蘇 明 ，戚基艷

(1.沈陽特種設備檢測研究院，遼寧 沈陽 110035;2.沈陽工學院，遼寧 撫順 113122)

·氣瓶檢驗·

汽車用壓縮天然氣金屬內膽纖維環(huán)纏繞氣瓶的安裝監(jiān)督檢驗與質量控制

蘇 明1，戚基艷2

(1.沈陽特種設備檢測研究院，遼寧 沈陽 110035;2.沈陽工學院，遼寧 撫順 113122)

近些年，伴隨國家對清潔能源和環(huán)境污染的重視，天然氣汽車以其綠色排放、成本低廉等優(yōu)點發(fā)展迅速，車用氣瓶的需求量也與日俱增。車用氣瓶安裝是天然氣汽車的質量安全環(huán)節(jié)中極其重要的一個方面，對其進行監(jiān)督檢驗是保證天然氣汽車安裝質量和使用安全性的必要監(jiān)督管理。通過對安裝監(jiān)檢的重要性及現(xiàn)狀、重點問題、應注意的問題、質量控制與建議等進行敘述分析，說明了安裝監(jiān)督檢驗的重要性。

天然氣汽車；壓縮天然氣；金屬內膽纖維環(huán)纏繞氣瓶；安裝監(jiān)督檢驗；車用氣瓶

0 引言

近些年來，環(huán)境污染和能源的綜合利用愈加受到人們的關注.天然氣已探明儲量達140萬億m3，是目前可知的綠色清潔燃料中儲量較為豐富的，加之其經(jīng)濟效益較高，配套技術已成熟，使得天然氣汽車快速發(fā)展[1]。天然氣汽車是在燃油車上添加天然氣供給系統(tǒng)，改裝而成的油氣兩用汽車，其安裝系統(tǒng)簡圖如圖1所示。安裝車用氣瓶后的天然氣汽車如圖2所示。其具有排放低、技術成熟、操作方便、資源充足及成本低等優(yōu)點，特別適宜作為公交車和出租車使用[2]。

車用氣瓶是天然氣汽車的儲氣設備。當前，天然氣汽車的氣體燃料儲存設備主要為車用環(huán)向纏繞氣瓶，在本文中指汽車用壓縮天然氣金屬內膽纖維環(huán)纏繞氣瓶，如圖3所示，其組成結構如圖4所示。

1.壓差傳感器；2.噴軌；3.壓力表；4.真空管；5.減壓器；6.水管；7.過濾器；8.高壓氣管；9.高壓電磁閥；10.油氣轉換開關；11.氣路鋼管；12.車用氣瓶

圖2 天然氣汽車

圖3 汽車用壓縮天然氣金屬內膽纖維環(huán)纏繞氣瓶

圖4 金屬內膽纖維環(huán)纏繞氣瓶的組成結構圖

1 安裝監(jiān)督檢驗的現(xiàn)狀及重要性

隨著我們國家的發(fā)展進步，公眾對特種設備安全的重視日益增長。因而，作為在公共汽車和出租汽車上廣泛使用的盛裝車用氣體燃料的特種設備——車用氣瓶的安裝質量和使用安全性也引起了普遍關注。

與一些在固定位置使用的特種設備不同，車用CNG氣瓶具有可移動、承受高壓的特性，其監(jiān)管、檢驗等方面的問題較為繁雜，因而其安全使用方面的不確定性也隨之而來[3]。車用氣瓶安裝是天然氣汽車的質量安全環(huán)節(jié)中極其重要的一個方面。由于車用氣瓶安裝質量出現(xiàn)問題，使得介質泄漏而引發(fā)汽車燃燒乃至爆炸的事故持續(xù)存在，給車內人員造成無法彌補的人身傷害和財產(chǎn)損失。鑒于此種特殊性，為規(guī)范車用氣瓶使用安全，保障人民生命財產(chǎn)安全，就非常有必要對車用氣瓶進行嚴格的安全監(jiān)督管理。因此，監(jiān)督檢驗車用氣瓶的安裝過程以及安裝質量就顯得極為關鍵。

車用氣瓶安裝前，安裝單位需申報進行車用氣瓶安裝監(jiān)檢。沒有經(jīng)過安裝監(jiān)檢合格，車用氣瓶不得使用和充裝[4]。近些年，車用氣瓶隨著清潔、綠色能源汽車需求的快速增長，其需求量也與日俱增，因此車用氣瓶的安裝監(jiān)督檢驗也顯得愈發(fā)重要，其安全狀況直接影響使用人員的生命、財產(chǎn)安全。

