汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系研究

禹 威 張勝軍 肖超波 瞿偉健 張華波

(廣州特種承壓設(shè)備檢測(cè)研究院，廣州 510663)

LNG鋼瓶是一種用于貯存、運(yùn)輸液化天然氣的容器，具有使用方便、充裝率高和可重復(fù)充裝的特點(diǎn)。隨著LNG鋼瓶在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用到汽車上，尤其越來(lái)越多地應(yīng)用到出租車及公交車等公共交通工具上，車用LNG鋼瓶安全問題日益凸顯。保證LNG鋼瓶安全運(yùn)行的手段是嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)進(jìn)行定期檢驗(yàn)，定期檢驗(yàn)的作用是：為政府監(jiān)管部門科學(xué)決策和高效監(jiān)管提供技術(shù)支持；有助于發(fā)現(xiàn)LNG鋼瓶存在的制造缺陷和運(yùn)行中產(chǎn)生的缺陷；消除安全隱患，防止液化天然氣鋼瓶在車輛營(yíng)運(yùn)過程中發(fā)生事故，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

筆者在研究國(guó)內(nèi)外汽車LNG鋼瓶安全性能的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，并分析國(guó)內(nèi)主要標(biāo)準(zhǔn)和所存在主要問題的基礎(chǔ)上，提出了編制標(biāo)準(zhǔn)體系的目的、原則和基本構(gòu)成內(nèi)容。

國(guó)外氣瓶法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系的模式基本一致，即以法規(guī)為主體，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。美國(guó)的相關(guān)法規(guī)中除規(guī)定了氣瓶有關(guān)的管理要求外，還對(duì)氣瓶的設(shè)計(jì)制造要求進(jìn)行了規(guī)定。歐盟在法規(guī)中提出了氣瓶設(shè)計(jì)制造、充裝使用及定期檢驗(yàn)等方面的基本要求，同時(shí)在法規(guī)中大量引用了氣瓶設(shè)計(jì)制造、充裝、檢驗(yàn)及附件等歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 美國(guó)汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系

美國(guó)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)體系包括：聯(lián)邦政府標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、非政府機(jī)構(gòu)(民間團(tuán)體)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)(公司)標(biāo)準(zhǔn)。包括DOT-4L《低溫絕熱氣瓶》、DOT-4AA480《焊接鋼瓶》、ANSI/UL 1769:2003《氣瓶閥安全標(biāo)準(zhǔn)》、CGA C-11:2001《壓縮氣體氣瓶制造檢驗(yàn)的推薦辦法》、CGA C-1:2004《壓縮氣體氣瓶水壓試驗(yàn)方法》及CGA C-6:2005《鋼制壓縮氣體氣瓶宏觀檢查標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涉及有關(guān)的設(shè)計(jì)、制造、充裝、運(yùn)輸儲(chǔ)存及定期檢驗(yàn)等。

1.2 歐盟汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系

歐盟標(biāo)準(zhǔn)體系包括歐盟標(biāo)準(zhǔn)、新方法指令中的協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，也包括歐盟標(biāo)準(zhǔn)化組織及其各成員國(guó)政府制定的標(biāo)準(zhǔn)，主要包括EN1251：2000《低溫容器 容積不超過1 000L的移動(dòng)式真空絕緣容器》、EN ISO 10297：2006《氣瓶瓶閥的技術(shù)條件和型式試驗(yàn)》、EN 629：1996《氣瓶與瓶閥連接用25E錐螺紋》、EN 1803：2002《鋼制焊接氣瓶的定期檢驗(yàn)與試驗(yàn)》、EN 14189：2003《氣瓶定期檢驗(yàn)時(shí)對(duì)瓶閥的檢驗(yàn)與維護(hù)》及EN ISO 14246：2001《氣瓶瓶閥的制造檢驗(yàn)和試驗(yàn)》等。涉及氣瓶的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和充裝使用標(biāo)準(zhǔn)。

2 我國(guó)汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀

2.1 我國(guó)汽車LNG鋼瓶安全性能主要標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)內(nèi)已制定的汽車LNG鋼瓶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有22部，其中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)18部，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1部，行政技術(shù)規(guī)范3部。

