长管拖车气瓶火烧损伤分析及安全评定

结合长管拖车的结构和火灾事故特点，对瓶体常见损伤模式进行分析，并根据损伤程度的不同制定安全评定流程和相应指标。若漆层完好仅发生熏黄、熏黑，可进行正常定期检验；若漆层发生烧黑、碳化或脱落，抛丸后瓶体未发生颜色异常，则对着火部位硬度测定，合格则正常定检，不合格进行金相分析；若抛丸后瓶体颜色发生变化或微量凸起，则进行硬度测定、金相分析和水压试验；若瓶体发现明显变形，则直接判废。硬度评定合格指标为183〈HB〈269，在269〈HB〈286范围内的需结合化学成分和金相组织综合评定；金相组织以索氏体为主，不允许出现铁素体和珠光体；水压试验要求容积残余变形率小于10％。     

液化石油气钢瓶长径比研究

分析钢瓶的长度和直径之比(长径比)对容积变形率的影响,在材料相同的条件下,长径比大的气瓶的容积变形率的要求也相应提高。笔者分别从钢瓶的边界效应、冲压工艺、制造经济性3个方面探讨了液化石油气钢瓶的合适长径比,并综合提出了液化石油气钢瓶的长径比的适宜范围为0.8～1.6。     

汽车用大容积LNG气瓶振动试验典型失效案例汇总及分析

介绍了目前汽车用大容积液化天然气气瓶(以下简称大容积车用LNG气瓶)的振动试验方法及评定标准;对其在振动试验中常见的失效案例进行了汇总和分析;对其抗振设计及制造工艺优化提供了参考性意见。     

气瓶检验水压试验方法简介

气瓶是储存和运输气体、可重复充装的移动式压力容器、是具有潜在危险性的特种设备。水压试验作为气瓶定期检验的关键项目,其要点控制已成为试验参数精准度的重要保障。文章从水压试验方法选用、水压试验要点控制的角度,结合笔者多年工作经验,对气瓶定期检验水压试验前、中、后相关要点做一浅析。     

大容积钢质无缝气瓶标准轻量化进展分析

对比分析大容积钢质无缝气瓶欧洲ISO标准体系、美洲DOT标准规范体系和我国新实施的GB/T33145《大容积钢质无缝气瓶》标准,通过在设计、制造、检验试验及使用要求的差异化对比,并结合实例,说明我国大容积气瓶标准偏于保守,不利于轻量化运输。提出我国大容积气瓶标准采用适当提高瓶壁应力和参照ISO标准体系且增加相关氢脆试验的方法,以减薄气瓶壁厚,实现轻量化,提高我国大容积气瓶国际竞争力的思路。     

动态应变仪测试气瓶残余变形率的技术应用

在工件表面特征点粘贴电阻应变片,用应变仪测试局部应力一应变的静态或动态值变化的研究方法,检测结构架、结构梁、结构件局部应力集中分布情况,确定安全使用条件或年限,是比较成熟的技术。对于无缝气瓶等对称性很强的回转体容器,其原材料是标准管材,通过冲压或拉拔加工而形成。这类产品应力集中处较少,圆形或球形轮廓对称性强,每个个体的形状各处差异不大。采用二维电测法直接获得构件表面的应力分布（二维）,进而借助于厚壁容器理论的应变一位移计算法及材料理论,推导获得三维容积的变化。通过理论分析,大量试验对比的实践,数据十分贴合,证实了该法可用于CNG钢瓶的容积残余变形率n值的测定上。     

应用高压共轨技术减小水压试验装置压力波动的研究

气瓶水压试验绝大多数都是依托柱塞泵达到20MPa以上的试验压力,这也是由柱塞泵能够满足压力需要的特性决定的。柱塞泵属于一种往复泵,在工作过程中必然会产生压力波动,这将导致水压试验停泵时的保压压力并不会等于水压试验的设定值。尤其是水压试验之前试验装置的校验,必须满足校验压力与标准瓶标定压力相等。本文研究了应用高压共轨减小水压试验装置的压力波动,使校验压力尽量接近于水压试验设定值的可行性。     

