,但车身长,灵活性不足。
③活动式汽车罐车
把活动罐用可拆的结构固定在汽车车厢上,加配一些安全附件。一般用螺栓或钢索固定在
将罐体固定在卡车厢内,运输完毕,可将罐体拆下来,放到地面上使用,汽车也可从事其他运输工作。
2、汽车罐车设计要求
①罐体与底盘连接结构和固定装置牢固可靠,罐体纵向对称面与底盘纵向对称面重合。
②罐体为钢制焊接结构,纵、环焊缝及封头拼接焊缝必须为全焊透对接焊缝,不得有永久垫板;人
孔、接管、凸缘等角焊缝也应采用全焊透,结构设计满足GB150有关规定
③罐体上最少设置一个DN ≥400人孔和一个气相管和一根液相管;罐体内应设置防波板,板面积大于
罐体横截面40%,防止管内液体由于车辆运动、停止时产生前后冲击;防波板与罐体链接应
3牢固,防止脱落,每个防波段容积不大于3m
④低温型汽车罐体可以不设人孔和防波板,封头与同体焊接环焊缝可用永久垫板
⑤对易燃易爆、毒性为中度、高度介质的罐体,应设置符合安全要求的安全附件和阀门
⑥罐体表面颜色、色带、字色、字样和编制满足相应规定。
3、安全装置
常温液化气体汽车罐车的安全附件包括:
安全阀、爆破片、压力表、液面计、温度计、紧急切断装置和导静电装置等。
(1)安全阀
安全阀——必须是内置全启式安全阀,设置在汽车顶部气相空间上,弹簧应耐介质腐蚀;安全阀露
在罐体外高度不超过150mm ,并应加以保护。
开启压力可高于罐体设计压力,但不高于罐体设计压力的1.1倍,全开启压力不高于罐体设计压力1.2
倍,回座压力不低于开启压力的0.8倍。
罐体安全泄放量计算:
6.3.2 常温液化气体铁路罐车
铁路罐车——采用标准轨距的铁路运输液化气体的罐车,设计压力0.8-2.2MPa ,设计温度50℃,容
3积大于30m .
运输的液化气体有:
液氨、液氯、液态二氧化硫、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷、丁二烯及石油液化气。
6.3.3 低温液化气罐车
低温液化气体罐车——内部介质温度在123K (-148℃)以下,介质为永久气体的罐车(临界温度
低于-10℃为永久气体)
低温铁路罐车——常见有罐体工作压力不大于1.6MPa ,介质为液氮、液氧、液氢。
罐体为双层,内胆为不锈钢或铝合金,外壳为碳钢,采用真空粉末绝热层为多。
低温绝热——有非真空绝热和真空绝热两大类型。
非真空绝热:又称堆积绝热,在需绝热表面装填或包覆一定厚度绝热材料。
真空绝热:在内胆与外壳之间抽真空实现绝热;分为高真空绝热,真空多孔绝热,高真空多层绝热
等
6.3.4 长管拖车
长管拖车——又称集束气瓶拖车,有几只到十几只大型无缝气瓶组成的高压气体运输设备;各气瓶
之间用配管与阀门连接起来,配有安全装置、压力表和温度计。
气瓶设计压力在15-30MPa, 容积在500-26130L ,长度在5-12米。
国外:1960年,美国CPI 公司研制第一辆长管拖车,其形成完善设计标准,气瓶标准满足美国运输
部标准DOT-3AAX 或DOT-3T 的无缝气瓶。
国内:没有成熟的法规标准,长管拖车化为移动容器范围。
1、气瓶设计
美国设计规范:
DOT3AAX 气瓶——指水容积超过454L ,操作压力大于3.45MPa 的钢制无缝气瓶;
设计标准——美国联邦法规第49章(49CFR)17837节。
DOT-3T 气瓶——指水容积超过454L ,且操作压力大于12.4MPa 的钢制无缝气瓶;
