壓縮天然氣汽車燃?xì)庀到y(tǒng)安裝質(zhì)量控制技術(shù)

江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院昆山分院 袁健偉 趙玉青

0 概述

由于天然氣具有降低排放污染，減少行車費(fèi)用的特點(diǎn)，近年來，隨著汽油價格的持續(xù)走高及城市環(huán)境保護(hù)的要求，發(fā)展CNG 汽車受到了社會各界的重視。但CNG 汽車燃?xì)庀到y(tǒng)的壓力高，聯(lián)接點(diǎn)多，使用中受到劇烈外載荷作用時，容易發(fā)生位移、泄漏等情況，產(chǎn)生不安全因素。

1 安裝前的準(zhǔn)備

CNG汽車安裝設(shè)計(jì)圖樣是保證CNG汽車安裝質(zhì)量的根本前提，由于法規(guī)未對安裝設(shè)計(jì)圖樣提出具體要求，當(dāng)前安裝單位對設(shè)計(jì)圖樣的管理比較混亂，有的單位僅有示意圖，很多設(shè)計(jì)圖樣無法指導(dǎo)實(shí)際安裝工作，為了能使安裝工作有序規(guī)范，確保安裝質(zhì)量，安裝前必須做好設(shè)計(jì)圖樣的繪制，可以從以下二個方面進(jìn)行：

1.1 設(shè)計(jì)圖樣的技術(shù)要求

設(shè)計(jì)圖樣應(yīng)能充分地指導(dǎo)實(shí)際安裝工作的開展，應(yīng)做到一種車型一張圖樣，因?yàn)楦鞣N車型的結(jié)構(gòu)、規(guī)格尺寸各異，氣瓶、管線及其它專用裝置的安裝位置、技術(shù)要求也不相同，所以不同規(guī)格車型的設(shè)計(jì)圖樣應(yīng)分別出具。圖樣還應(yīng)提出具體的設(shè)計(jì)說明和技術(shù)要求，一般應(yīng)包含以下內(nèi)容：依據(jù)的設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范，常見專用裝置具體安裝要求，如：支架結(jié)構(gòu)尺寸；緊固件的規(guī)格及扭緊力矩；氣瓶規(guī)格、固定形式；支架與汽車的連接方式；高、低壓管線的材質(zhì)、規(guī)格；加氣口等其它專用裝置具體安裝要求。

1.2 圖樣的完整性、有效性。

設(shè)計(jì)圖樣應(yīng)有設(shè)計(jì)、審批人員簽字，為確保設(shè)計(jì)圖樣的正確、完整，設(shè)計(jì)圖樣擬由熟悉車輛和特種設(shè)備的人員共同進(jìn)行設(shè)計(jì)，由安裝單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。

2 常見專用裝置安裝

2.1 儲氣瓶系統(tǒng)

2.1.1 氣瓶

儲氣瓶是整個系統(tǒng)最重要的部件，安裝前應(yīng)審查擬安裝的車用氣瓶及其安全附件的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證明書、監(jiān)督檢驗(yàn)證書是否齊全，是否符合要求。

安裝前應(yīng)核查氣瓶及瓶閥的標(biāo)志是否和合格證、質(zhì)保書一致，檢查氣瓶及其瓶閥的外觀質(zhì)量是否符合要求，纏繞氣瓶的纏繞層是否有白紗、纖維裸露、纖維斷裂、樹脂積瘤以及離層、劃痕等缺陷。

2.1.2 支架

支架安裝是氣瓶安裝的一個重要環(huán)節(jié)，其安裝質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到氣瓶的安全運(yùn)行，安裝前應(yīng)核查支架(含氣瓶托架、夾環(huán))的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料是否符合設(shè)計(jì)要求，自制的支架應(yīng)逐個進(jìn)行支架強(qiáng)度試驗(yàn)，外購的支架應(yīng)核查其質(zhì)保書及支架強(qiáng)度測試記錄，滿足要求后才允許安裝，必要時可進(jìn)行支架強(qiáng)度抽查試驗(yàn)。

