气瓶专业知识

1气瓶专业知识2目录：气瓶专业知识1.气体的概念2.气瓶的概念3.气瓶的分类4.气瓶的专用要求5.气瓶的典型结构6.气瓶的主要技术参数7.气瓶附件8.气瓶的充装使用9.气瓶的检验周期与报废年限10.气瓶检验相关的法规标准3第一节气体的概念在环境温度（常温）及大气压（常压）的条件下，以气态存在的物质称为气体。第二节气瓶的概念《特种设备安全监察条例》将气瓶纳入特种设备进行国家安全监察管理，气瓶的定义：盛装公称工作压力大于或等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa.L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的移动压力容器。4第三节气瓶的分类气瓶品种繁杂，从而可以引申出多种分类方法。例如：按结构可分为：无缝气瓶、焊接气瓶、复合气瓶；按材料可分为：钢质气瓶、有色金属气瓶、非金属气瓶；按充装介质可分：为永久气体气瓶、液化气体气瓶、溶解气体气瓶等。以下从分类监管的角度，根据气瓶的压力等级、介质特性、结构、制造工艺及许可条件等不同要求，参照TSGR0006-2014《气瓶安全技术监察规程》、TSGZ7001-2004《特种设备检验检测机构核准规则》和TSGR7003-2011《气瓶制造监督检验规则》的规定，对气瓶作出如下分类：5TSGR0006-2014《气瓶安全技术监察规程》1.2适用范围本规程适用于正常环境温度(-40℃～60℃)下使用的、公称容积为0.4L～3000L、公称工作压力为0.2MPa～35MPa(表压，下同)且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L，盛装压缩气体、高(低)压液化气体、低温液化气体、溶解气体、吸附气体、标准沸点等于或低于60℃的液体以及混合气体(两种或两种以上气体)的无缝气瓶、焊接气瓶、绝热气瓶、缠绕气瓶、内部装有填料的气瓶以及气瓶附件。6一.按TSGR0006-2014《气瓶安全技术监察规程》分类1．按公称工作压力（1）高压气瓶：公称工作压力≥10MPa以上的气瓶；（2）低压气瓶：公称工作压力＜10MPa以下的气瓶。2．按公称容积（1）小容积≤12L（含12L）以下；（2）12L＜中容积≤150L；（3）＞150L以上为大容积。7二、参照TSGZ7001-2004《特种设备检验检测机构核准规则》和TSGR7003-2011《气瓶制造监督检验规则》分类1.无缝气瓶瓶体无接缝的气瓶，主要有钢质无缝气瓶和铝合金无缝气瓶二种，用于充装永久气体或高压液化气体。钢质无缝气瓶的现行制造标准为GB5099-1994《钢质无缝气瓶》，其制造方法一般采用钢坯为原料，经冲拔拉伸、收口制成；另外一种方法是以无缝钢管为原料经收底、收口制成，目前国内厂家常用这种制造工艺。铝合金无缝气瓶的现行制造标准为GB/T11640-2001《铝合金无缝气瓶》。2.焊接气瓶瓶体有焊缝的气瓶，用于充装低压液化气体，如液氯、液氨、液化丙烷等。钢质焊接气瓶的现行制造标准为GB5100-2011《钢质焊接气瓶》，其制造采用焊接方式将筒体、封头、阀座、塞座等受压元件连接起来。83.液化石油气钢瓶专门用于充装液化石油气的钢质气瓶，从制造方法上也属于焊接气瓶，但由于液化石油气钢瓶在我国使用的广泛性及重要性，故单独制订了制造标准GB5842-2006《液化石油气钢瓶》。4.溶解乙炔气瓶瓶内装有多孔填料及溶剂，用于充装乙炔的气瓶。现行制造标准为GB11638-2011《溶解乙炔气瓶》，其焊接式壳体制造方法按照GB5100-2011《钢质焊接气瓶》；无缝式壳体制造方法按照GB5099-1994《钢质无缝气瓶》。95.特种气瓶特种气瓶是指车用气瓶、低温绝热气瓶（公称工作压力的下限为0.2MPa）、纤维缠绕气瓶和非重复充装气瓶（《气瓶安全监察规程》第2条）。