设计标准为美国联邦法规第49章178.45节
两种气瓶壁厚设计公式:基于最大主应变的巴赫公式,最大主应力限制为:
DOT-3AAX ——σ1≤0.67 σb ,且≤482MPa
DOT-3T ——σ1≤0.67 σb ,且≤624MPa
最大主应变巴赫公式:
第二强度理论
单向拉伸许用主应变
气瓶为薄壁壳体,存在两项应力
第六章习题
1、气瓶及移动容器有关的安全监察规程有哪些
2、按结构分气瓶种类
3、移动式压力容器种类
第六章 气瓶与移动压力容器
6.1 气瓶种类、结构与技术参数
气瓶定义——是一种经常搬动的非固定式容器,公称容积不大以1000L ,用于盛装气体、液化气体和标准沸点等于或低于60℃液体的可重复性充装的移动性压力容器。
6.1.1气瓶监察规程
目前与气瓶及移动容器有关的安全监察规程有:
《溶解乙炔气瓶安全监察规程》
《气瓶安全监察规程》
《车用气瓶安全技术监察规程》
《移动式压力容器安全技术监察规程》
各监察规程适用范围:
①《溶解乙炔气瓶安全监察规程》适用范围——主要指盛装的乙炔溶解在丙酮中或其他吸附材料中
的气瓶。
②《气瓶安全监察规程》适用范围——在正常环境温度
(-40~60℃)下使用,公称工作压力在1.0 ~30MPa (表压) 、公称容积在0.4 ~3000L 、盛装永
久气体、液化气体或混合气体的无缝、焊接和特种气瓶。
③《车用气瓶安全技术监察规程》适用范围——用于环境温度在-40℃ ~ 60℃ 使用的、盛装公称
工作压力大于或等于0.2MPa(表压) ,且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa ·L 的气体燃料、液化气体燃料的车用气瓶。
管辖燃料电池车辆上气瓶、使用气体燃料车辆上的气瓶,车辆带着燃料气瓶到处跑 。
④《移动式压力容器安全技术监察规程》适用范围——指由单个(或者多个)压力容器罐体(或者
瓶体)与走行装置(或者无动力半挂行走机构、定型汽车底盘、框架等)等部件组成,并且采用永久性连接(不能拆除单独用),适用于铁路、公路、水路运输或者这些方式联运的运输装备。
移动式压力容器包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等产品
本规程适用于同时具备下列条件的移动式压力容器
(1)具有装卸介质功能,并参与铁路、公路或者水路商业运营
(2)罐体工作压力大于或者等于0.1MPa
(3)罐体容积大于或者等于500L
(4)装运介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点
6.1.2 气瓶分类
1、按结构分类
气瓶分无缝气瓶、焊接气瓶和特种气瓶
(1)无缝气瓶——用于充装养、氮空气等永久气体及乙烷、二氧化碳等高压液化气体。由整钢锭冲
拔成型,无缝。
我国无缝气瓶规程容积范围为0.4~80L ;
用于集装拖车或储能器使用的长气瓶(3.5 ~7米,进口长管拖车气瓶12米),容积1300 ~2600L 。
(2)焊接气瓶——由钢板充压、卷焊成型,有缝;用于充装液氨、液氯、液化石油气等低压液化气
体和溶解乙炔气体。
(3)特种气瓶——包括车用气瓶、低温绝热气瓶和非重复充装气瓶。代表性有灭火CO 2气瓶、呼吸
器与救护器气瓶、车用气瓶、纤维缠绕气瓶。
2、按充装压力分类
按公称工作压力或水压试验压力将气瓶分为高压气瓶和低压气瓶。
高压气瓶——公称工作压力≥8MPa (水压试验≥12MPa )的气瓶。
