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汽车用压缩天然气钢瓶检验及缺陷评定分析(新版)
Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
汽车用压缩天然气钢瓶检验及缺陷评定分
析(新版)
摘要：概述了汽车用压缩天然气钢瓶定期检验的重要性和检验工艺流程，介绍了钢瓶检验质量控制要点、钢瓶判废情况及检出缺陷评定分析，并对标准实施过程中存在的问题提出探讨。

关键词：压缩天然气；CNG；钢瓶；检验；评定
1汽车用CNG钢瓶
四川有着丰富的天然气资源，十多年来在使用压缩天然气作为汽车的清洁能源方面有了很大的发展，现已有十多万辆公交车、出租车在使用压缩天然气，并不断发展的势头。

天然气在常温下是气态，储存和运输不便。

将天然气在常温下加压至于20MPa、压缩储存在钢质气瓶内，成为压缩天然气(简称CNG)，作为汽车燃料。

盛装压缩天然气的钢瓶称为压缩天然气钢瓶
(简称CNG钢瓶)，压缩天然气钢瓶安装在汽车上则称为汽车用压缩天然气钢瓶(简称汽车用CNG钢瓶)。

根据GBl7258-1998《汽车用压缩天然气钢瓶》CNG车用钢瓶常用规格型号有CNP20-50-229、CNP—70—273、CNP20—90—335等几种。

(规格型号说明，例如CNP20—50—229钢瓶：CNP—压缩天然气钢瓶，20—工作压力20MPa，50—容积50L，229—瓶体外直径229mm。

)
2汽车用CNG钢瓶定期检验
2.1汽车用CNG钢瓶定期检验的重要性
汽车用CNG钢瓶工作压力为20MPa，安装在出租车的尾部或公交车的底部，汽车在公路上行驶，钢瓶使用状况繁杂多变，使用一定时间后钢瓶内、外表面造成一定的损伤，因此必须对钢瓶进行定期检验，CNG钢瓶检验的标准为GB19533-2004《汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定》。

适用于按GBl7258设计制造的公称工作压力16～20MPa，容积30～120L的CNG钢瓶。

2.2CNG钢瓶定期检验的资质条件
根据《气瓶安全监察规程》的规定，承担气瓶定期检验的单位
应符合相应的条件，包括具有相应的特种设备检验检测机构核准资格证书，从事定期检验工
作的人员，须经考核并获得相应的资格证书等内容。

2.3CNG钢瓶检验质量控制要点
按照TSGZ7003-2004《特种设备检验检测机构质量保证体系》相关要求，检测单位应有健全的CNG钢瓶检验质量体系，建立各级质量管理责任制，编制CNG钢瓶检验质量手册，及各检验工序有作业指导书；钢瓶检验的主要工序和关键工序如内外观检验、超声波测厚、磁粉探伤、内窥镜检查、容积测量、水压试验设立控制点，应有专人负责把关；主要工序的检验人员应持证上岗；每个工序应有记录见证资料，检验结果应具有可追溯性。

3CNG钢瓶检验工艺流程
按照GB19533-2004标准的要求，CNG钢瓶检验的工艺流程见图1。

4CNG钢瓶报废的主要表现
从2000年至今，我公司检测了各种CNG钢瓶累计5万只，造成
CNG钢瓶报废主要原因为：
(1)使用期超过5年的出租车用钢瓶及使用期超过10年的其他车辆用CNG钢瓶，按报废处理；
(2)测厚壁厚小于设计壁厚；
(3)表面损伤、腐蚀、凹陷、鼓包超标；
(4)有表面裂纹；
(5)水压试验残余变形率超标；
(6)其他情况判废。

一般CNG车用钢瓶报废率约6%。

5缺陷评定分析
按照GBl9533—2004标准检验CNG钢瓶，对检出的缺陷应进行有效的评定，作为是报废的依据。

检验内容包括如下7项：
(1)超声波测厚(图2)
瓶体实测厚度以不小于设计厚度为合格，小于设计厚度报废。

要求超波测厚仪应有较高的精度并定期校验。

超声波测厚时，对于
冲拨钢瓶不能仅限于规定的12个测点，应增大测量点，特是瓶肩和瓶体的过渡部位，此处达不到设计厚度较多，占壁厚达不到要求而报废的CNG气瓶总量的40%。

