楊樹軍

沈陽歐施盾新材料科技有限公司

車用壓縮天然氣氣瓶發(fā)展與檢驗

楊樹軍

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隨著我國經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，我國的工業(yè)也隨著快速的發(fā)展，這導致了我國對石油的依存度過高，同時我國的環(huán)境也收到了一定的污染，為了改變這種現(xiàn)狀，我國重點開展了用天然氣替代成品油作為能源的主要研究，并且已經(jīng)取得了一定的成績。作者根據(jù)自身多年的工作經(jīng)驗，對車用天然氣儲氣瓶的發(fā)展進行了簡要的介紹，同時儲氣瓶的發(fā)展主要是由于天然氣行業(yè)的快速發(fā)展所帶動的，但是在車用氣瓶的發(fā)展過程中需要格外的注意天然氣氣瓶的使用安全，要高度重視對氣瓶的檢驗。

CNG；車用天然氣；氣瓶；檢驗

前言

就目前全世界的環(huán)境情況來講，大部分地區(qū)都面臨著重大的環(huán)境問題，并且世界各國已經(jīng)將環(huán)境問題列入到繼續(xù)解決的重要問題之一。目前我國正處于經(jīng)濟、工業(yè)高速發(fā)展的時期，但是在我國發(fā)展的同時對環(huán)境也造成了一定的污染。在全球污染最嚴重城市的排名中，中國占據(jù)了很多的席位。造成環(huán)境污染的重要原因之一就是汽車尾氣排放對環(huán)境所造成的污染。為了有效的緩解我國的環(huán)境污染問題，現(xiàn)在正逐步的用CNG汽車、油電混合動力汽車等代替，這樣做可以有效的降低對環(huán)境的污染。最近幾年，天然氣在各國的發(fā)展都非常迅猛，這種能源的發(fā)展趨勢即世界能源發(fā)展的一個趨勢，同時也是對環(huán)境的一種保護。

1、車用天然氣氣瓶的發(fā)展

現(xiàn)階段一些專家認為天然氣汽車是當前比較符合發(fā)展需要的一種具有較低污染程度的汽車，特別是對各國的出租車以及公交車來講?，F(xiàn)在，天然氣已經(jīng)被世界各國廣泛應(yīng)用，在我國由于天然氣具有較高的經(jīng)濟效益以及不錯的環(huán)保屬性，使得天然氣也收到了一致的認可和廣泛的應(yīng)用，與此同時，天然氣汽車也隨之迅猛的發(fā)展。但是與傳統(tǒng)的成品油燃料相比，天然氣汽車多出了一個至關(guān)重要的零件——壓縮天然氣氣瓶，一般來講其工作壓力為20兆帕，是一種高壓容器。我國當前所使用的CNG氣瓶主要有鋼質(zhì)氣瓶與復合材料氣瓶，同時根據(jù)目前CNG氣瓶的發(fā)展方向來看，復合材料氣瓶將會是今后的發(fā)展方向。

2、車用天然氣瓶的發(fā)展

在上世紀中期，意大利和俄羅斯首先開始使用CNG作為汽車的燃料，因為壓縮天然氣有著非常好的經(jīng)濟效益，并且汽車尾氣對空氣的污染較小，這使得使用壓縮天然氣作燃料的汽車得到了快速的發(fā)展。通常情況下來講，汽車上使用的壓縮天然氣氣瓶的常用壓力為20兆帕。在最開始的一段時間車上使用的CNG氣瓶都是由鋼質(zhì)材料制成的，在上世紀70年代初，意大利將車用天然氣鋼瓶進行了輕量化處理，并且其工作強度沒有被降低，這就使得新生產(chǎn)的輕量化鋼瓶得到了世界的廣泛認可與使用。

