汽车用液化天然气气瓶的安全性能试验-「亿威仕」

今天给大家带来的分享是关于汽车用液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写 LNG）气瓶（以下简称气瓶）安全性能试验的内容。

1、安全性能试验项目及要求

1.1 安全性能试验项目包括：

a）振动试验；

b）火烧试验；

c）跌落试验。

1.2 符合以下情况的，应进行安全性能试验：

a）新设计的产品，应进行安全性能试验。

b）因设计、制造有重大变更时，应按照表1的规定进行安全性能试验。

表 1 设计变更时安全性能试验项目

1.3 安全性能试验用的产品，应经过检验合格后进行，试验结果应详细记录，资料存入技术档案，至该类型产品不再生产以后 15 年。

1.4 安全性能试验应在首批生产的气瓶中任意选取，数量应满足下列项目试验要求：

a）振动试验；

b）火烧试验；

c）3m 高度跌落试验；

d）10m 高度跌落试验。

1.5 若气瓶加装外置增压器，则该增压器、连接管路及气瓶的固定支座，还应与气瓶一同进行安全性能试验。固定支座应具有足够的强度和刚度，以便对连接在气瓶外部的装置、管路和附件起到保护作用。

进行 3m 跌落试验时，应采用措施使气瓶着地时固定支座承受地面撞击力，必要时可加装试验工装，试验工装沿长度方向应超出保护圈或保护罩至少 250mm。试验工装应与固定支座刚性连接，使气瓶着地时通过试验工装将地面撞击力传导至固定支座。试验工装应具有足够的强度和刚度，以避免试验时试验工装发生明显的变形影响试验结果。

1.6 经安全性能试验合格的，增压器、连接管路以及气瓶和增压器与固定支座的栓固方式不应改变，如更改则应重新进行安全性能试验。

对于加装外置增压器的气瓶已通过安全性能试验的，可不再进行同规格气瓶的振动试验、火烧试验。

2、安全性能试验方法及评定要求

2.1 振动试验

2.1.1 试验目的

实施振动试验的目的是模拟检验气瓶在汽车运行条件下，内胆与外壳的支撑结构、管路系统等的耐久性。

2.1.2 试验条件

振动试验前气瓶中充装与装满 LNG 等重的液氮，气瓶处于完全冷却状态，压力为 0MPa（表压）。

2.1.3 试验规程

试验规程要求如下：

a）对于客车用气瓶：振动加速度为 3g（3 倍重力加速度），对于重型货车用气瓶（不包括半挂牵引车）：振动加速度为 5g（5 倍重力加速度）；

b）振动方向为上下垂直方向（见图 1）；

说明：1——气瓶；2——振动台。

图 1 振动试验示意图

c）振动试验在 8Hz~40Hz 范围内扫频，扫频时发现有共振的，应更改气瓶设计，然后重新进行型式试验；

d）振动频率的变动方法及加振时间，按照表2规定的振动频率和时间加振。

e）对于运行路况特别恶劣的重型货车用气瓶，试验参数可由供需双方协商确定。

表 2 振动频率与加振时间对照表

2.1.4 试验评定

试验结果应同时满足以下要求为合格：

a）振动完毕后，任何部位不得出现泄漏；

b）振动完毕后，静置 30min 以上气瓶外壳不应有结露或结霜现象（内胆与外壳连接支撑部位除外）。

2.2 火烧试验

2.2.1 试验目的

实施火烧试验的目的是检验气瓶在外部高温环境下气瓶绝热系统性能的安全可靠性。

2.2.2 试验条件

火烧试验前，装满与 LNG 等高度的液氮，气瓶处于放空或瓶内维持 0.8MPa 的饱和蒸气压，且完全冷却状态，试验前关闭放空阀。加装外置增压器的气瓶进行火烧前，应开启增压阀，火烧时增压阀应保持开启状态。气瓶应水平架起或吊装固定好，不准许火焰直接烧到安全阀、截止阀、压力表、调压阀等附件。允许采用金属板作为管路系统的保护罩。瓶体底部沿轴向布置不少于 3 只热电偶用以监测气瓶外表面温度，热电偶距离气瓶底部不应大于 10mm，热电偶间距不大于 0.75m。应采用适当的方式监测气瓶内压力。温度或压力应至少 30s 记录一次。仪表及表线等应引到隐蔽体或防护屏障内，保证万一气瓶爆炸不会给试验人员带来危险并保证试验过程中能正常测定温度和压力的变化。

2.2.3 试验规程

试验采用天然气（或液化石油气）为燃料。在倒置的气瓶正下部放置燃气管路、燃烧装置等，保证气瓶的最低点距燃烧装置 120mm~130mm，燃烧装置大小应足以使气瓶的主体边缘完全置于火焰之中，因此燃烧装置长度与宽度应至少超出气瓶在水平面投影长度与宽度的 100mm；保证足够燃烧时间。

试验场所的风速不应超过 2.2m/s。

试验时间要求在气点火 10min 内，任意一只热电偶测得的温度应不低于 590℃，此时开始计时；并控制热电偶温度在 590℃ 附近，火烧时间应满足表 3 的规定。

表 3 气瓶火烧时间对照表

当满足时间要求后，继续进行试验，直至安全阀开启，然后切断火源。记录安全阀开启的压力。

2.2.4 试验评定

气瓶内压力达到安全阀开启压力后，安全阀应能正常动作，且开启时的火烧时间应满足表 3 规定。

2.3 跌落试验

2.3.1 试验目的

实施跌落试验目的是检验气瓶在冲击条件下的完整性。跌落试验包括：对气瓶的最关键部位（自行指定，管路系统端除外）进行 10m 高的跌落试验和对管路系统端 3m 高的跌落试验。

2.3.2 试验条件

跌落试验前，气瓶应装满与 LNG 等重量的液氮，气瓶处于放空且完全冷却状态，试验前关闭放空阀。跌落平面应为坚固、平整的水平水泥地面。

2.3.3 试验规程

将气瓶升高前测定气瓶的重量、环境温度、风速，填入相应的表内。

用防冻液体清除待冲击部位的霜和水。

将气瓶升高到规定的高度，然后释放气瓶，让气瓶做自由落体运动。在释放气瓶时，要求所有固定点应同时释放。

待气瓶落地后，用照相机将气瓶的落点、在水泥地面上的方向、位置等情况记录下来。

2.3.4 试验评定

跌落试验完毕后的 1h 内，任何部位不得出现泄漏，气瓶外壳不得有大面积结露或结霜现象（内胆与外壳连接支撑部位除外）。