2.1.3 安裝

小型車輛的儲氣瓶一般安裝于車輛的后備箱內(nèi)，當(dāng)儲氣瓶不得不安裝在駕駛室或載人車廂內(nèi)時，應(yīng)確保燃?xì)饧词褂行孤┮材苤蓖ù髿?，而不能積聚在車廂內(nèi)，此時應(yīng)用密封盒、波紋管及通氣接口將瓶口閥及連接的高壓接頭與駕駛室或載人車廂安全隔離，通氣口排氣方向應(yīng)指向車尾并與地面成45°圓錐的范圍內(nèi)，且應(yīng)與排氣口保持一定距離，安裝完成后，應(yīng)對氣密盒進(jìn)行密封試驗(yàn)。

為了保持儲氣瓶穩(wěn)定及固定牢固，其固定座應(yīng)設(shè)置于車輛的承載結(jié)構(gòu)件上，一般可設(shè)置于橫向或縱向車體大梁上，但安裝時不得影響車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，嚴(yán)禁將固定座安裝于車廂非承載鋼板上，安裝時應(yīng)同時確保氣瓶閥與汽車外輪廓邊緣的距離不小于200 mm。

為防止儲氣瓶因?yàn)閼T性力的作用而發(fā)生超過允許的位移，在緊固螺栓緊固時應(yīng)配合采用彈性墊片來防止螺栓松動，施加的扭緊力矩應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，過大的扭緊力會損傷螺栓，過小又不能保證固定。在儲氣瓶與固定座之間應(yīng)墊有防止儲氣瓶旋轉(zhuǎn)、移動、松動的橡膠墊，其厚度應(yīng)不小于4 mm，氣瓶一般通過兩個柵帶固定，柵帶與瓶體應(yīng)確保貼合良好，在氣瓶與柵帶之間可墊一層膠墊來保護(hù)氣瓶，橡膠墊可采用膠帶粘結(jié)于支架上來防止自身移動和脫落，固定座之間間距應(yīng)能保持儲氣瓶的穩(wěn)定，安裝固定后，不應(yīng)因振動、顛簸而出現(xiàn)松動、脫落等現(xiàn)象。

2.2 管路系統(tǒng)

安裝在天然氣汽車上，連接儲氣瓶到減壓調(diào)節(jié)器之間的所有管件及接頭稱為高壓管路。高壓管路一般采用剛性不銹鋼管，高壓管接頭應(yīng)安裝在易于操作的位置，且應(yīng)得到有效的保護(hù)，高壓管路和高壓管接頭只能一次性使用，不允許修理，不得重復(fù)使用。剛性高壓管路應(yīng)用固定卡有效地固定在車身上，卡間距不應(yīng)大于600 mm，并應(yīng)在每一彎曲處的前、后進(jìn)行卡固。高壓管路應(yīng)有產(chǎn)品合格證，且在產(chǎn)品明顯部位有如下的永久性標(biāo)志：產(chǎn)品規(guī)格型號、公稱工作壓力、生產(chǎn)日期和批號、生產(chǎn)廠商標(biāo)、識別標(biāo)志“CNG”。低壓柔性管路應(yīng)安裝牢固并有足夠的長度，以允許發(fā)動機(jī)振動引起的位移。

2.3 加氣口

加氣口一般安裝在車輛引擎蓋下，能耐受的工作溫度范圍為-40～120℃，加氣口至汽車外輪廓邊緣的距離不應(yīng)小于15 mm，接口內(nèi)應(yīng)安裝一只僅由壓力差開啟的單向閥。加氣口應(yīng)有防止水和灰塵進(jìn)入接口并能防止接口損傷的防塵蓋；有避免防塵蓋脫開接口后丟失的構(gòu)件，加氣口與高壓管線之間應(yīng)設(shè)置單向閥和截止閥。加氣口產(chǎn)品應(yīng)有包含加氣口型號規(guī)格、制造廠名或其標(biāo)志、生產(chǎn)批號和日期的永久性標(biāo)志，加氣口的出廠文件應(yīng)包括產(chǎn)品合格證、裝箱清單及產(chǎn)品使用說明書。

2.4 減壓調(diào)節(jié)器

通過減壓調(diào)節(jié)器減壓后，高壓氣體將被減壓至0.2 MPa，減壓過程需要從外界吸收熱量，為確保減壓調(diào)節(jié)器可靠工作，應(yīng)將它安裝在振動較小，靠近發(fā)動機(jī)的位置，但不應(yīng)直接安裝在發(fā)動機(jī)上，與發(fā)動機(jī)間應(yīng)采用柔性連接。當(dāng)減壓調(diào)節(jié)器采用發(fā)動機(jī)冷卻液加熱時，其安裝高度應(yīng)低于散熱器頂部，且宜安裝于節(jié)溫器以下。

