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四川省MGY≠委会200华论文集
CNG加气站储气用高压容器
徐东
ー、CNG加气站高压容器失效原因
压缩天然气[CNG]加气站安金运行的关键在于CNG高压储气谷器的安全可靠性,储气容器质量
的关键在于控和防止材料的失效及被裂。
综合分析国内外CNG储气容器失效爆炸,其主要原因为:一是高爪CNG介质的重复充放使容器
材质,在交变成力作用下疲劳失效。二是由于CNG介质中含的、硫化氯和水份有害杂质使容
器材质锈蚀而引起的腐蚀失效。CNG站川高压容器在交变成力和腐鲤应力酥作用下,短时间内失效
破裂,这是CNG高压容器使川中存在意外爆炸的根源。
CN高压容器使用中的突然爆,制约了CNG加气站和NGV汽车产业的发展。为了解决这个问
题,世界T业发达家:提高CG容器的安全可靠性,采取了以下技术措施
1、消除CWら容器内壁ぎ面缺陷。例如,美国CPI气瓶公司在气瓶制造过程中増加了内壁表面喷
丸处理工.艺,将瓶内表面存在的微裂纹及缺陷尽量清除。然后灌入浓度为百分之十五的甲醇溶液,并
充入15Mpa力CNG气体燃料,密封放置15-24小时后,檢验CNG气瓶的抗蚀性能。
2、在CNG容器内壁表面进行防腐涂层处理。如:新西兰国家RI1616《车用轻质CNG气瓶》标
准规定:必须在CNG气瓶(钢质和缠绕瓶)内壁表面喷涂一道醇酸树指,或锌铬酸盐底深,以防止
瓶(谷器)内表面腐蚀。俄罗斯、波兰、澳大利派及ウ克兰等国在CNG容器内表现进行涂层防腐
处理,以提高CNG气瓶的抗蚀能力,确保CNG容器的使用安全。
3、我国四川省机电工.业设研究所,采用中华人民共和国专利局ZL96232953.3号实用新型专
利技术开发成功的SHP型《CNG气瓶内防腐涂料》及加丁新技术为国内首创。该技术产品提高了CNG
站车用高压容器抗蚀能力,有效防止容器腐蚀成力失效。(该技术详见四川省科委99480号科技
成果。此路。
ニ、压缩天然气的特性
1、CNG介质的成份为門烷[CH具有易燃特性,共比重为空气的0.6~0.68kg8Nm,着火点温度
650C左右。
2、CNG介质的爆烨性有二。
A、其在空气中的爆炸极限为4.9~15%
B、よ临界温度为-161.5℃C,是可压缩的气体燃料,所以CNG气体燃料一般乐缩到25~30Mpa后
储运。其高压对储存容器具有很高的要求。
3、CNG燃料中所含硫[S]、硫化R2S]、水[Hり等微量形成化合物质,使金属谷器内表腐蚀、
裂纹扩展而破裂。所以CNG高压容器长期使川过程中存在意外爆炸的危险。
由」CNG介质具イ上述三方面特性,其储存容器在高爪交变压力作用下,使用一定时间后,因
(达到压力寿侖期)压力失效而破裂;储存容器在有彗杂质腐蚀作用下,微裂纹因腐蚀成力而加速扩
展,由腐蚀应力导致容器失效而意外(使用中突然)爆炸。我国CNG加气站运行中发生的万分之七
储气瓶爆炸事故原肉,主要是这两个?素造成的。困此,充分认识和了解CNG介质的特殊性,在
践中对症下药,采取必要的技术防范措施,确保CNG储存容器的设计、制造、防腐质量等是解决CvG
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四川MGW专委会2000年文
加气站高压容器安全、可绵运行的关键和根木
三、CNG站高压储气设各的选择
1、CNG站用高压容器选用原则
(1)CNG加气站储气用高压容器成品,必须达到国、部、行业及企业的产品技术标准。同时必须
满足公称工作压力P≥25Mpa;水压试验爪力Ph=1.5P;Ph=37、5MpaF力下的疲劳试验循环次
数不小于12000次;并经燃烧、枪击和爆炸试验合格。以保证容器在CNG高压交变应力下的使用寿
命不低于10年。服役中气瓶的残余变形率测定值大于10%者必须报废。
(2)CNG加气站储气用高压容器内表面,必须采取有效的内防腐措施,其防腐性能主要指标如下:
A、耐化学试剂性:常温下经10%浓度的H2S0,浸泡600小时合格;
B、耐滲性:浓度15%甲醇溶液浸泡360小时合格
C、耐化氯性:分压1.5Mpa,温度80C,总压40Mpa下,续腐你16g小时合格:
D、耐振性:振幅士1.55m,加速度25m/s2下连振动50万次合格:
E、涂层附着力:大于画圈法二级
F、涂层柔韧性:0,5mp曲字半下成弯130°合格。
G、涂层神:强度:不小」50kg.cm合格。
CNG储气容器的ウ防腐层性能必须全部达到以上要求后方能使用,且符合DB51/T285-1996《内
防腐CNG钢瓶》技术标准,满足对CNG介质中所含杂质的防腐需要。
、CNG站储气容器的分类
压缩天然气加气站储气压力容器的种类如下
(1)钢质无缝气瓶
(2)钢内付复合瓶
金属内讨
无缝容器
复合
复合材料气
(3)铝内复合胞
CNG加所气站
容器分类
(4)塑料内衬复合批
(6)单层罐
(5)球容器
式容
接容
(7)多层”(绑式
(8)管式储筒
9)低爪收附容器
由此可见:CNG站储气无総容器有四种:钢质无缝气瓶、钢内树复合瓶、铝内村复合瓶和塑料内
村复合瓶:焊接容器也有四种:球形容器、单层储罐、多层储罐和管式储筒。日前国内外储存CNVG的
压力容器种数除上述外,天然气还可采州低压吸附储存等共九种。
3、加气站储气容器的主要参数、结构及经济性
CNG加气站储气容器的主要技术参数如下
(1)公称T.作压力P25~3OMpa
(2)水试验压力Ph:1,5PMpa
(3)公称水谷积V:≥50L
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