车用气瓶爆破片提前泄压案例分析.pdf

第3期
-61-
全密封
车用气瓶爆破片提前泄压案例分析
李昱,袁奕雯
(上海市特种设备监督检验技术研究院,上海200333)
[摘要]在役车用压缩天然气瓶用爆破片未及设定爆破压力提前泄压失效这一案例,通常有两种假设原因,即充装温度升
高导致爆破片爆破压力下降和气密性试验保压时间过长导致爆破片结枃损伤。通过分析试验结果,论证了上逑两种假设不
成立。同时,根据实际工况,从法规要求、充装脉冲波动、动载疲劳、爆破片材质均匀性、气瓶阀门结构缺陷等方面对爆
破片失效原因进行了探讨。
[关键词]车用气瓶爆破片;提前泄压;失效;试验结果;分析
车用气瓶爆破片是车用压缩天然气钢瓶上的成。由于受板材的制造工艺所限,整张板材的材
重要安全泄放装置,通常被安装在瓶阀上,与易质厚度具有一定程度的不均匀性,这将最终导致
熔合金塞组合使用。车用气瓶爆破片可以在瓶体爆破片的爆破压力存在一定差异,但大多数爆破
超压条件下爆破泄放,实现瓶体内外压平衡,避片仍服从正态分布,其爆破压力能够落在设计范
免气瓶超压爆炸造成事故。
围内,极个别爆破片偶见超压未爆或提前泄放,
2014年,某气瓶制造企业在向国内著名整车
属于小概率事件。根据国内知名爆破片厂经验数
厂供货配套车用气瓶时,配装了进口车用压缩天
据,对正拱普通型爆破片的数据采集分析,其大
然气瓶阀,在充装26MPa天然气时,还未达到充
致温度压力曲线及温度修正系数如图1。
装压力即发生爆破片泄压失效事件。据了解,该
批瓶阀采用易熔合金和爆破片串联式组合,爆破
3s0-36L
因康镍
片标定爆破压力为常温30~33MPa安全泄放。因
此,该气瓶制造企业委托上海市特种设备监督检
250
验技术研究院对其失效原因进行分析。
乃尔
200
根据 TSG RFO(01-2009《气瓶附件安全技术检とo
测规程》的要求,气瓶阀门的制造单位应当取得o
《特种设备制造许可证》,取得《制造许可证》
50
的条件之一是要进行型式试验,其中一项是对爆
316L
破片的爆破压力进行验证。此次试验用的车用压
缩天然气瓶阀为进口件,但此国外厂商已取得中
铝
国国家质检总局颁发的《制造许可证》,不存在
100
因障镍
无证生产情况。
1爆破片及气瓶爆破片概述
200
乃尔
爆破片的材料一般有304、316L、因康镍、
0.500.751.01,251.501.752.02.25
镍、铝、蒙乃尔、银等材质,结构型式一般有正
温度修正系数
拱型、反拱型、平板型和特殊型。
图1正拱普通型爆破片温度压力曲线及温度修正系数
气瓶爆破片一般选用304不锈钢,结构型式2原因假设及试验验证
般为平板普通型或正拱普通型。平板普通型爆
据了解,该批瓶阀在安装后,随气瓶进行
破片是从一张大规格板材上使用线切割的方式加
工成形。正拱普通型爆破片是先从大规格板材
作者简介:李昱(1983-),女,江西广丰人,硕士研究生,工
程师。在上海市特种设备监督检验技术研究院主要从事气瓶、气瓶
上割取成圆形平板,再设定一定的拱高后压制而
阀门、气瓶用爆破片型式试验研究工作
石油和化工设备
62-■安全密封
2016年第19卷
图
图3
整车气密性试验,试验压力为公称工作压力26温度设定为室温、60℃及80℃:乙组及丙组的瓶
MPa,试验时间为24h。试验瓶阀参见图2,该瓶阀均已承受过26MPa、24h的气密性试验,乙组爆
阀选用车用气瓶爆破片,参见图3。
破温度设定为60℃;丙组爆破温度设定在80℃。
经厂家初步判断,该批爆破片失效的原因可
使用国家气瓶阀门检测中心的气瓶阀爆破片
能有两个,一是由于气瓶充装过程中,瞬间瓶内试验机(型号为HQ-AXY-01),对上述13组瓶阀
温度升高导致爆破片爆破压力下降;二是气密性
进行爆破片油压爆破试验,试验结果如表1,其曲
时间较长,导致爆破片产生结构性损伤。
线趋势图参见图4和图5。
为了验证上述假设,试验人员选取了从气瓶
上经气密性试验后的8只车用压缩天然气瓶阀和
实测破压力(温度对比)
实爆破压力
5只未拆封瓶阀作为样品。考虑到气瓶充装过程
3
中,瓶体内瞬间温度可达到80℃,此外,根据TSG
R0009-2009《车用气瓶安全技术监察规程》规
29
定,气瓶的最高使用温度为60℃,因此,将上述
样品分为甲乙丙三组进行测试。甲组为新瓶阀,
表1不同爆破温度条件下车用气爆破片实爆破结果
甲组甲割甲組03甲组乙组乙组乙组乙組01甲组丙组内组内组丙组
01-0E
04-01-e1-43
0510010304
备注
甲组-0120
32.59
新阀
图4试验条件下实爆破压力曲线图(温度对比)
甲组-02
新阀
甲组-03
32.11
新阀
实测烟破压为(新图间对比)
实测爆破压力
甲组-04
b
29,45
新阀
甲组-05
29.65
新阀
乙组-0160
29.85已承受26MPa气密性试验
乙组-02
30.55已承受26MPa气密性试验
乙组-0360
29.5已承受26MPa气密性试验
27
26
乙组-0460
29.45已承受26MPa气密性试验
「19
191
丙组-01
80
28.95已承受26MPa气密性试验
甲组甲组组甲组甲组05乙组乙组乙组乙组04组丙细组丙组
丙组-0180
29.75已承受26MPa气密性试验
01-021-03-04
01-02-7
01-01-03104
丙组-0380
28.55已承受26Pa气密性试验
28.45已承受26Pa气密性试验
5试验条件下实測爆破压力曲线图(新日阀对比)
丙组-04