2.1.1基礎(chǔ)及材料類標(biāo)準(zhǔn)

GB 15384-2011《氣瓶型號(hào)命名方法》、GB 16804-2011《氣瓶警示標(biāo)簽》和GB 7144-1999《氣瓶顏色標(biāo)志》分別規(guī)定了氣瓶的顏色、型號(hào)命名及警示等內(nèi)容。GB 150《鋼制壓力容器》、GB/T 228-2002 《金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法》、GB/T 229-2007 《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》、GB/T 232-2010 《金屬材料彎曲試驗(yàn)方法》、GB/T 3280-2007《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》和GB/T 4237-2007《不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶》分別規(guī)定了氣瓶顏色、型號(hào)命名、警示、材料及材料試驗(yàn)方法等內(nèi)容。

2.1.2通用與安全類標(biāo)準(zhǔn)

TSG RF001-2009《氣瓶附件安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、國(guó)質(zhì)檢鍋[2000]250號(hào)《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》、 JB/T 4730-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》、GB 15383-2011《氣瓶閥出氣口連接型式和尺寸》、GB 14193-2009《液化氣體氣瓶充裝規(guī)定》、GB 8335-2011《氣瓶專用螺紋》、GB/T 12137-2002《氣瓶氣密性試驗(yàn)方法》、GB/T 9251-2011《氣瓶水壓試驗(yàn)方法》、GB 8337-2011《氣瓶用易熔合金塞》及GB 16918-1997《氣瓶用爆破片技術(shù)條件》分別規(guī)定了氣瓶的瓶閥連接形式、充裝方法、檢驗(yàn)試驗(yàn)方法、無(wú)損檢測(cè)方法和氣瓶的安全防護(hù)方法與技術(shù)條件。

2.1.3專用類標(biāo)準(zhǔn)

TSG R009-2009《車用氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB/T 20734-2006《液化天然氣汽車專用裝置安裝條件》和GB/T 18443-2010 《真空絕熱深冷設(shè)備性能試驗(yàn)方法》分別規(guī)定了汽車LNG氣瓶的安全監(jiān)察、安裝及真空絕熱深冷設(shè)備制造方法等技術(shù)要求。

2.2 我國(guó)汽車LNG鋼瓶安全性能存在的主要問題

對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸納、分析后可知，我國(guó)現(xiàn)行的汽車LNG鋼瓶相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系中主要存在以下問題：

a. 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)適用范圍不明確，專用標(biāo)準(zhǔn)亟需建立。參照美國(guó)運(yùn)輸部DOT4L-1999《焊接絕熱氣瓶》及美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)NFPA 57《液化天然氣(LNG)汽車燃料系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)[1]，編制了GB 24159-2009《焊接絕熱氣瓶》和GB/T 18443-2010《真空絕熱深冷設(shè)備性能試驗(yàn)方法》兩部國(guó)標(biāo)；但GB 24159-2009不適用汽車LNG鋼瓶，GB/T 18443-2010未明確是否適用制造汽車LNG鋼瓶。亟需建立汽車LNG鋼瓶制造及定期檢驗(yàn)等專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

b. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的迫切性。汽車LNG鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)嚴(yán)重滯后，已經(jīng)制約該行業(yè)的發(fā)展。由于缺乏汽車LNG鋼瓶制造、定期檢驗(yàn)與評(píng)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行中的公交車、出租車鋼瓶沒有進(jìn)行定期檢驗(yàn)而存在較大的安全隱患。

3 我國(guó)汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系研究

標(biāo)準(zhǔn)體系是指欲實(shí)現(xiàn)某一特定的標(biāo)準(zhǔn)化目的，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學(xué)的有機(jī)整體。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)體系研究的目的及原則

