一、低溫絕熱汽車罐車基本特點
低溫絕熱汽車罐車需取得國家質(zhì)監(jiān)總局頒發(fā)的C1制造許可證,設(shè)計壓力一般在0.6~2.5MPa之間,內(nèi)膽通常采用0Cr18Ni9等不銹鋼耐低溫材料,外殼采用20R或16MnR碳素鋼或低合金鋼材料,絕熱保溫形式一般為真空粉末,設(shè)計溫度為-196℃,安全附件包括安全閥、爆破片、壓力表、液位計,盛裝介質(zhì)包括液氧、液氮、液氬。
低溫絕熱汽車罐車在正常的使用過程中,需要專人負責(zé)定期檢查,特別注意罐體表面結(jié)霜和罐內(nèi)壓力的變化。罐體夾套真空度不符合要求,會加速液體氣化,導(dǎo)致罐內(nèi)壓力快速升高,超過罐體最高允許工作壓力時,將產(chǎn)生事故隱患。
二、低溫絕熱汽車罐車定期檢驗項目和要求
1.年度檢驗項目
(1)罐車技術(shù)資料,(2)罐車表面漆色、銘牌和標識,(3)用戶使用記錄:運行記錄(裝卸頻率、異常情況),外殼的結(jié)霜、冒汗,(4)真空度,(5)安全附件:安全閥、爆破片、壓力表、液位計,(6)裝卸軟管,(7)管路系統(tǒng)和閥門,(8)氣密性試驗。
2.全面檢驗項目
(1)年度檢驗全部內(nèi)容,(2)結(jié)構(gòu)和幾何尺寸檢查,(3)緊急切斷閥耐壓試驗,(4)強度校核。
3.耐壓試驗
由于低溫絕熱汽車罐車不設(shè)人孔,不允許殘留試驗液體,其耐壓試驗一般采用氣壓試驗,試驗壓力為罐體設(shè)計壓力的1.15倍。
三、低溫絕熱汽車罐車定期檢驗中的問題
1.資料審查
(1)在技術(shù)資料審查過程中要詳細審查設(shè)備的出廠資料是否齊全,尤其要注意以往的檢驗報告中是否存在問題記載,以便調(diào)整此次檢驗的工作重點。同時,要注意審查設(shè)備的運行記錄,通過運行記錄初步了解該設(shè)備的絕熱性能。
(2)重點檢查罐車的使用登記證、罐車準運證、罐車運輸許可證、罐車作業(yè)人員許可證、罐車定期檢驗報告、液位計指示刻度與容積的對應(yīng)關(guān)系表和在不同溫度下,介質(zhì)密度、壓力、體積對照表、充裝記錄。一般情況下,真空絕熱罐體的最大充裝率不得大于95%,嚴禁過量充裝。
2.罐車表面漆色、銘牌和標識
罐體的漆色和標識應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求,在罐體兩側(cè)應(yīng)標識所盛裝的介質(zhì)名稱,罐體中央應(yīng)涂有警示標志和危險品字樣,罐體應(yīng)注明下次全面檢驗日期。盛裝液氧和易燃介質(zhì)的罐車應(yīng)注明嚴禁煙火。根據(jù)罐車介質(zhì)標記,與其原始技術(shù)資料和使用登記證進行核對。個別運輸單位為了滿足市場需要,違反規(guī)定,經(jīng)常變換罐內(nèi)盛裝介質(zhì),液氧、液氮、液氬三種盛裝介質(zhì)互換使用,存在重大安全隱患,因此,罐內(nèi)介質(zhì)必須與罐體標識相符。
3.外觀檢查
檢查設(shè)備保溫隔熱層、外殼有無結(jié)霜或冒汗、真空規(guī)管與抽真空閥是否得到有效保護等。所有罐車,還要注意罐體與車輛底盤的連接是否牢固、堅實,以保證罐車在行駛過程中不至于傾斜、脫落,引發(fā)事故。
4.真空度測定
衡量低溫絕熱壓力容器真空絕熱性能指標有真空度、靜態(tài)蒸發(fā)率、真空夾層漏率、真空夾層放氣速率等指標。定期檢驗中,一般采用測量夾層真空度來檢測容器的真空絕熱性能。夾層真空度技術(shù)指標應(yīng)符合表1的規(guī)定。如真空度不滿足要求時,可通過抽真空的方式改善其真空度,如抽真空后其真空情況依然得不到改善,則很有可能是夾層真空材料珠光沙沉積或遭到破壞等原因所造成,此時需及時送生產(chǎn)廠進行維修。
根據(jù)設(shè)計要求及接口型式不同,低溫絕熱壓力容器所使用的夾層真空計亦有很大差別。因此,在測量其真空度時要根據(jù)設(shè)備情況選擇合適的測量儀器如ZDO-1或ZDO-2熱偶真空計、HPM 4/6型真空計,同時,還要注意真空計的量程和不確定度,表2為常用真空計量程及其滿量程不確定度。