2 安裝監(jiān)督檢驗的重點問題

車用氣瓶的安裝監(jiān)督檢驗，是指安裝單位在其安裝過程中，由監(jiān)檢人員對車用氣瓶、安全附件以及固定裝置的安裝過程和安裝質量進行監(jiān)督檢驗[4]。車用氣瓶安裝監(jiān)督檢驗的一般程序可歸納概括為(圖5所示)：

圖5 車用氣瓶安裝監(jiān)督檢驗流程圖

車用氣瓶、安全附件和固定裝置在安裝過程中涉及的安全性能項目以及安裝質保體系運轉情況進行監(jiān)檢是車用氣瓶安裝監(jiān)檢的兩個主要方面[4]。包括：

1.審查特種設備(車用氣瓶)安裝許可；

2.核查設計文件、圖樣和安裝過程中的各項記錄；

3.核查制造監(jiān)檢證書、批量質量證明書、氣瓶合格證以及定檢報告等文件；

4.檢查氣瓶外觀質量、安裝狀況，支架的建造以及安裝質量；

5.現(xiàn)場監(jiān)督泄漏試驗；

6.核查安裝竣工資料；

7.監(jiān)督質保體系運轉情況。

2.1安裝資料審查

取得壓力容器1級安裝許可資格之后，安裝單位方可在許可范圍之內(項目和場地)從事車用氣瓶安裝[4]。

在首次監(jiān)檢時，監(jiān)檢員應當核查安裝單位的許可資格，核查其持有的安裝許可證，并記錄核查日期。同時，核查車用氣瓶的安裝設計圖樣是否符合要求。針對不同類型設計圖樣，遇到核查日期不一致時，注意區(qū)分記錄核查日期。

2.2氣瓶文件核查

資料核查氣瓶文件包括氣瓶的批量質量證明書、制造監(jiān)檢證書、合格證等。氣瓶的批次是否對照無誤，氣瓶編號需在監(jiān)檢證書和批量質量證明書的起始編號界限之內。安裝設計圖樣、工藝文件需與相關規(guī)范和標準的規(guī)定一致。報廢或者超期未檢的車用氣瓶不允許安裝在機動車上[4]。

2.3氣瓶外觀質量檢查

監(jiān)檢員應當實物檢查車用氣瓶的外觀質量。對于金屬內膽環(huán)向纏繞氣瓶，檢查其金屬部分有無擦傷，劃傷，凸起，鑿傷，腐蝕，凹陷等缺陷；纏繞層有無劃傷，磨損，擦傷，熱損傷，鑿傷，化學性侵蝕，沖擊傷，老化，應力腐蝕裂紋等缺陷；瓶口螺紋有無變形，腐蝕，裂紋或其他機械損傷等缺陷。外觀質量不合格的氣瓶，不得進行安裝。

2.4安裝質量檢查

1.檢查氣瓶實際安裝、安裝位置與設計圖樣是否相符并滿足相關規(guī)范標準的要求。

安裝的環(huán)境溫度應低于等于60℃，安裝位置與熱源遠離。為避免閥門滲漏造成氣體進入載人車廂，安裝位置應當處于通風狀態(tài)或者具有有效的通風措施。原則上車用氣瓶不得在載人車廂內安裝。特殊需要無其他選擇時，可安裝在載人車廂內，但應與之有效安全隔離。通過采取密閉保護箱(盒)、波紋管及通氣接口將瓶閥及連接的高壓接頭與載人車廂隔離。多個氣瓶安裝時，布置應布排合理、保持整齊。為防止意外時將泄漏的氣體排出車外，通氣接口的排氣方向應指向車尾，并且使之空間范圍在與地面成45°圓錐內。安裝后，應保證通氣接口與排氣管、其他熱源間的最小間距為250 mm，并且通氣達到的總面積大于等于450 mm2[5-6]。

2.檢查支架、螺栓以及膠墊與相關規(guī)范標準的符合性，檢查它們的安裝是否穩(wěn)固、可靠。

固定支座需要牢靠固定在車體平穩(wěn)承力處，一般在后備箱內，并確保至少有四個固定點連接在結構件上，其間距可保證車用氣瓶安裝后的穩(wěn)固、可靠。為防止氣瓶移動、扭轉和震動松脫，氣瓶與固定支座之間應裝設有不小于4 mm厚度的橡膠墊[5]。橡膠墊需具備防止脫落和自身移動的性能。緊固螺栓的尺寸滿足受力要求，扭緊力矩符合設計要求，并且具有防松裝置[5]。