关于国内外大容积钢质无缝气瓶标准的对比分析

美国的DOT规范(3AAX、3T和特殊许可SP8009)、国际标准ISO 11120,以及新颁布的中国国家标准GB/T 33145是三个重要的大容积钢质无缝气瓶的标准,分别代表了美国、欧洲、中国大容积钢质无缝气瓶的设计理念以及对气瓶制造、检验的要求。对三个标准在适用范围、材料、设计、检验和试验、安全泄放装置等方面做了对比分析,阐述了它们之间的相互联系和异同点,介绍了大容积气瓶标准的最新进展。对国标GB/T 33145中值得商榷的两个问题进行了讨论。     

关于《固定式压力容器安全技术监察规程》中水压试验合格标准的探讨

本文针对压力容器水压试验合格标准中对于合格标准的规定,根据容器水压试验的目的,结论的判定,提出针对高压容器等无法进行内部检验的容器应进行水压试验后残余变形量测定,避免设备事故的发生。     

我国长管拖车安全技术发展综述

长管拖车作为专用气体储运装备实现国产化已有10余年时间,其关键部件——长管拖车气瓶(即大容积无缝钢瓶)由于充装介质多易燃、易爆、且具腐蚀性和毒性,具有较高的安全隐患和潜在危险,因此国家将其纳入特种设备进行全寿命安全监管。中国特种设备检测研究院作为长管拖车定期检验专业机构,累计检验长管拖车气瓶万余只,对其制造使用工况、典型失效模式和缺陷评定方法积累了大量数据。本文综述了我国长管拖车气瓶的制造使用现状、安全检验现状和发展趋势,为长管拖车在我国的安全使用及发展提供依据。     

基于ANSYS对车用全复合材料CNG气瓶的安全研究

基于车用全复合材料CNG气瓶近年发生爆炸事故和定期检验中合格率偏低,主要问题在于气瓶内胆存在裂纹、开裂等缺陷。应用ANSYS有限元软件对现役全复合材料气瓶进行模拟,采用自上而下的建模方法,对全复合材料CNG气瓶进行建模,计算、分析全复合材料CNG气瓶在工作压力、试验压力、爆破压力下的应力、应变分布。模拟计算结论为现役全复合材料CNG气瓶出现的裂纹、开裂等缺陷与内胆材料强度不足和气瓶结构设计密切相关。全复合材料CNG气瓶的设计制造阶段要充分考虑内胆材料强度,合理选材,进一步完善气瓶瓶身与瓶阀过渡区域的结构设计,提出改进检验工艺方案。     

用于汽车安全气囊的气体发生器产气性能研究

建立了模拟汽车碰撞过程的实验系统;利用该系统模拟汽车碰撞时产生的撞击信号触发气体发生器开始工作,对模拟安全气囊的密闭、定容积的充气筒内产生的p-t曲线、气体发生器内部的p-t曲线、撞击时产生的a-t曲线进行测试并得到相关测试参数值;从而对气体发生器的产气性能进行研究。测试结果表明,温度对安全气囊的工作有一定影响。利用该测试系统测试得到的数据与美国BREED公司对同类产品的测试结果比较,有很好的相比性,测得的数据可作为气体发生器生产质量的检验依据。     

关于呼吸器用气瓶阀国家标准的探讨

呼吸器是一种自给式的呼吸保护器具,被广泛运用到消防、化工、船舶、石油、矿山等行业,其主要分为空气呼吸器、氧气呼吸器、氮氧混合呼吸器和潜水呼吸器。一直以来,作为特种设备的呼吸器用气瓶阀并没有相关的国家标准,而GB 15382-2011《气瓶阀通用技术条件》并不包括呼吸器用气瓶阀,因此有必要制定相关的国家标准来对其进行规范。目前,《空气呼吸器用气瓶阀技术条件》国家标准已经出台征求意见稿,本文针对意见稿的相关内容,对阀门进出气口连接型式、过滤装置、限流要求、泄压装置及爆破压力等方面提出相关意见和建议。     

环境温度对车用压缩天然气瓶火烧试验的影响

环境温度是研究车用压缩天然气瓶火烧试验机理的一个重要因素,因此有必要定量的研究环境温度对火烧试验的影响。在已有火烧试验数据的基础上,分析了环境温度对车用压缩天然气瓶火烧试验安全泄放压力和火烧持续时间两个关键指标的影响,结果表明安全泄放压力、火烧持续时间和环境温度均呈反比关系。     