5.安全附件
(1)安全閥的校驗。安全閥的校驗應(yīng)包括開啟壓力、回座壓力和密封試驗壓力,每項校驗不得少于3次,每次均要達到合格指標,安全閥的開啟壓力不得超過罐體的設(shè)計壓力,回座壓力不低于開啟壓力的80%,密封試驗壓力不得低于開啟壓力的90%。檢驗合格的安全閥,應(yīng)有檢驗報告,安全閥應(yīng)有鉛封。
(2)爆破片的檢查。罐車的安全泄放裝置一般有兩組,每組泄放裝置由安全閥和爆破片并聯(lián)組成。正常使用時,一組開啟,一組關(guān)閉,可以相互轉(zhuǎn)換,使用過程中可以對安全閥和爆破片進行更換,而不影響正常使用。爆破片為快速泄壓裝置,主要安裝于低溫絕熱設(shè)備、長管拖車、高壓氣瓶等壓力上升較快或壓力較高的設(shè)備。目前,各類法規(guī)要求其排放能力大于或等于壓力容器的安全泄放量,爆破壓力不得大于該容器的設(shè)計壓力且不小于該容器的工作壓力。爆破片制造廠應(yīng)取得相應(yīng)的特種設(shè)備制造許可證。爆破片根據(jù)制造單位的質(zhì)量證明文件中規(guī)定的使用年限定期進行更換,一般為2~3年。
(3)緊急切斷閥的檢查。緊急切斷閥一般用于盛裝易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)的罐車。罐體與液相管之間裝有緊急切斷閥,卸料時,開啟緊急切斷閥,然后打開管路閥門,完成卸料作業(yè),其后卸掉緊急切斷閥油路壓力,關(guān)閉球閥。在卸料過程中,如管道內(nèi)介質(zhì)發(fā)生大量泄漏、出現(xiàn)火災(zāi)等意外情況,可以通過緊急切斷閥立即切斷物料來源,避免大量介質(zhì)外泄,產(chǎn)生不安全隱患。
緊急切斷閥分為油壓式、機械式、氣壓式和電動式,目前國內(nèi)普遍采用油壓式,它由緊急切斷閥、易熔塞、手動油泵及油路遠程控制系統(tǒng)組成。緊急切斷閥要求具有足夠的強度和密封性;啟閉動作靈敏、迅速,規(guī)范要求在5秒內(nèi)完全閉止;應(yīng)有良好的過流關(guān)閉性能和操作性能;應(yīng)有良好的抗震性能和操作性能。
緊急切斷閥檢驗時,常見的問題有密封面密封不好,經(jīng)常出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,嚴重威脅罐車的安全裝卸和安全行駛;手搖油泵油壓達到規(guī)定值時,仍然無法打開緊急切斷閥,主要原因是運動部件有卡阻現(xiàn)象。針對上述問題應(yīng)采用相應(yīng)的解決方法,解體整閥,去除表面銹皮、污垢及油漆,清洗各零部件;檢查閥桿及主導(dǎo)閥瓣密封面,對閥桿太短、磨損嚴重、彎曲變形者應(yīng)予以更換;檢查傳動軸的磨損情況,對于磨損嚴重,扭曲變形者應(yīng)進行更換;切斷閥閥體上的螺紋應(yīng)無撞傷及燒傷現(xiàn)象,必要時進行修磨或進行過牙處理,與浮動閥瓣配合的密封金屬面應(yīng)研磨平整;整閥裝配后,應(yīng)檢查浮動閥的行程是否符合要求。緊急切斷閥組裝后,應(yīng)在試驗臺上進行密封試驗,球閥在0.1MPa和設(shè)計壓力下密封試驗泄漏的,應(yīng)轉(zhuǎn)動鋼球密封面,如仍泄漏,可適當(dāng)收緊法蘭螺絲。仍泄漏的應(yīng)分解檢查密封面是否老化,如失去彈性應(yīng)更換。
(4)液位計的檢查。目前,法規(guī)對低溫罐車液位計的檢查僅限于外觀檢查,主要檢查玻璃面是否破損;閥件是否固死;指示是否清晰;選型是否正確等。對液位計指示數(shù)值是否正確,不要求校驗。當(dāng)罐車進行裝料時,主要通過測量罐車重量來控制罐車的充裝量,通過每個罐車的溢流管,防止超裝。因此,液位計對于充裝量的控制沒有起到實質(zhì)作用,其主要作用是用于液化氣體買賣雙方對液體量的確認。