低压气瓶——公称工作压力<8MPa (水压试验<12MPa )的气瓶。
3、按充装介质分类
按充装介质状态分永久气体气瓶、液化气体气瓶和溶解气体气瓶
(1)永久气体气瓶——指充装临界温度低于-10℃的永久气体,在工作状态介质永远是气体,如氢
气、氧气、空气、氮气等;气瓶充装压力高。
(2)液化气体气瓶——充装临界温度≥-10℃、且≤70 ℃高压液化气体和临界温度高于70 ℃的低
压液化气体气瓶;充装后气瓶内介质为液体。
如乙烯、乙烷、二氧化碳等充装压力高于8MPa ,是高压液化气瓶;对装硫化氢、氨、液化石
油气等,充装压力不高于8MPa ,是低压液化气瓶。
(3)溶解乙炔气瓶——钢瓶内装有多孔填料和丙酮,可重复充装乙炔气的气瓶
4、按制造方法分类
(1)冲拔拉伸气瓶——用整块钢锭为原料,加热冲孔成杯形(一端敞口,另一端封闭),再经拉
拔和收口,制成气瓶,无缝气瓶制造方法。
(2)钢管收口气瓶——用钢锭充孔拉拔成圆筒形,或以无缝钢管,经热旋压收口成气瓶。
(3)焊接气瓶——以钢板为原料,经充压卷焊成瓶体。
(4)缠绕式气瓶——用高强度纤维或钢丝作为加强层缠绕在筒体外部,提高筒体强度。筒体承压
强度主要依靠缠绕的外层,内筒起密封作用。
气瓶具有良好的绝热性能、重量轻,一般小型气瓶居多,多用于盛装压缩气体,供消防、
毒区或缺氧区域作业人员随身背挎,并配面罩使用。
5、按材质分
制造气瓶材料有钢材、铝合金及复合材料;
(1)钢制气瓶——其瓶体材料及缠绕式气瓶的内胆是钢制,材料必须是电炉或氧气转炉冶炼的镇静
钢。
制造无缝气瓶材料为锰钢、铬钼钢或其他合金钢;瓶体材料必须具有良好塑性和焊接性
能。寒冷地区用瓶体材料应有良好低温冲击韧性。
(2)铝合金气瓶——气瓶瓶体及缠绕气瓶内胆是铝合金材料,应具有良好抗晶间。
铝瓶可用合金铝、合金挤压棒、合金铸锭
(3)复合材料气瓶——有金属内胆和外层复合材料构成。内胆为铝或钢材,外层为玻璃纤维或碳纤
维。优点重量轻、强度高、耐腐蚀、寿命长。
6.1.3 气瓶典型结构
1、无缝气瓶结构类型
无缝气瓶有五种,最常见有凹形底和凸形带底座结构。
凹形底无缝气瓶:用钢锭加热冲压出凹形底封头——再经拉拔制成敞口瓶胎——再在专用机床旋压
或挤压缩口成形,制成带颈的球形瓶肩。
收口处加工锥形螺纹,装配瓶阀。凹形底气瓶没有底座。
凸形带底座气瓶——由无缝钢管制成,两端凸形封头是将钢管加热后在专用设备上旋压或挤压形成。
2、焊接气瓶
焊接气瓶有三件组装和两件组装两种结构;
(1)三件组装型式——典型是液化石油气气瓶,由两个封头、一个筒体组成。筒体卷焊形成,封头
(椭圆、蝶形或半圆形)热压成形。
上、下封头焊有底座和护罩。
(2)两件式气瓶
由上下两个封头组成,
中间一道环焊缝。
6.1.4 气瓶技术参数
1、气瓶的公称工作压力
与气瓶盛装介质有关,各类气瓶公称工作压力系列:
高压系列——公称工作压力:30MPa ,20MPa ,15MPa ,12.5MPa ,8MPa ;水压试验为公称工作
压力的1.5倍。
低压系列——公称工作压力:5MPa , 3MPa , 2MPa ,1MPa;
水压试验压力为公称工作压力的1.5倍。
①对永久气体,在20℃时最高充气压力不得超过公称工作压力;
②对盛装液化气体,在60 ℃时瓶内气体最高饱和蒸气压不得超过公称工作压力;
③对盛装溶解乙炔气气瓶,在充装量下, 60 ℃时瓶内瓶内乙炔气压力不得超过公称工作压力
④不同介质气瓶,公称工作压力不同。
