李 昱 朱紅波 張 申 黃 達(dá) 劉怡婷

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 200333）

LPG，即液化石油氣是現(xiàn)代石油工業(yè)的重要產(chǎn)物之一，具有污染少、熱量高、易運(yùn)輸、壓力穩(wěn)定以及儲(chǔ)存設(shè)備簡單和供應(yīng)方式靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、燃料等工業(yè)、民用和商業(yè)領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的LPG 儲(chǔ)存運(yùn)輸方式是LPG 鋼瓶（見圖1）。目前，全國LPG 鋼瓶制造廠家有幾十家，年產(chǎn)量超過4 000 多萬只，競爭激烈，利潤也受到嚴(yán)重影響。由于鋼瓶容易腐蝕，比較笨重，同時(shí)隨著鋼板價(jià)格的持續(xù)攀升，內(nèi)膽用塑料、玻璃纖維等材料的廣泛應(yīng)用，纏繞技術(shù)的日益精進(jìn)，越來越多的廠家將目光轉(zhuǎn)向了LPG 塑料內(nèi)膽全纏繞復(fù)合氣瓶（見圖2）。

LPG 塑料內(nèi)膽全纏繞復(fù)合氣瓶相較LPG 鋼瓶具有輕質(zhì)、安全、材料利用率高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)[1]，這契合了目前國內(nèi)的老齡化特點(diǎn)，也能滿足國家綠色發(fā)展的要求。

1 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

LPG 復(fù)合氣瓶由內(nèi)膽、纏繞層、閥座及保護(hù)套組成。目前國內(nèi)關(guān)于LPG 塑料內(nèi)膽全纏繞復(fù)合氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)主要是T/CATSI 02 005—2019《液化石油氣高密度聚乙烯內(nèi)膽玻璃纖維全纏繞氣瓶》[2]。該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要包括了氣瓶的型式、型號(hào)和參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法與合格指標(biāo)、檢驗(yàn)規(guī)則等。對(duì)比傳統(tǒng)LPG 鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5842—2022《液化石油氣鋼瓶》，T/CATSI 02 005—2019 設(shè)計(jì)采用了應(yīng)力分析，同時(shí)對(duì)型式試驗(yàn)包括內(nèi)膽與復(fù)合氣瓶的型式試驗(yàn)做了相應(yīng)規(guī)定，復(fù)合氣瓶的型式試驗(yàn)用瓶共計(jì)36 只，內(nèi)膽與復(fù)合氣瓶具體型式試驗(yàn)項(xiàng)目見表1、表2。圖3、圖4 分別是爆破后的液化石油氣鋼瓶與復(fù)合氣瓶。

表1 內(nèi)膽型式試驗(yàn)項(xiàng)目

表2 氣瓶型式試驗(yàn)項(xiàng)目

圖3 爆破后的液化石油氣鋼瓶

2 國外標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

目前國外針對(duì)LPG 介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)有歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（CEN）制定的EN 14427：2022《液化石油氣（LPG）可移動(dòng)重復(fù)充裝的全纏繞復(fù)合氣瓶-設(shè)計(jì)和制造》[3]。該標(biāo)準(zhǔn)是CEN/TC 286 液化石油氣設(shè)備和附件技術(shù)委員會(huì)2004年在EN 12245:2002《可移動(dòng)氣瓶-全纏繞氣瓶》[4]基礎(chǔ)上修改制定的，在2014年及2022年進(jìn)行了修訂。標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱容積0.5～150 L，試驗(yàn)壓力≥3.0 MPa，最低溫度為-40 ℃，裝配壓力泄放閥的氣瓶，對(duì)LPG 氣瓶的材料、設(shè)計(jì)、制造、型式試驗(yàn)等做出了要求。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氣瓶的內(nèi)膽可以是金屬（包括無縫、焊接）材料，也可以是非金屬材料，對(duì)于無內(nèi)膽的氣瓶增加了附加條件。復(fù)合氣瓶的型式試驗(yàn)用瓶共計(jì)24 只，內(nèi)膽與復(fù)合氣瓶型式試驗(yàn)的具體項(xiàng)目見表3、表4。

