----> 工作压力也越高
工作压力也越高
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移动式压力容器及充装介质基本知识&&&&&&&&主编：王曙湖南省特种设备检测中心&&&&&&&&&&&&&&&&第一章基础知识第一节基本概念分子与原子一、一切物质都是由一种极其微小的粒子所构成，这种微粒叫做分子。分子是能够独立存在并保持原物质性质（化学性质）的最小微粒，而组成分子的更小的微粒，我们叫它原子。一些气体分子由单个原子组成，我们叫它单原子分子，如氦、氖、氩等惰性气体；有些物质如氢、氧、氯、一氧化碳等气体，它们的分子由两个原子所组成，我们叫它双原子分子；还有些物质如二氧化碳、二氧化硫、丙烷、丙烯等气体，它们的分子是由两个以上的原子所组成，我们称它为多原子分子。&&&&&&&&?&&&&&&&&在化学里，把性质相同的同一类的原子叫做元素，元素就是同种原子的总称。采用一定的符号来表示各种元素，这叫做元素符号。用元素符号来表示物质分子组成的式子，叫做分子式。例如，氩的分子式是Ar，氮的分子式是N2，二氧化碳的分子式是CO2，甲烷的分子式是CH4，丙烷的分子式是C3H8。&&&&&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&二、压强（压力）气体分子不停地在作无规则的运动，在运动中，分子之间一方面互相碰撞，另一方面无数个气体分子又不停地和罐体内壁碰撞，从而形成了气体作用于罐壁的压强。因此可以说气体的压强（压力）是气体的大量分子对罐壁撞击的结果。压强（压力）的大小，以均匀分布并作用在单位面积上的力来衡量。如用A表示受力面积，F表示均匀且垂直作用于该面积上的力、即压力，则计算压强的量的方程式为：P=F/A&&&&&&&&?&&&&&&&&在物理学中，“压力”与“压强”是两种不同的物理量，可是在工程技术及日常生活中，却常把压强称为压力，因此，本书以后提到的压力，实际上就是压强。?压强（压力）的法定计量单位名称是帕（斯卡），单位符号是Pa，它与力和单位面积的法定计量单位的关系如下：?1Pa=1N/m2?在工程中，Pa显得太小而很少使用，常用kPa或Mpa，与原国内常用压力单位的换算关系为：1kgf（公斤力）=0.1Mpa。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&三、温度温度是衡量物体冷热程度的物理量。它是对物质分子运动平均动能的度量。摄氏温标把冰熔点定为0度，水沸点定为100度，两点之间等分100格，每格称为1摄氏度，以符号℃表示。四、质量质量是表示物质多少的一个物理量。单位名称千克，单位符号kg。重量是质量的同义词，人们习惯把质量叫做重量。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&五、体积在法定计算单位中，体积是用“立方米”来表示，单位符号m?。水容积：罐体内腔的实际容积；充装系数：标准规定的罐体单位水容积允许充装的气体最大重量；气相空间：罐内介质处于气—液两相平衡共存状态时，气相部分所占的空间；满液：罐内气相空间为零时的状态。&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&六、比容和密度比容是均用物质的单位质量所占有空间的量度，其公式为：υ=V/m式中：υ—比容，m3/kg；m—物质的质量，kg；V—单位质量为m的物质所具有的体积，m3单位体积中所容得物质的量叫密度，以符号ρ表示，它是比容的倒数：ρ=m/V。液体的密度常和比重相通用。比重是单位体积中所容得物质重量，也就是物体的重量与其体积的比值。在工程技术中，比重是指液体单位体积重量与同体积水的重量之比。密度是液化气体充装量计算中广泛使用的一种物理量。气体密度对温度、压力的变化都很敏感，而液体的密度受温度影响明显，受压力的影响却不大，特别是在低压下，其压力的影响可忽略不计。&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&第二节物质的状态一、状态与相物质的集聚状态有气体、液体和固体三种，被称为物质的三态。例如，水就有水蒸气、水、冰这三态。气体没有固定的形状，在不受膨胀限制的情况下，具有无限膨胀的性质。