2、气瓶容积与直径
气瓶容积12升及以下为小容积气瓶;
12升以上至100升(含100升)为中容积;
100升以上大容积;
钢制无缝气瓶40升最常用。
6.1.5气瓶附件
气瓶附件包括:
——安全附件(爆破片、安全阀、易熔塞);
——锥形外螺纹瓶阀,铜或钢制,放气用,为气瓶专用件
——阀帽,用于保护瓶阀;
——防震圈,在瓶体上部和下部各一个,橡胶或塑料制造,防止气瓶滚动或振动相互相互撞击。
6.2 气瓶充装、运输与储存
6.2.1 气瓶的安全充装
气瓶内压随温度升高而增大,充装超量、受热或同一气瓶混装两种气体或液体是气瓶发生
破坏主要原因。
混装——将两种可能发生化学反应物质混装——导致化学爆炸
超量充装——气瓶发生爆炸事故,主要发生在低压液化气瓶—
—由环境温度升高、太阳曝晒或火灾烘烤——内部压力——爆炸
6.2.2 气瓶充质量控制
气瓶充装量——气瓶在单位容积内允许充装气体或液化气体的最大质量,由气瓶许用压力和最高试
验温度确定;
必须保证充装气体或液化气体在最高使用温度下,压力不超过气瓶许用压力
我国规定:国产永久气瓶许用压力——为水压试验的0.8倍
气瓶最高使用温度——指充装气体后可能达到的最高温度,国内气瓶最高试验温度60℃。
1、永久气体充装量
(1)充装量确定
充装量确定原则——在基准温度20℃下充气压力不超过公称工作压力,在最高允许使用温度60℃
下,瓶内压力不超过气瓶许用压力。
国产气瓶在不同充装温度下、不同介质允许的充装压力,应查标准中规定,见书表8-5。
表8-5中未注明的其他气体(包括混合气体),最高允许充装压力可按下式计算:
充装压力P ≤
P 0——气瓶许用压力(绝压),MPa
T 0——气瓶最高试验温度
T ——气瓶充装温度,K
(2)充装温度
——为气体充装结束后,瓶内气体实际温度。
充装温度不是充气时环境温度,根据经验和实际情况,按两种方法确定:
a 、在一定充气速度下,取压气机出口、靠近储罐内气体实测温度;
b 、取充气间环境温度加上充气温差;
充气温差——测温试验时实测气瓶充装温度与失稳之差。
2、液化气体充装量
液化气体充装量——以充装介质质量来计量;
中低压液化气体与高压液化气体的充装量确定方法不一样。
• 低压液化气体——临界温度t c >70℃的液化气体;常见有:氨(tc =132.4℃ ) 、氯(tc =144℃ )
等。
临界温度——指无法通过加压方法进行液化的温度。如果介质温度低于其临界温度,则可加压液化。
低压液化气体的临界温度均高于气瓶的最高允许工作温度(60℃)
a 、低压液化气体充装不超量
在充装、储存、运输和使用过程相态不变化,为气、液两项并
存,为饱和液体和饱和蒸汽,瓶内压力随温度变化,始终等于
介质在该温度下的饱和蒸气压——处于安全范围
b 、充装超量
气瓶内充满液体,没有气体,则环境温度变化,液体膨胀没有空间膨胀,瓶内压力会急剧升高,
造成气瓶爆破。
低压液化气体充装要求:
充装量必须按规定,必须留有足够气相空间;保证即使在最高使用温度下,也不发生液相膨胀至
瓶内满瓶。
气瓶充装量——用充装系数衡量
充装系数——指单位容积内充装液化气体的质量;
允许充装量规定:充装系数不大于所充装介质在气瓶最高允许使用温度下的液体密度,即不大于60℃
的介质密度。还要有一定裕度。
低压液化气体充装系数确定原则:
①充装系数不大于介质在最高气瓶使用温度下液体密度的97%;在60 ℃至少有3%的气相空间,内