研究汽車LNG鋼瓶的檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，解決我國(guó)現(xiàn)行形勢(shì)下汽車LNG鋼瓶檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，制定出適用汽車LNG鋼瓶定期檢驗(yàn)的《汽車LNG鋼瓶定期檢驗(yàn)規(guī)則》等標(biāo)準(zhǔn)，解決液化天然氣汽車的安全隱患并推動(dòng)液化天然氣汽車的發(fā)展。建立汽車LNG鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)體系路線圖，為進(jìn)一步完善汽車LNG鋼瓶檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系奠定基礎(chǔ)。編制標(biāo)準(zhǔn)體系原則有：

a. 整體性與層次性相結(jié)合原則。標(biāo)準(zhǔn)體系的組成應(yīng)完整、配套，各子系統(tǒng)層次分明、協(xié)調(diào)統(tǒng)一，體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)體系的系統(tǒng)完整性和層次性。標(biāo)準(zhǔn)體系要能覆蓋設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、使用及維護(hù)保養(yǎng)等各方面。

b. 標(biāo)準(zhǔn)的可持續(xù)發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)既要解決當(dāng)前實(shí)際需要，也要考慮到未來(lái)變化。汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)包含目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)的最新科研成果，標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)具有一定可持續(xù)發(fā)展，既保證現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)體系穩(wěn)定性，又要考慮體系的未來(lái)可修訂性。

c. 與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系是根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況制定，應(yīng)充分考慮我國(guó)實(shí)際情況，堅(jiān)持實(shí)事求是、可持續(xù)發(fā)展的原則。目前，國(guó)家應(yīng)制定出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，提高企業(yè)缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力。因此，我們既要結(jié)合國(guó)內(nèi)情況，又要借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，制定出國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的技術(shù)支撐和基礎(chǔ)保障作用。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成

汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系涵蓋氣瓶設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)的所有環(huán)節(jié)，符合國(guó)家、行業(yè)安全方面相關(guān)法規(guī)政策要求。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的內(nèi)在聯(lián)系特征及汽車LNG鋼瓶行業(yè)特點(diǎn)，建議建立如圖1所示的汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系。

圖1 汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系框架

汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)及專用標(biāo)準(zhǔn)等系列標(biāo)準(zhǔn)。

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)涉及液化天然氣鋼瓶的總體要求、術(shù)語(yǔ)、相關(guān)概念、氣瓶型號(hào)命名方法及警示標(biāo)簽等內(nèi)容，是液化天然氣鋼瓶技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，此層次包括氣瓶術(shù)語(yǔ)、氣瓶型號(hào)命名方法及氣瓶警示標(biāo)簽等。

通用標(biāo)準(zhǔn)包括：氣瓶閥出氣口連接型式和尺寸、承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)、氣瓶附件安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、液化氣體氣瓶充裝規(guī)定、氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程、氣瓶專用螺紋、氣瓶氣密性試驗(yàn)方法和氣瓶水壓試驗(yàn)方法。

專用標(biāo)準(zhǔn)適用于專用對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)汽車LNG鋼瓶的標(biāo)準(zhǔn)，具有最強(qiáng)的專業(yè)指導(dǎo)性。

3.3 亟需制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)我國(guó)節(jié)能環(huán)保的需要，分析我國(guó)汽車LNG鋼瓶的設(shè)計(jì)制造、維護(hù)保養(yǎng)及定期檢測(cè)等標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：如設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)僅僅參考GB/T 18443-2010 《真空絕熱深冷設(shè)備性能試驗(yàn)方法》，缺失專業(yè)性設(shè)計(jì)、制造標(biāo)準(zhǔn)，例如《車用LNG氣瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定》及《汽車LNG-瓶閥》等標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)結(jié)合我國(guó)現(xiàn)實(shí)情況，借鑒國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)行的部分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)修訂，完善與我國(guó)實(shí)際情況相適應(yīng)的汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外汽車LNG鋼瓶的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀分析可知，建立一個(gè)系統(tǒng)化、層次化、科學(xué)化的標(biāo)準(zhǔn)體系，可以使汽車LNG鋼瓶的設(shè)計(jì)制造、維護(hù)保養(yǎng)與檢驗(yàn)檢測(cè)做到有標(biāo)可依,提高鋼瓶的安全使用性；汽車LNG鋼瓶安全性能標(biāo)準(zhǔn)體系可為我國(guó)未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)修訂提供基礎(chǔ)研究，為標(biāo)準(zhǔn)化管理提供決策依據(jù)，使標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作更具全局性、前瞻性和主動(dòng)性，能夠產(chǎn)生重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 戚月媂，黃強(qiáng)華，吳燕，等.國(guó)內(nèi)外氣瓶標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)比較手冊(cè)[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.