表4 氣瓶型式試驗(yàn)項(xiàng)目

除了LPG 氣瓶專用標(biāo)準(zhǔn)，部分標(biāo)準(zhǔn)也適用于LPG介質(zhì)，比如ISO 11119-3:2013《氣瓶-可重復(fù)充裝的復(fù)合氣瓶和托管 第3 部分：不超過450 L 的全纏繞纖維增強(qiáng)非承載金屬內(nèi)膽或非金屬內(nèi)膽復(fù)合氣瓶和托管》[5]。該標(biāo)準(zhǔn)適用于公稱容積≤450 L，運(yùn)輸與儲(chǔ)存壓縮氣體與液化氣體的氣瓶。復(fù)合氣瓶的型式試驗(yàn)用瓶共計(jì)18 只，內(nèi)膽與復(fù)合氣瓶型式試驗(yàn)（僅針對(duì)LPG介質(zhì)）的具體項(xiàng)目見表5、表6。

表6 氣瓶型式試驗(yàn)項(xiàng)目

3 國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的比較分析

從以上3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來看，國外的標(biāo)準(zhǔn)制定實(shí)施的日期更早，使用的年限更加久遠(yuǎn)，甚至EN 14427 改版了2 次，而國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)制定實(shí)施的時(shí)間較晚，起步遲。

EN 14427 標(biāo)準(zhǔn)里內(nèi)膽涵蓋無縫鋼內(nèi)膽、無縫不銹鋼內(nèi)膽、無縫鋁合金內(nèi)膽、焊接鋼內(nèi)膽、釬接鋼內(nèi)膽、焊接鋁內(nèi)膽等金屬內(nèi)膽，非承載共享的非金屬，也可以是無內(nèi)膽，復(fù)合層材料除了對(duì)玻璃纖維有不含硼的特殊要求外，其他無特別限制。ISO 11119-3 標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)膽也涵蓋了金屬、非金屬以及無內(nèi)膽，復(fù)合層材料可以是碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維等。而國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)限定了內(nèi)膽的材料是高密度聚乙烯，復(fù)合層材料是玻璃纖維。因此可以得出國外標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍更廣，所能設(shè)計(jì)與制造的產(chǎn)品種類更多。

在型式試驗(yàn)項(xiàng)目方面，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與國外標(biāo)準(zhǔn)一樣，基于氣瓶的使用工況等條件覆蓋了耐壓試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、壓力循環(huán)試驗(yàn)、火燒試驗(yàn)、槍擊試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)等項(xiàng)目，最大限度保證氣瓶的安全性。與EN 14427：2022 相比，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)增加了氣密性試驗(yàn)、氣體循環(huán)試驗(yàn)與外套試驗(yàn)，加速應(yīng)力破裂試驗(yàn)的時(shí)間由2 000 h 減少至1 000 h，而沖擊試驗(yàn)數(shù)量由4 個(gè)增加到8 個(gè)，滲透試驗(yàn)數(shù)量由1 個(gè)增加到2 個(gè)。與ISO 11119-3:2013相比，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)增加了氣密試驗(yàn)、人工時(shí)效試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、外套試驗(yàn)、閥座強(qiáng)度試驗(yàn)，滲透試驗(yàn)的數(shù)量由1 個(gè)增加到2 個(gè)。EN 14427：2022 及ISO 11119-3:2013 中只說明了耐壓試驗(yàn)的試驗(yàn)方法，并未要求氣瓶進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，而T/CATSI 02 005—2019 則明確了試驗(yàn)的數(shù)量。

4 結(jié)論

我國LPG 復(fù)合氣瓶的標(biāo)準(zhǔn)制定較晚，與國外存在一定的差距。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在參考國外標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，調(diào)整了部分型式試驗(yàn)項(xiàng)目，并增加了型式試驗(yàn)用瓶數(shù)量，最大限度保證產(chǎn)品的安全性。隨著我國市場潛力的開發(fā)、原材料成本的降低、纏繞固化等工藝的成熟，國內(nèi)的LPG 復(fù)合氣瓶必定迎來快速發(fā)展。