自紧压力对玻璃纤维环向缠绕气瓶疲劳性能的影响

运用有限元分析软件,分析了不同的自紧压力对车用玻璃纤维环向缠绕气瓶疲劳性能的影响,采用新的许用应力幅度一循环次数曲线代替JB4752,对不同自紧压力下的疲劳寿命进行了计算,认为不经过自紧只打水压试验是无法满足气瓶疲劳试验要求的。     

氧气瓶内附油脂充氧过程爆炸分析与计算

分析总结了氧气钢瓶物理爆炸和化学爆炸的原因。针对2009年某市发生的一起氧气瓶内含油脂爆炸事故,系统分析了国内曾经发生的几次因油脂导致气瓶爆炸事故。油脂进入到氧气瓶内大都是由于误操作。油脂与高压纯氧接触会发生剧烈的自燃氧化放热,使瓶内的氧气迅速升温升压,超出气瓶承压极限导致爆炸破裂。分析比较发现由油脂导致的气瓶爆炸,其破坏程度不如混入可燃气体导致的气瓶爆炸剧烈,一般不是粉碎性爆炸。在正常的充氧过程中,氧气瓶温度会升高,采用变质量热力学中的方法,计算说明气瓶在充装过程中氧气温度的具体变化。充氧温度计算为充氧工作人员提供参考,如发现异常情况,可以及时地控制和预防。由现场压力表可知氧气瓶在充装至12MPa时发生爆炸,而氧气瓶最小爆炸压力为37.6MPa,油脂燃烧放热,计算可知致使钢瓶爆炸破裂所需要的最小油脂量,为66.4-79.6g。不同的充装压力下发生爆炸,所需要的最小油脂量不同,充装压力越高,爆炸所需要的最小油脂量越少。     

软、硬煤层残余瓦斯含量区域效果检验临界值研究

针对软、硬煤层瓦斯含量区域突出危险性效检指标临界值存在较大差异这一工程实际。建立软、硬煤样相关参数关系模型,对基于残余瓦斯含量的区域防突措施效果检验指标临界值进行研究。结果表明:同一煤质软煤和硬煤瓦斯吸附量差别不大,但随着煤的变质程度降低,软、硬煤瓦斯吸附量差值先减小后增大。对存在软、硬分层的煤层,建议采用0.74MPa时软、硬煤瓦斯含量测值的小值（取整）作为煤层残余瓦斯量指标的临界值。此研究因地制宜地确定符合矿井实际的突出预测指标临界值和区域措施效果检验指标临界值,对降低防突成本具有重要意义。     

分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响,利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统,对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段;随着围压的升高或者瓦斯压力的降低,煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大;相较于常规三轴,煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大,峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大,失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤,该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。     

粒状煤和块状煤等温吸附CH4试验研

为探究不同尺寸煤样吸附瓦斯特性的差异,以漳村矿3#煤为研究对象,利用自主研制的多功能煤吸附/解吸瓦斯参数测定试验装置,开展粒状煤和块状煤的等温吸附试验,测定不同吸附压力下的吸附量和变形量。试验结果表明:在相同的吸附平衡压力下,吸附量随煤样粒径的增大而减小;粒状煤吸附瓦斯的能力大于块状煤,原因是粒状煤的有效比表面比块状煤大,增加的微孔吸附瓦斯使得煤吸附瓦斯量增加。块状煤的变形量随吸附平衡压力而增大,但增加量逐渐减小。经讨论分析可知:煤体吸附膨胀变形是煤基质吸附膨胀和气体压力压缩共同作用的结果;粒状煤测定的吸附常数应用到煤层数值模拟中会引起一定的误差。     

加氢站用45 MPa高压储氢瓶式容器火烧试验模拟*

为研究加氢站用高压储氢容器在火灾下的安全性能,采用计算流体力学（CFD）方法对45 MPa高压储氢瓶式容器火烧试验过程进行模拟研究,结合气瓶火烧试验,分析高压储氢容器火灾下的热响应过程,研究不同因素对储氢容器压力泄放装置动作时间的影响。结果表明:613 s以内试验压力与模拟数据的最大相对误差为3.9%,模型误差在可接受范围;不同充装介质对安全泄放装置动作时间影响不大;不同充装压力对容器内介质压升速率影响较大,充装水平较高时压力泄放装置更快动作,较低的充装压力下容器内介质温升较快;不同环境温度对介质温升影响较小。