部压力与该温度的气体饱和蒸气压相等。
②在温度高于气瓶最高使用温度5 ℃时,气瓶不满液。
充装时可能气体或液体,随压力增加,部分气体变为液体。
各种低压液化介质充装系数按表8-6,也可按公式计算:
F r ——低压液化气体充装系数,kg/L
ρ——低压液化气体在气瓶最高使用温度下的液体密度,kg/L;
C ——液体密度的最大负偏差,%。
(2)高压液化气体
又称低临界温度液化气体,临界温度t c ≤70℃液化气体,如乙烯( t c =12℃) 、二氧化碳( t c =31℃)
充装温度低于临界温度,充装压力高,以液态充装,气瓶内气液并存,以液体为主。
在储存、运输、使用过程中,当环境温度高于介质临界温度,则介质完全汽化,内部压力迅速升高,
高于饱和蒸气压。
高压液化气体与永久气体一样,必须保证瓶内气体在气瓶最高允许使用温度下所达到的压力不超过
气瓶许用压力
永久气体——以充装终止温度和和压力计量
高压液化气体——充装是液体,以单位容积容纳液化气体质量确定,以充装系数确定。
高压液化气体充装系数确定原则:
①瓶内气体在最高使用温度下所达到的压力不超过气瓶许用压力。
②温度高于气瓶最高使用5℃时, 瓶内气体压力不超过气瓶许用压力的20%。
高压气瓶充装系数按书:表8-8
其他高压气体或混合气体组成的高压气体充装系数计算:
F r ——高压气体充装系数,千克/升;
P ——气瓶许用压力,取公称工作压力,MPa ;
M ——气体分子量;
T ——气瓶最高使用温度,333K ;
Z ——气体在压力p 、温度T 的压缩系数
-33R ——气体常数,R=8.314×10MPa.m /(kmol.K)
(3) 乙炔气瓶的充装
乙炔化学性质不稳定,在高压下容易发生聚合或分解
乙炔气体不能单纯压缩充装——加压1个大气压以上,即使没有助燃剂,会发生爆炸;
不能液化充装——加压液化充装,碰撞或振动,易发生爆炸;
乙炔气只能采用溶剂溶解方法装瓶——溶剂为丙酮,具有乙炔溶解量大,化学稳定,价格低;
乙炔瓶内装有多孔填料(硅酸盐),丙酮在孔隙中,利用填料的微孔分散溶剂中的乙炔,防止乙
炔聚合与分解,而发生爆炸。
乙炔瓶充装压力不得大于2.5MPa
3、对充装气瓶基本要求
充装前仔细检验每一只气瓶,发现如下问题,及时处理,严禁充装。
①钢印标记、颜色标记不符合规定,对瓶内介质不清楚;
②附件损坏、不全或不符合规定;
③瓶内无剩余压力
④超过检验期限
⑤外观有损伤,需要进一步检验;
⑥氧化或强氧化气瓶,有油脂的;
⑦易燃易爆气体气瓶首次充装或检验后首次充装,未经置换或抽真空。
4、充装操作要求
(1)永久气体充装操作要求
①确认气瓶经过检验合格,在检验期内;
②用卡子代替螺纹连接进行充装,必须检查确认气瓶出气口螺纹与所装气体规定的螺纹形式相符; ③开启瓶阀应缓慢操作,注意监听瓶内有无异常响声;
④充装可燃气体,禁止用金属器具敲击瓶阀或管道;
⑤在达到充装压力三分之一前,逐只检查轻体温度是否大致相同,瓶阀密封是否良好;
3⑥充气速度不大于8Nm /h,充装时间不小于30分钟。
⑦多个气瓶组合充装,当压力达到充装压力10%时,不得再插入气瓶。
(2)充装液化气体注意事项
①对充装质量逐瓶复验,防止超量充装;
②充装设备应准确,并应按规定定期校验,最大量程为常用称量的1.5~3倍;
每次都应对计量设备校定,计量设备必须设置超量报警和自动切断气源装置;
③严禁从液化石油气储罐或罐车直接向气瓶内充装,不允许瓶对瓶直接倒气;