在19世紀末期，美國的大量汽車開始使用壓縮天然氣作為行駛的主要燃料。到20世紀70年代后期，呼吸氣瓶已經(jīng)發(fā)展到內(nèi)膽是金屬材料，并且使用玻璃纖維纏繞的航空航天使用的氣瓶技術(shù)。在上世紀80年代中期，氣瓶還是使用鋁制內(nèi)膽，并且同樣使用玻璃纖維進行纏繞。但是這種氣瓶的是一種非常安全保守的設(shè)計方式，因為即使纏繞的纖維復合材料發(fā)生損壞，僅僅是鋁制內(nèi)膽所能承受的壓力就可以達到20兆帕。從整體上來講，國外對車用天然氣氣瓶的發(fā)展以及研制做出了極大的貢獻，并且整個氣瓶的生產(chǎn)、使用、檢驗等體系已經(jīng)較為完善，目前車用天然氣壓縮氣瓶行業(yè)的主要工作是新產(chǎn)品的研制以及開發(fā)。

3、我國車用天然氣氣瓶的發(fā)展

我國首先出現(xiàn)天然氣氣瓶的地區(qū)為四川，在19世紀八十年代出現(xiàn)了NGV-1型的鋼制氣瓶，主要安裝在卡車以及公交車的下部，這種氣瓶與意大利所生產(chǎn)的輕化的CNG氣瓶相類似。推動四川車用天然氣氣瓶行業(yè)發(fā)展的主要原因是我國的四川盆地天然氣儲量較多，但是原油儲量卻少。由于車用輕型的CNG鋼瓶設(shè)計的應(yīng)力很高，同時天然氣中含有硫與水分，這就造成了壓縮天然氣鋼瓶會出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕失效的情況。在上世紀九十年代末期，我國政府發(fā)頒布了車用天然氣鋼瓶的生產(chǎn)標準，根據(jù)我國實際情況，將歐洲等高標準的設(shè)計應(yīng)力降低到符合我國國情的情況，這樣就使得天然氣鋼瓶在我國繼續(xù)的快速發(fā)簪。

4、我國天然氣鋼瓶的發(fā)展方向

現(xiàn)階段我國所使用的壓縮天然氣氣瓶主要分為兩類：分別是鋼制的氣瓶以及復合材料的氣瓶。同時復合材料的氣瓶有可依據(jù)內(nèi)膽材料的不同可以分成金屬內(nèi)膽的復合材料氣瓶以及非金屬內(nèi)膽的復合材料氣瓶。復合材料氣瓶中全復合材料的氣瓶比金屬內(nèi)膽的優(yōu)勢明顯，在同樣的容積和壓力下，復合材料CNG氣瓶比鋼質(zhì)氣瓶的質(zhì)量可減輕三分之一到三分之二。并且，從安全性角度考慮，在受到外力或高速沖擊時，全復合材料氣瓶即便失效爆炸并不會產(chǎn)生攻擊性較大的碎片，從而降低甚至避免了對人員和車輛的損害和財產(chǎn)方面的損失。

5、車用壓縮天然氣瓶的檢驗

通過以上的闡述可以知道，在車用天然氣氣瓶快速發(fā)展的同時，也存在著一定的安全隱患，因為車用天然氣氣瓶一旦在使用的過程中出現(xiàn)泄漏、燃燒、甚至是爆炸等情況，就會造成巨大的安全事故，會給人民的生命財產(chǎn)安全造成巨大的威脅。因為壓縮天然氣具有易燃易爆的性質(zhì)，并且車用天然氣氣瓶又屬于是特種的設(shè)備，所以其安全問題在發(fā)展的過程中逐漸的被發(fā)現(xiàn)。因為CNG具有易燃易爆的特性，所以為了確保使用的安全，需要按照我國相關(guān)的法律規(guī)定，如：《汽車用壓縮天然氣金屬內(nèi)膽纖維環(huán)向纏繞氣瓶定期檢驗與評定》、《汽車用壓縮天然氣鋼瓶定期檢驗與評定》等，對其進行檢定，從而規(guī)范氣瓶的安全使用。

6、結(jié)論

6.1 壓縮天然氣是一種清潔型的能源，可以為天然氣汽車提供無污染的清潔能源。但是天然氣汽車的重要組成部分——天然氣氣瓶的發(fā)展推動了天然氣汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

6.2 車用天然氣氣瓶的發(fā)展趨勢為全復合材料車用氣瓶。

[1]楊衛(wèi)國.汽車用壓縮天然氣全復合材料氣瓶設(shè)計制造檢驗技術(shù)及安全使用研究[C]//國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.特種設(shè)備安全國際論壇文集：境內(nèi)論文選集.北京：中國標準出版社,2006：144-150.

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