2.5 天然氣濾清裝置

理論上加氣站內(nèi)提供的車用天然氣可以不經(jīng)過濾可以直接供發(fā)動機(jī)使用，實(shí)際上，在車輛改裝或日常加氣時可能會帶入一些附塵、碎屑，如高壓管線切割平整時可能殘存的一些毛刺，加氣槍口有附塵等等，這些固體微粒一旦進(jìn)入發(fā)動機(jī)，將會引起發(fā)動機(jī)受損，所以必須安裝濾清裝置，并定期清理。

3 試驗(yàn)

3.1 氣瓶安裝強(qiáng)度測試

氣瓶安裝強(qiáng)度測試是為了驗(yàn)證儲氣瓶能否在上下左右前后六個方向能承受8 倍于充滿工作壓力的天然氣儲氣瓶重力的靜力，且位移不超過13 mm。測試工作在試驗(yàn)臺上進(jìn)行，在試驗(yàn)臺上的安裝方法不應(yīng)使氣瓶強(qiáng)度加強(qiáng)，測試時應(yīng)先將百分表觸頭移動置于千斤頂頂頭所對應(yīng)點(diǎn)另一面最凸點(diǎn)，再將千斤頂置于對應(yīng)點(diǎn)，按該氣瓶充滿氣后的重量×8，即為所測氣瓶應(yīng)承受的靜力，施加該載荷，查看百分表接觸頭移動數(shù)，即為氣瓶和支架位移數(shù)，按六個方面依次操作，便得到六個方面的位移數(shù)。測試時應(yīng)注意：千斤頂前部應(yīng)放置一與氣瓶同弧度光滑的輔助受力塊，以免千斤頂頂頭損壞纏繞氣瓶的纏繞層。

3.2 系統(tǒng)泄漏性試驗(yàn)

系統(tǒng)泄漏試驗(yàn)以發(fā)泡液試驗(yàn)法為佳，試驗(yàn)時應(yīng)使用中性發(fā)泡液，將發(fā)泡液涂覆在整個被檢測部位的表面上，將試驗(yàn)壓力上升到20 MPa 后，重點(diǎn)觀察高壓管路聯(lián)接頭部位，5 min 內(nèi)不得有氣泡產(chǎn)生，試驗(yàn)后，應(yīng)將被檢測部位的發(fā)泡液擦拭干凈，以免對系統(tǒng)部件產(chǎn)生腐蝕。如在試驗(yàn)過程中有滲漏，應(yīng)關(guān)閉氣瓶閥，待管路中的氣體排出后，再擰緊卡套或接頭，不得帶壓緊固。

3.3 氣密盒密封性試驗(yàn)。

試驗(yàn)時將壓縮空氣通入被試件任一孔口，密封其他孔口，試驗(yàn)氣體壓力為0.01 MPa，用涂液法檢測，持續(xù)1 min 后，不得有氣泡產(chǎn)生。

4 標(biāo)志和銘牌

4.1 標(biāo)志

改裝后的汽車應(yīng)在車輛前端和后端醒目位置分別放置天然氣汽車標(biāo)志，標(biāo)志圖形為有邊框的菱形，在如圖1 所示的d×e 方框中居中勻稱地布置有大寫印刷體英文字母“CNG”，圖形中字母背景為乳白色，字母和邊框?yàn)榈G色。

圖1 壓縮天然氣汽車標(biāo)志

4.2 銘牌

應(yīng)在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)或充氣閥附近安裝永久性銘牌，內(nèi)容應(yīng)符合GB/T18437.1 的規(guī)定，建議在充氣口附近醒目位置設(shè)置儲氣瓶下次檢驗(yàn)日期的警示標(biāo)志來防止過期瓶被誤充裝的可能。

5 結(jié)語

燃?xì)獗热加透?jīng)濟(jì)、環(huán)保，近年來，油改氣工作得到了快速發(fā)展，受到了廣大用戶的歡迎。由于汽車行駛在城市的大街小巷，而CNG 系統(tǒng)壓力極高，加之易燃易爆的特性，一旦發(fā)生燃?xì)庀到y(tǒng)泄漏等情況而引發(fā)事故，造成的后果和產(chǎn)生的影響將難以估量。為更好地促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，消除安全隱患，提高CNG 汽車的安裝質(zhì)量顯得尤為重要。