④充装后逐只检验气瓶,发现泄漏或其他异常现象,应妥善处理。
(3)充装乙炔气注意事项
3①严格控制充装速度,每升气瓶 、每小时充装体积不超过0.015m
②乙炔瓶充装时瓶体温度不超过40℃,充装时可用自来水喷淋冷却,防止乙炔温度高产生分解反应; ③乙炔瓶充装一般分两次,两次间隔时间不少于8小时;
④任何情况乙炔瓶充装压力不大于2.5MPa ;
⑤充装中每小时检查一次气瓶各部位有无漏气;
⑥因故中断充装,如在继续充装,必须保证主管道内乙炔气压力不小于瓶内压力,才可以开阀。
4 对气瓶充装单位要求
①气瓶充装单位必须在省级质量技术监督部门锅炉压力容器安全监察机构注册登记;
②充装单位应符合充装站安全技术条件国家标准要求,执行气瓶充装规定,保证不错装、不超装和
充装重量可追踪;
③充装单位必须对充装人员和充装前检验人员进行气体性质、气瓶基本知识、潜在危险及应急处理
措施等内容培训
④气瓶实行固定单位充装制度,充装单位只充装自有气瓶或托管气瓶,不得为其他单位和个人充装
气瓶(车用气瓶除外);
⑤无制造许可证单位制造的气瓶和未经安全监察机构批准认可的进口气瓶不得充装,严禁充装超期
未检气瓶;
⑥充装单位必须在每只充气气瓶粘贴符合国家标准GB16804《气瓶警示标签》的警示标签和充装标
签。
6.2.3 气瓶使用
①专瓶专用,不得私自改装其他气体,不得更改钢印和颜色标记;
②气瓶使用时应立放,放置地点不得靠近热源与明火。装易聚合或分解气体,不得靠近放射源; ③气瓶在夏季,不得暴晒、雨淋和水浸;
④气瓶阀门冻结时,用温度不高于40℃温水浸泡的清洁布包裹瓶阀解冻,严禁用40 ℃以上热源对
气瓶加热;
⑤不得敲击、碰撞气瓶,严禁在气瓶上进行电焊引弧;
⑥除空气气瓶外,气瓶内气体不得用尽,必须留有剩压,不小于0.05MPa ,防止外面空气进入。 ⑦对可能出现回流情况,设备上必须有防倒灌装置,如单向阀、止回阀等
⑧石油液化气气瓶,严禁将瓶内液化汽向其他请内倒装,也不能自行处理残液;
⑨对在用气瓶不得对瓶体进行挖补焊接;
⑩气瓶应用小车运送,严禁滚、抛、滑、翻。在工地上应将气瓶放在专用车上或固定使用;
⑾使用氧气瓶或氧化剂气瓶,操作者必须检验双手、手套、工具、减压阀、瓶体等是否有油,凡有
油的必须脱脂清洗干净;
⑿安装减压阀或回流导管应检查卡箍或连接螺母的螺纹,避免工作中脱开,气瓶连接件必须专用,
严禁混用;各
⒀开启或关闭瓶阀,应用手或专用扳手缓慢打开,严禁用锤子、管钳、长柄螺纹扳手,防止损坏阀
或过猛产生摩擦热和静电火花;
⒁发现瓶阀漏气,或放不出来或存在其他缺陷,有应将阀关闭送交气体充装站处理,不得自己维修。
6.2.4 气瓶运输
气瓶运输单位必须建立安全运输管理制度和安全操作规程,对运输和装卸人员进行培训
和安全教育。气瓶运输要求如下:
①运输车辆或其他工具必须有明显安全标志,应取运输许可证;
②气瓶装卸必须配有阀帽、防振圈,轻装轻卸,严禁滚、抛、滑、碰;
③吊装气瓶,必须将瓶子放在吊框或吊笼中不得用绳索捆绑吊装,防止滑落;
④不能同车装气体接触能发生燃烧、爆炸、毒性的气瓶;
⑤气瓶车辆运输,气瓶应固定。车厢高度应高于气瓶总高2/3;卧放时,瓶阀应朝一端,码垛不得超过
5层,总高不得超过车厢
⑥夏季运输应有遮阳,防止暴晒;在城市繁华地区应避免白天运输;
⑦运输可燃介质气瓶,严禁烟火;运输工具上备有与瓶内相适应的灭火器材,运输有毒气体气瓶,
应备有防毒面具;
⑧运输气瓶车、船不得在繁华、人口密集的学校、剧场商场等附近停靠;车、船停靠时,车船上必