3.檢查瓶閥第一道接口的安裝應保證連接嚴密、無泄漏。

2.5泄漏試驗現(xiàn)場監(jiān)督

現(xiàn)場監(jiān)督車用氣瓶泄漏試驗的程序、結果與規(guī)范標準、圖樣的要求是否一致。試驗壓力為20 MPa，工作溫度不小于5℃。試驗時將中性發(fā)泡液刷涂在管路接頭被檢測部位上，仔細觀察至少1 min，保壓5 min以上。若壓力表指針無下降，無異常響聲及泄漏，視為合格。試驗后，為了保護系統(tǒng)部件免于產(chǎn)生腐蝕，應整理干凈被檢測部位的發(fā)泡液[6]。

除了重點對瓶閥處第一道螺紋接口進行泄漏試驗，還應對發(fā)動機艙處的加氣口位置進行泄漏試驗，此處因部件連接不緊也易出現(xiàn)泄漏。此外，壓力表不可安裝在駕駛室內，應安裝牢固，安裝位置易于觀察、防震并且避免損壞。特殊情況安裝在裸露位置時，需加裝防護罩。

2.6安裝竣工資料審查

核查安裝竣工資料與相關規(guī)范標準的符合性。確認各個監(jiān)檢項目均符合要求后，監(jiān)檢員確認簽字。依據(jù)監(jiān)檢記錄，完成監(jiān)檢項目表的填寫以及安裝監(jiān)檢證書的出具。

3 安裝監(jiān)督檢驗需注意的問題

3.1安裝改造范圍超限

許可證書注明了獲準的安裝范圍，例如小型車等。然而，根據(jù)GA802《機動車類型 術語和定義》所述，只有在載客汽車分類中有小型車的說明，但不包括微型載客汽車。遇到某些安裝單位對安裝范圍界定不清的問題，出現(xiàn)超范圍安裝改裝時，監(jiān)檢人員需特別注意。對于此類問題，建議及時查閱相關標準資料、征詢發(fā)證機關或上級管理部門，避免出現(xiàn)錯誤監(jiān)檢，造成違規(guī)工作。

3.2安裝質量不符合規(guī)范

以下問題比較常見：

1.安裝設計圖樣、工藝不齊全，無法涵蓋所有安裝車輛的型號、類型；

2.安裝單位的自檢資料簽字不及時或無簽字；

3.固定支架未做強度試驗或強度試驗不合格；

4.對多個氣瓶進行安裝時，安裝后的安全距離 不足，排列布置不合理；

5.沒有采用密封盒與載人車廂有效安全隔離，就將車用氣瓶安裝在載人車廂內；

6. 壓力表安裝后不易觀察，等等。

3.3氣瓶文件資料不全

安裝單位無法提供氣瓶制造許可證明，氣瓶文件資料與所安裝氣瓶的編號無法對應，提供的資料不真實[7]。存在個別情況，由于種種原因某些制造單位無法提供原始出廠資料，導致使用者、使用單位或安裝單位無法準備齊全氣瓶文件資料。此種情況，如各地已有相關文件則可相應處理，但監(jiān)檢人員應在項目表中如實列出資料審查的具體情況，將見證情況明述。

3.4隔離柵、氣瓶容積、強度試驗

CNG如泄漏易遇明火發(fā)生爆炸及燃燒，為防止車廂內人員因吸煙等帶來明火，車用氣瓶安裝在后備箱時，后備箱與載人車廂后排座位間應有隔離柵，以起到防護隔離作用[8]。除此之外，汽車在長期行駛過程中存在氣瓶泄漏氣體的可能。這樣就需要在安裝時設置保護裝置和通氣接口，一旦發(fā)生氣體泄漏，使得泄漏的氣體不被阻隔，可以安全排出車外[8]。

部分車型不適宜安裝較大容積氣瓶，但一些車主為增加續(xù)駛能力，刻意更換較大容積的氣瓶。在安裝時空間不足，外緣距離狹小，瓶閥甚至碰到車體內壁。這樣一來，在長時期行駛途中，如遇到事故或路況顛簸，難以保證瓶內天然氣不會因故泄漏。