上述气瓶现行制造标准有：GB17258-1998《汽车用压缩天然气钢瓶》、GB17259-2009《机动车用液化石油气钢瓶》、GB17268-2009《工业用非重复充装焊接钢瓶》、GB24159-2009《焊接绝热气瓶》、GB24160-2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》等。6.长管拖车气瓶、管束式集装箱气瓶长管拖车气瓶产品，容积已有2600L，如美国、德国和意大利等国生产2000L以上的长管拖车气瓶已有多年经验。大容积气瓶已是发展趋势，国内企业也在积极研制、生产此类产品。10按照特种设备目录（2014年）1、无缝气瓶2、焊接气瓶3、特种气瓶（内装填料气瓶、纤维缠绕气瓶、低温绝热气瓶）11三.按充装介质分类1.10瓶装气体介质(1)压缩气体，是指在-50℃下加压时完全是气态的气体，包括临界温度(Tc)低于或者等于-50℃的气体，也称永久气体；(2)高(低)压液化气体，是指在温度高于-50℃下加压时部分是液态的气体，包括临界温度(Tc)在-50℃～65℃的高压液化气体和临界温度(Tc)高于65℃的低压液化气体；(3)低温液化气体，是指在运输过程中由于温度低而部分呈液态的气体，临界温度(Tc)一般低于或者等于-50℃。也称为深冷液化气体或者冷冻液化气体；(4)溶解气体，在压力下溶解于气瓶内溶剂中的气体；(5)吸附气体，在压力下吸附于气瓶内吸附剂中的气体。12压缩气体共15种：空气、氧气、氮气、氩气、氖气、氦气、氪气、四氟化碳、氟、一氧化氮、三氟化硼、氚、氢气、甲烷、一氧化碳。目前国内用于瓶装的液化气体共54种，其中高压液化气体16种，低压液化气体38种（表6-2）。国标GB16163《瓶装压缩气体分类》并规定：在压力下溶解于气瓶内溶剂中的气体为溶解气体。溶解乙炔是最具有代表性的溶解气体。我国的液化石油气事业得到了飞速发展。由于液化石油气具有易燃易爆的特性，因此液化石油气越发展，城镇居民使用液化石油气越普及，其造成燃烧爆炸事故的可能性越大。为此国家有关部门将液化石油气从其他瓶装气体中分离出来，加强管理。13高压液化气体的临界温度（16种）气体名称氙二氧化碳氧化亚氮六氟化硫临界温度／℃16.631.036.445.6气体名称氯化氢乙烷乙烯三氟氯甲烷临界温度／℃51.532.39.228.8气体名称三氟甲烷六氟乙烷偏二氟乙烯氟乙烯临界温度／℃20.619.729.754.7气体名称三氟溴甲烷磷烷乙硼烷硅烷临界温度／℃66.851.916.7-3.51415瓶装气体及使用的钢瓶见下表：16气瓶类别;公称工作压力MPa（at）试验压力MPa（at）瓶的结构充装气体压缩气体钢瓶29.42（300）44.13（450）无缝空气､氧､氢､氮､氩､氦､氖､氪､甲烷等19.61(200)29.42(300)14.71(150)22.05(225)空气､氧､氢､氮､氩､氦､氖､氪､甲烷、四氟甲烷､三氟化硼等高压液化气体钢瓶19.61(200)29.42(300)三氧化碳､一氧化二氮､乙烷､乙烯等14.71(150)22.06(225)12.26(125)18.63(190)一氧化二氮､乙烷､乙烯､氙､氯化氢､三氟甲烷､六氟化硫､三氟氯甲烷､六氟乙烷､偏二氟乙烯､氟乙烯､三氟溴甲烷等7.86(80)11.77(120)六氟化硫､三氟氯甲烷､六氟乙烷､偏二氟乙烯､氟乙烯､三氟溴甲烷等低压液化气体钢瓶和溶解气体钢瓶4.90(50)7.35(75)焊接溴化氢､硫化氢､碳酰氯等3.92(40)5.88(90)乙炔(溶解气体)2.94(30)4.41(45)氨､丙烷､丙烯､二氟甲烷､三氟乙烷等1.96(20)2.94(30)氯､二氧化硫､环丙烷､六氟丙烯､二氟二氯甲烷､偏二氟乙烷､三氟氯乙烯､氯甲烷､甲醚､四氧化二氮､氟化氢､溴甲烷等0.98(10)1.47(15)丁烷､异丁烷､异丁烯､丁烯､丁二烯､一氟二氯甲烷､四氟二氯乙烷､二氟氯乙烷､氯乙界､氯乙烯､溴乙烯､甲胺､二甲胺､三甲胺､乙胺､甲基乙烯基醚､环氧乙烷等17第四节气瓶专用要求盛装单一气体的气瓶必须专用，只允许充装与制造标志规定相一致的气体，不得更改气瓶制造标志及其用途，也不得混装其他气体或者加入添加剂。