须留人;
⑨装液化汽气瓶运输距离严禁超50km ;
⑩运输工具上,不得人、瓶共厢,驾驶室内除驾驶员与押运人员,其他无关人员不得搭乘;
⑾禁止用叉车、翻斗车、铲车或自行车、摩托车运输气瓶,以保证气瓶运输中不窜动或从运输工具
上落下;
⑿气瓶运输应遵守危险品运输条例,运输企业应制定应急处理措施。
6.2.5 气瓶储存
1、气瓶储存要求
①气瓶应置于专用仓库内储存,气瓶仓库应符合《建筑设计防火规范》的有关规定;
②仓库内不得有地沟、暗道,严禁明火和其他热源,仓库应通风、干燥,避免阳光直射;
③盛装易起聚合反应或分解反应的气体气瓶,必须根据气体性质控制仓库最高温度,规定储存期限,
避开放射源;
④空瓶与充装瓶应分开放置,并有明显标志。毒气气瓶和瓶内气体相互接触能发生反应,引起爆炸、
燃烧、产生毒物气瓶,必须分室放置,附近设置防毒面具及灭火器材;
⑤气瓶放置应整齐,配好瓶帽;立放置时,应固定,防止倾倒;卧放置时,头部超同一方向。
2、气瓶储存入库前检查
①气瓶颜色、字样及其他标记是否与入库单据相符;
②安全附件是否完整,有无影响气瓶安全的缺陷,如瓶体变形、机械损伤或严重腐蚀;
③瓶阀有无泄漏、受损或型号不对;
④氧气瓶或氧化性气瓶瓶体及瓶阀是否粘上油脂。
发现问题用粉笔记录在瓶体上以便处理。
6.3 移动式压力容器
移动式压力容器监察规程——TSG0005-2011
移动式压力容器——包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱等产品;
运输对象为最高工作压力≥0.1MPa ,设计温度不高于50℃的液化气体、低温液体,所用储运容器钢
制罐体。
按设计温度分三种:
①常温型——罐体裸式,设计温度-20℃<T ≤50℃
②低温式——罐体为堆积绝热式,设计温度-20℃≤T ≤70℃
③深冷式——罐体采用真空粉末绝热或真空多层绝热,设计温度-150 ℃
6.3.1常温液化气体汽车罐车
1、罐车结构
汽车罐车由——汽车和储液罐组成;
结构包括——承载行驶部分、储运容器、装卸部分与安全附件;
常见液化气体罐车为液氨罐车和液化石油气罐车。
主要零部件:
罐体——可承受一定内压的卧式圆筒形钢制焊接压力容器,满足在规定设计温度与设计压力下储运
液化气体安全可靠;
罐体上设置阀门——有液相与气相进出口阀门,放残阀,快速接头及装卸软管,阀门箱及手摇油泵
等,用于装卸作业;
罐体上设置安全附件——紧急切断装置、安全阀、压力表、液位计、温度计等,还设置消除静电及
消防器材;
罐体有——人孔(用于人进出),防波隔板(减小液体对罐体冲击),大型罐体有排污孔或排污阀
接管。
①固定式汽车罐车——储罐永久固定在载重汽车底盘上,汽车底盘与罐体成为一个整体;车辆运输
稳定,较高的安全行车速度。
②半挂式汽车罐车
又称拖挂式汽车罐车,将罐体固定在拖挂式汽车底盘上;利用汽车承载能力及拖挂性能,不受汽
车底盘影响,装在能力达,稳定性能好,但车身长,灵活性不足。
③活动式汽车罐车
把活动罐用可拆的结构固定在汽车车厢上,加配一些安全附件。一般用螺栓或钢索固定在
将罐体固定在卡车厢内,运输完毕,可将罐体拆下来,放到地面上使用,汽车也可从事其他运输工作。
2、汽车罐车设计要求
①罐体与底盘连接结构和固定装置牢固可靠,罐体纵向对称面与底盘纵向对称面重合。
②罐体为钢制焊接结构,纵、环焊缝及封头拼接焊缝必须为全焊透对接焊缝,不得有永久垫板;人