某些安裝單位的固定支架問題頗多。例如，支架容易產(chǎn)生變形失穩(wěn)，整體剛性較差、厚度不足、材料材質低劣；外觀油漆質量較差，抗蝕性能不滿足要求等。氣瓶安裝牢固后，安裝單位需進行氣瓶安裝強度試驗，確保氣瓶支架在前、后、上、下、左、右的方向上都可以承受住8倍于充滿額定工作壓力的氣瓶重力的靜力[5-6]。對于不同車型，安裝單位應設計不同類型的支架，且都應進行車架安裝強度試驗。

3.5私自改裝，違規(guī)移裝

鑒于經(jīng)濟成本考慮，某些車輛燃氣改裝的車用氣瓶是舊車用氣瓶，通過非正常途徑而來并且使用過，更有甚者由不具備資質的單位或個人改裝。某些車主在車輛報廢前將車用氣瓶移裝，舊車用氣瓶就難免被非法移裝[9]。對于舊的車用氣瓶的管理和追查十分困難、難度巨大。

4 質量控制與建議

安裝監(jiān)檢工作需監(jiān)檢人員參照經(jīng)驗，依據(jù)相關規(guī)范標準，按照實際情況監(jiān)督安裝單位及時正確處理，保證安裝質量符合要求。筆者總結出如下質量控制項目。

4.1資格證書

安裝單位在有效期滿前6個月提出換證申請，變更取證場地，也需及時辦理變更手續(xù)[10]。

4.2氣瓶技術資料

安裝單位需及時提供真實、可靠的氣瓶文件資料。

4.3設計圖樣及工藝

設計圖樣及工藝應當覆蓋所有安裝車輛的型號。

4.4安裝質量文件

符合相關規(guī)范標準的規(guī)定。

4.5安裝質量

車用氣瓶安裝位置、固定支架的質量及安裝應符合規(guī)范標準的要求。

同時，歸納整理出以下建議：

1.加強過程監(jiān)督。對于發(fā)現(xiàn)的問題，監(jiān)檢人員需要及時提出，并監(jiān)督安裝單位及時整改，確保安裝質量。

2.規(guī)劃設計圖樣、安裝工藝。每種類型、規(guī)格的車輛都應有差異化的設計圖樣、工藝與之對應。

3.強化固定支架的設計、制作。確保固定支架的材料、制作符合要求，根據(jù)不同的車輛型式、規(guī)格設計出與之對應的固定支架型式與規(guī)格尺寸。

4.規(guī)范質量記錄和出廠技術資料。安裝質量記錄的內容和格式，應與相關規(guī)范和標準的要求符合一致；出廠技術資料嚴格執(zhí)行相關規(guī)范標準，確保無誤。

5.重視泄漏試驗的現(xiàn)場監(jiān)督。驗證安裝質量最重要、突出的環(huán)節(jié)就是泄漏試驗，監(jiān)檢人員必須現(xiàn)場監(jiān)督。在規(guī)定的試驗壓力下，仔細檢查受檢部位，確保試驗合格。

6.加強質保體系運行的監(jiān)督。質保體系是否可持續(xù)、有效運轉是車用氣瓶安裝質量的有力保證。每年至少一次對安裝單位的質保體系運行情況進行評價，并督促對出現(xiàn)的問題及時處理改正。

5 結語

從切實確保車用氣瓶的安裝安全質量的角度出發(fā)，規(guī)范車用氣瓶安全監(jiān)督管理，對車用氣瓶的安裝過程和質量進行監(jiān)督檢驗極其重要。安裝資料、氣瓶文件、氣瓶外觀、安裝質量、泄漏試驗以及竣工資料等是車用氣瓶安裝監(jiān)檢的重要監(jiān)檢項目，監(jiān)檢人員通過對以上項目的安裝監(jiān)督檢驗與質量控制，有效地保證了車用氣瓶這一與人民大眾接觸廣泛的特種設備的安裝質量。

[1] 陳基杰，孫芃．天然氣汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．城市公用事業(yè)，2003，17(6)：30-32.

[2] 朱會田，彭生輝．壓縮天然氣汽車儲氣瓶的安全性設計與使用[J] ．汽車與配件，2001(30)：26-27.

[3] 楊勇．試論車用CNG 氣瓶的安全檢驗與質量管理[J].科技咨詢，2015(7)：111.