(2)磁粉探伤(图3)
检验的裂纹主要集中在瓶肩和钢瓶与支架的接合部，瓶体上的裂纹方向基本与冲拨方向平行，瓶体出现裂纹占检验量的1.5%；瓶肩上出现裂纹较多，占检验量的10.8%，这种情况主要以冲拨方式生产的CNG钢瓶较多。

对磁粉探伤检出裂纹进行修磨，需进行磁粉探伤复验，无裂纹且厚度大于设计壁厚为合格；仍有裂纹或修磨后壁厚达不到设计壁厚的CNG气瓶按报废处理，约占总检验量的2.2%。

(3)水压试验及残余变形率的测定(图4)
按标准规定残余变形率超过10%报废，检测中很少发现残余变形率超标的情况。

一般采用内测法测定CNG气瓶的残余变形率，将CNG气瓶的残余变形指标调整到3%，报废的CNG气瓶占0.09%。

(4)钢瓶表面损伤(图5)
①钢瓶固定处表面损伤，原因是安装用钢带和紧固螺栓使用不当与钢瓶长期摩擦所致。

②CNG钢瓶安装在公交车底部，钢瓶离地面比较近，遇到不平路面，与路面发生磨擦而造成钢瓶表面损伤。

当瓶体凹陷深度超过1.5mm或大于凹陷短径l/35，钢瓶按报废处理。

因外表面损伤而报废的CNG气瓶占检验量的1.8%。

(5)钢瓶外表面腐蚀检测(图6)
CNG钢瓶安装在公交车底部，行驶时泥水溅到钢瓶表面长时间钢瓶的外表面会产生较大面积的磨蚀。

因外表面腐蚀而报废的CNG钢瓶占占检验量的1.2%。

(6)钢瓶内部腐蚀检测(图7)
用内窥镜检查，少数钢瓶内部存有油和水，出现局部腐蚀。

供气单位对车用天然气中的硫化氢含量控制很严，而对CO2 一般未加控制，可能造成内壁局部腐蚀。

(7)气密性试验
气密性试验以发现阀门损伤或钢瓶体裂纹。

为安全起见，钢瓶检验时应将原有瓶阀全部更换成新阀。

6结语
按照GB19533—2004标准实施CNG钢瓶检验，有些问题需要探讨：
(1)CNG钢瓶的报废年限较短，一般仅5年或10年，起始时间以钢瓶的出厂日期还是以钢瓶的安装日期计算呢?如以钢瓶的出厂日期计算，用户钢瓶用不到5年或10年；如以钢瓶的安装日期计算，由于管理未到位，可能是使用过的旧瓶甚至是报废钢瓶，也可能是放置多年未用过的新瓶。

曾发现1994年生产的钢瓶放置到2001年后才安装使用的情况。

(2)GBl9533—2004定检标准将钢瓶剩余壁厚指标由小于设计壁厚的90%调高至小于设计壁厚，对1998年以前未按GBl7258生产的CNG钢瓶来说报废率则大大提高，有的厂家生产的钢瓶由于抗拉强度较高，出厂时钢瓶的剩余壁厚往往小于设计壁厚而又大于设计壁厚的90%，在成都地区有这类CNG钢瓶近1000只，如按报废处理，用
户也会有很大意见。

(3)钢瓶内有腐蚀主要由于天然气中的CO2
与水结合的电化学腐蚀。

天然气对H2
S含量控制严格，但对CO2
和水含量控制较宽，这对CNG钢瓶和以后将会使用的铝内胆复合气瓶的安全使用会带来隐患。

(4)目前用户普遍反映CNG钢瓶的检验时间长。

造成原因是GB/T9251—1997《气瓶水压试验方法》第7.3条规定：“对于定期检验的待试瓶，用水槽中的试验用水将其注满后应在试验装置的室内静置8h以上。

”
目前CNG钢瓶无论是从材料还是从加工工艺上来说都优于普通工业气体用无缝钢瓶；建议在提高残余变形率指标的前提下减少室内静置时间，以缩短CNG钢瓶的检验时间，以更好地为CNG汽车用户服务。

参考文献
[1]GB17258—1998《汽车用压缩天然气钢瓶》标准.
[2]GB19533—2004《汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定》标准.
[3]GB//T9251—1997《气瓶水压试验方法》标准.
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