(5)安全附件脫脂處理。液氧罐車所使用的安全附件和所有部件必須禁油。氧氣設(shè)備沒有進行嚴格的脫脂處理而產(chǎn)生爆炸事故案例屢見不鮮。對脫脂質(zhì)量的檢查則非常重要,檢驗人員應(yīng)增加這方面的知識。
目前,對脫脂質(zhì)量的檢查主要參照化工部頒發(fā)的《脫脂工程施工及驗收規(guī)范》,該規(guī)范主要適用于化工工程建設(shè)中的忌油設(shè)備、管子、管件、閥門等的脫脂。常用的脫脂劑為工業(yè)二氯乙烷(C2H4Cl2)、工業(yè)四氯化碳(CCl4)、工業(yè)三氯乙烯(C2HCl3)。脫脂劑或用于配制脫脂劑的化學(xué)制品必須具有合格證。
脫脂劑在使用前應(yīng)按技術(shù)條件對其外觀、不揮發(fā)物、水分、反應(yīng)介質(zhì)、油脂含量進行復(fù)驗,使用過程中應(yīng)作階段性檢查。用于脫脂的有機溶劑含油量不應(yīng)大于50毫克/升。對于含油量較大的溶劑可用于粗脫脂,然后用清潔的溶劑進行再次脫脂。由于二氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯等溶劑是易揮發(fā)的有毒液體,能通過呼吸道中毒,侵害人體內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng),因此,脫脂現(xiàn)場要求通風(fēng)良好,不受雨水、塵土等的侵染,脫脂應(yīng)在室外或有通風(fēng)裝置的室內(nèi)容器中進行。
設(shè)備、管子、管件、閥門等在脫脂后,必須經(jīng)專職檢查人員檢查,由專人負責(zé)封閉,并加標志。脫脂合格后的零件應(yīng)用干凈的白布包好,妥善存放,防止臟物和雜物沾染或侵入。脫脂合格的與不合格的或未脫脂的零部件必須隔離存放,嚴禁相混。直接或可能與氧、富氧、濃硝酸等強氧化性介質(zhì)接觸的設(shè)備、管子、管件、閥門等,可采用波長3.2×10-7~3.8×10-7m的紫外光檢查脫脂件表面,無油脂螢光為合格。
(6)裝卸軟管的檢驗。裝卸軟管用于罐車向固定式低溫絕熱儲罐卸料,是每臺罐車必備的附件。裝卸軟管的質(zhì)量直接關(guān)系罐車的安全使用,檢驗過程中必須對裝卸軟管給予高度重視。定期檢驗一般包括外觀檢查,耐壓和氣密性試驗。檢查軟管與介質(zhì)接觸部件腐蝕情況,軟管與兩端接頭的連接是否牢固可靠,外觀不得有變形、破裂、老化及堵塞現(xiàn)象,按罐體設(shè)計壓力的1.5倍進行液壓試驗,保壓時間不少于5min,合格后以罐體的設(shè)計壓力對裝卸軟管進行氣密性試驗。檢驗單位應(yīng)嚴格執(zhí)行規(guī)范,對裝卸軟管進行檢驗。
(7)氣密性試驗。氣密試驗是年度檢驗的必檢項目,由于低溫罐車具有的低溫絕熱特點,其氣密試驗有別于一般壓力容器。規(guī)范要求試驗介質(zhì)應(yīng)當(dāng)為干燥、潔凈的氮氣或空氣,試驗壓力為設(shè)計壓力。
但對于液氧罐車、液氬罐車氣密試驗的實施會帶來較大困難,氣密試驗前后,都需要將罐內(nèi)介質(zhì)置換干凈,檢驗周期長,檢驗成本高。個別檢驗單位利用罐內(nèi)介質(zhì)作為氣密性試驗介質(zhì),利用罐車本身的蒸發(fā)器,提升罐內(nèi)壓力達到氣密性試驗壓力,同樣可以達到氣密性試驗的效果。
(8)耐壓試驗低溫絕熱罐車一般都采用氣壓試驗,試驗壓力為罐體設(shè)計壓力的1.15倍,試驗前后罐內(nèi)介質(zhì)必須置換,所有安全附件必須拆除,用盲板或塞子將開口封閉。與氣密性試驗相比只是試驗壓力不同,同樣存在檢驗周期長,檢驗成本高等問題。新版《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSG R0004-2009,定期檢驗中對耐壓試驗進行了修訂,除用焊接方法更換主要受壓元件等特殊情況外,可以不進行耐壓試驗。低溫絕熱罐車的定期檢驗可以借鑒上述做法,避免不必要的能源消耗。
(作者單位:北京市特種設(shè)備檢測中心)