[4] TSG R0009—2009 車用氣瓶安全技術監(jiān)察規(guī)程[S].

[5] GB/T 18437.1—2009 燃氣汽車改裝技術要求 第一部分：壓縮天然氣汽車[S].

[6] GB/T 19240—2003 壓縮天然氣汽車專用裝置的安裝要求 [S].

[7] 王濤全．車用氣瓶安裝監(jiān)督檢驗的質量控制[J]．科技傳播，2012(7)上：104-106.

[8] 劉志炎．出租車CNG氣瓶安裝監(jiān)檢中的相關問題[J] ．中國特種設備安全，2014，31(2)：35-37.

[9] 張富勝．車用CNG氣瓶安裝和使用安全問題分析及對策[J] ．中國安全生產(chǎn)科學技術，2011(11)：210-215.

[10] TSG R3001—2006 壓力容器安裝改造維修許可規(guī)則[S].

TheInstallationSupervisionandInspectionandQualityControlofHoopWrappedFiberReinforcedCompositeGasCylinderswithMetalLinersofCompressedNaturalGasforAutomotiveVehicles

SU Ming1，QI Jiyan2

(1.Shenyang Institute of Special Equipment Inspection & Research，Shenyang 110035，China;2.Shenyang Institute of Technology，F(xiàn)ushun 113122，China)

In recent years, with the country's attention to clean energy and environmental pollution, natural gas vehicles develop rapidly as its green emissions, low cost and other advantages, the demand for gas cylinder for vehicles is also increasing. Gas cylinder for vehicles installation is a very important aspect for the quality and safety part of natural gas vehicles, supervision and inspection is necessary supervision and management to ensure the installation quality and use safety of natural gas vehicles. In this paper, the importance of installation supervision and inspection on the gas cylinders for vehicles is illustrated, which is based on the relation of installation supervision and inspection importance, current situation, key issues, matters need attention, quality control and suggestion.

natural gas vehicle；CNG；hoop wrapped fiber reinforced composite gas cylinders with metal liners；installation supervision and inspection；gas cylinders for vehicles

2017-09-04

TH49

A

1007-7804(2017)05-0048-06

10.3969/j.issn.1007-7804.2017.05.010

蘇 明(1984)，男，漢族，工學碩士，工程師，從事承壓類特種設備檢驗檢測工作。聯(lián)系方式：suming1984@163.com。

“電”一下，二氧化碳變燃料效率達99%

近日，中科院上海高研院—上海科技大學低碳能源聯(lián)合實驗室在二氧化碳電催化轉化研究方面取得重要進展。以潔凈的可再生電能為能源，在溫和的反應條件下分別將二氧化碳一步轉化為甲酸和乙醇，電流效率分別高達99%和77%。相關成果均發(fā)表于國際知名期刊《德國應用化學》。

甲酸是基本有機化工原料之一，廣泛用于農(nóng)藥、皮革、染料、醫(yī)藥和橡膠等工業(yè)。據(jù)中科院上海高研院陳為研究員介紹，將二氧化碳通過電催化法高效率地轉變成甲酸，催化劑的選擇是關鍵。經(jīng)過近兩年不斷探索，陳為團隊篩選嘗試了大量金屬、合金催化劑，最終發(fā)現(xiàn)由金屬鈀、錫組成的Pd-Sn合金催化劑具有非常優(yōu)異的性能。只需施加非常低的電壓，并且在常溫、常壓條件下，該催化劑就能夠將二氧化碳轉化生成甲酸，電流效率高達99%，顯示出良好的應用前景。

陳為說，風能、太陽能等新能源發(fā)電很大的一個問題是不穩(wěn)定，具有隨機性和季節(jié)性，使得利用效率大打折扣。該研究采用可再生的風能、太陽能或富余核電等清潔能源，高效回收二氧化碳的同時，還能將不穩(wěn)定的新能源轉換成穩(wěn)定的化學能，實現(xiàn)潔凈電能的有效存儲。

此外，除了甲酸，研究團隊還通過電催化法生成了應用最為廣泛的化學品之一——乙醇。該研究團隊在前期納米碳材料研究的基礎上，優(yōu)化、開發(fā)出了一種新型非金屬催化劑。這種催化劑是由氮摻雜的介孔碳材料制成，相比金屬催化劑成本要低得多。電催化乙醇的電流效率達到77%，遠高于國際上30%左右的平均水平。

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