孔、接管、凸缘等角焊缝也应采用全焊透,结构设计满足GB150有关规定
③罐体上最少设置一个DN ≥400人孔和一个气相管和一根液相管;罐体内应设置防波板,板面积大于
罐体横截面40%,防止管内液体由于车辆运动、停止时产生前后冲击;防波板与罐体链接应
3牢固,防止脱落,每个防波段容积不大于3m
④低温型汽车罐体可以不设人孔和防波板,封头与同体焊接环焊缝可用永久垫板
⑤对易燃易爆、毒性为中度、高度介质的罐体,应设置符合安全要求的安全附件和阀门
⑥罐体表面颜色、色带、字色、字样和编制满足相应规定。
3、安全装置
常温液化气体汽车罐车的安全附件包括:
安全阀、爆破片、压力表、液面计、温度计、紧急切断装置和导静电装置等。
(1)安全阀
安全阀——必须是内置全启式安全阀,设置在汽车顶部气相空间上,弹簧应耐介质腐蚀;安全阀露
在罐体外高度不超过150mm ,并应加以保护。
开启压力可高于罐体设计压力,但不高于罐体设计压力的1.1倍,全开启压力不高于罐体设计压力1.2
倍,回座压力不低于开启压力的0.8倍。
罐体安全泄放量计算:
6.3.2 常温液化气体铁路罐车
铁路罐车——采用标准轨距的铁路运输液化气体的罐车,设计压力0.8-2.2MPa ,设计温度50℃,容
3积大于30m .
运输的液化气体有:
液氨、液氯、液态二氧化硫、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷、丁二烯及石油液化气。
6.3.3 低温液化气罐车
低温液化气体罐车——内部介质温度在123K (-148℃)以下,介质为永久气体的罐车(临界温度
低于-10℃为永久气体)
低温铁路罐车——常见有罐体工作压力不大于1.6MPa ,介质为液氮、液氧、液氢。
罐体为双层,内胆为不锈钢或铝合金,外壳为碳钢,采用真空粉末绝热层为多。
低温绝热——有非真空绝热和真空绝热两大类型。
非真空绝热:又称堆积绝热,在需绝热表面装填或包覆一定厚度绝热材料。
真空绝热:在内胆与外壳之间抽真空实现绝热;分为高真空绝热,真空多孔绝热,高真空多层绝热
等
6.3.4 长管拖车
长管拖车——又称集束气瓶拖车,有几只到十几只大型无缝气瓶组成的高压气体运输设备;各气瓶
之间用配管与阀门连接起来,配有安全装置、压力表和温度计。
气瓶设计压力在15-30MPa, 容积在500-26130L ,长度在5-12米。
国外:1960年,美国CPI 公司研制第一辆长管拖车,其形成完善设计标准,气瓶标准满足美国运输
部标准DOT-3AAX 或DOT-3T 的无缝气瓶。
国内:没有成熟的法规标准,长管拖车化为移动容器范围。
1、气瓶设计
美国设计规范:
DOT3AAX 气瓶——指水容积超过454L ,操作压力大于3.45MPa 的钢制无缝气瓶;
设计标准——美国联邦法规第49章(49CFR)17837节。
DOT-3T 气瓶——指水容积超过454L ,且操作压力大于12.4MPa 的钢制无缝气瓶;
设计标准为美国联邦法规第49章178.45节
两种气瓶壁厚设计公式:基于最大主应变的巴赫公式,最大主应力限制为:
DOT-3AAX ——σ1≤0.67 σb ,且≤482MPa
DOT-3T ——σ1≤0.67 σb ,且≤624MPa
最大主应变巴赫公式:
第二强度理论
单向拉伸许用主应变
气瓶为薄壁壳体,存在两项应力
第六章习题
1、气瓶及移动容器有关的安全监察规程有哪些
2、按结构分气瓶种类
3、移动式压力容器种类