盛装混合气体的气瓶必须按照气瓶标志确定的气体特性充装相同特性(注1-4)的混合气体，不得改装单一气体或者不同特性的混合气体。注1-4：气体特性是指毒性(T)、氧化性(O)、燃烧性(F)和腐蚀性(C)。18第五节气瓶的典型结构一.无缝气瓶典型结构型式图13.2-2无缝气瓶的制造标准GB5099《钢质无缝气瓶》，它变化比较大的地方是底部结构，因此无缝气瓶按其端部结构共有五种型式，其结构如图13.2-1所示。二.焊接气瓶典型结构型式焊接气瓶具有代表性的有三种类型：l.液氯气瓶、2.液化石油气钢瓶、3.溶解乙炔气瓶。气瓶主体是筒体和封头。筒体用钢板冷卷成型，封头的形状允许为椭圆形、碟形或半球形。气瓶还包括阀座、颈圈、环形垫板、护罩、底座、导管及气瓶附件（瓶帽、瓶阀、防震圈和易熔合金塞）等。液氯气瓶：制造标准GB5100,为三件组装型式，结构见图13.2-3所示。它的主要特点是内部有导管、环形垫板，气瓶底部有易熔塞座和易熔合金塞。19液化石油气钢瓶：制造标准GB5842-2006按公称容积分为6种规格，YSP4.7（1.9Kg）、YSP12（5.0Kg）、YSP26.2（11Kg）、YSP35.5（14.9Kg）、YSP118（49.5Kg）、YSP118-Ⅱ(用于气化装置的液化石油气储存设备)型。YSP4.7、YSP12、YSP26.2、YSP35.5如图13.2-4所示（但无耳片、无衬圈）。瓶体由上、下两封头组成(即两件组装型式)，中间有一环焊缝。采用缩口插入装配型式。YSP118型液化石油气钢瓶与前面叙述的液化石油气钢瓶不同的是瓶体由两个封头和一件筒体三件组装而成。有两条环焊缝和一条纵焊缝(纵焊缝不得有永久性衬板)封头和筒体采用插入式装配。根据制造标准GB5842-1996，护罩应焊接在瓶体上，GB5842-2006延用此规定，因此目前在用的钢瓶均无耳片（瓶耳）。20液氯气瓶的结构21液化气钢瓶的典型结构22溶解乙炔气瓶：市场上销售的溶解乙炔气瓶多为公称容积40升的三件组装形式。而国外(美国)多为无缝或两件组装形式。现在国内已有制造厂有能力生产两件组装形式溶解乙炔气瓶。图13.2-5为三件组装形式的溶解乙炔气瓶典型结构形式。筒体纵焊缝一般采用双面埋弧焊，而环焊缝有的是双面对接埋弧焊，也有是单面焊双面成型的气体保护焊，还有采用缩口型式，用单面埋弧焊施焊完成。它的特点是易熔合金塞座焊接在上封头非中心位置，它的颈圈用低碳圆钢车制而成，焊接在上封头中心位置。内部装有多孔填料。23焊接式溶解乙炔气瓶24三、焊接绝热气瓶典型结构型式焊接绝热气瓶由内胆（贮存低温液体，并能承受工作压力的内壳体）、外壳（形成和保护气瓶绝热空间的外壳体）以及夹层中的绝热层和阀门管路系统组成。内胆与外壳之间的连接应能保持稳固，并能承受移运过程中的惯性载荷。内胆的组成应为三部分，即一个筒体和上下封头，纵焊缝不得多于一条，环焊缝不得多于两条，不允许两片式结构。气瓶应采用真空多层绝热方式。25焊接绝热气瓶典型结构型式26四、纤维缠绕气瓶典型结构型式纤维缠绕气瓶由无缝内胆和缠绕层组成，内胆对充装气体起密封作用，其外侧缠绕的纤维层与树脂固化结合后起加强作用。此种结构的气瓶与单层气瓶相比，可大幅提高容重比。常见的纤维缠绕气瓶有：车用纤维缠绕压缩天然气瓶、呼吸器或救护器用纤维缠绕气瓶（充装空气或氧气）等。复合及缠绕的型式有三种：1.金属内胆环向缠绕气瓶（一般为钢内胆，轴向应力由钢内胆承担，浸渍树脂的缠绕层承担部分环向应力）。272.金属内胆纤维全缠绕气瓶（纤维螺旋状和轴向缠绕，在轴向和环向上都加强，一般为铝内胆，玻璃纤维或碳纤。下图是铝合金内胆纤维全缠绕气瓶示意图。①超薄壁铝内套②光滑无害的内涂层③隔离层④包封在环氧树脂基体中的高性能碳纤维⑤高强度玻璃纤维增强塑料(FRP)保护层⑥弧形底座⑦平行或者锥形螺纹283.全复合材料气瓶由非金属内胆和外