液体的体积大致是一定的，但没有固定的形状。固体在无外力影响时，有固定的形态体积。在某种条件下，物质可有两种以上的状态共存。这时，各状态间能在较长时间内保持清晰的界面，界面以内自成体系，这种物理上的清晰界面跟其他部分相区别的均匀体系称为“相”，我们常把气体、液体、固体简称为气相、液相、固相。&&&&&&&&?二、状态的变化?物质的三态中的任何一种聚集状态，都只能在一定的条件下（温度、压力等）存在，一旦条件发生变化，物质分子间的相互位置就会发生变化，即表现为相变。1.汽化：液体变为气态的过程。汽化一般有两种方式：?（1）蒸发：在液体表面发生的汽化现象。这是由于同一时间内从液面逸出的分子数，多于由液面外进入液体的分子数所致。在任何温度下都能进行。但因蒸发时，液体从其周围吸收热量，所以温度越高，蒸发越快。此外，液体的表面积越大，也能使蒸发速度加快。在相同条件下，各种液体蒸发的速度不同。&&&&&&&&(2)沸腾：在液体表面和内部同时汽化的现象。是剧烈的汽化过程，液体沸腾时的温度叫沸点。&&&&&&&&2.液化：气体变为液态的过程。3.凝固：液体变为固态的过程，开始凝固的温度叫凝固点。4.熔化：固体变为液态的过程，开始熔化时的温度叫熔点。5.升华：固态物质不经过液态而直接转变为气态的现象，如干冰气化过程。&&&&&&&&?&&&&&&&&在密闭的容器内，逸出液面的气体分子无法溢出容器，只能聚留在液面上方的气相空间里，这些气体分子在其自由运动中碰撞到液面时，会发生凝结，其结果是返回液体里去。其返回的分子数随液面上方气相空间的蒸气密度的增大而增多，而蒸气密度的逐渐加大，又会促使液体的蒸发速度减缓。当逸出液面的分子数与返回液体的分子数相等时，就达到了动态平衡。也就是说，气、液二相处于相对稳定的平衡共存状态，我们称之为饱和状态。在饱和状态下的液体叫饱和液体，其密度叫饱和蒸气密度，其压力叫饱和蒸汽压。对充装液化气体的罐体而言，不论罐体的容积大小，只要罐内存在气液两相，罐内的压力就是液化气体所处于温度下的饱和蒸汽压。温度越高，液面上的饱和蒸汽密度或压力就越大。&&&&&&&&&&&&&&&&三、气体的临界温度只有当气体的温度降低到一定温度以下，才能将其等温地压缩成为液体，这一温度称为气体的临界温度。在临界温度以上，不论压强多大，也不能把气体压缩成液体。氦、氢、氧、氮、天然气等较难液化的气体，临界温度很低，因此在常温下无法压缩成液体。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&第三节气体分类罐体内充装的介质是气体，对罐体的技术要求应随所装气体的性质而定。按工业气体的组分，将气体分为工业纯气和工业混合气两大类。一、工业纯气工业纯气是按其物理特性和瓶内状态，仍以临界温度为基准进行分类。工业纯气分为四组：1.永久气体临界温度小于-10℃的气体。该组气体在充装和在允许的工作温度下储存和使用时，其全过程均为气态。永久气体中还可分成两组：（1）不燃（包括氧化性）和不燃有毒气体；（2）可燃和可燃有毒气体。&&&&&&&&2.高压液化气体&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&临界温度大于或等于-10℃，而小于或等于70℃的气体。该组气体在充装时为液态。在允许的工作温度下储存和使用时，气体在容器内的状态会随着环境温度的变化而变化。即低于或等于临界温度时，介质为气液两态共存，高于临界温度时为气态。高压液化气体可分为三个组：&&&&（1）不燃（包括氧化性）和不燃有毒气体；（2）可燃和可燃有毒气体；（3）化学不稳定性气体。&&&&&&&&3.低压液化气体&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&临界温度大于70℃，60℃时的饱和蒸汽压大于0.1MPa的气体。该组气体在气体充装、储运和使用过程中，容器内气体为气液两相共存状态，液态密度随环境温度而变，蒸气压力为饱和蒸汽压。低压液化气体可分三个小组：（1）不燃和不燃有毒气体；（2）化学性质稳定的可燃有毒气体；（3）化学性质不稳定的气体&&&&&&&&?4.低温液体?通过制冷过程将气体液化装入专用的储存容器、低温焊接气瓶或具有移动能力的低温罐车中，用于储存或运输，如液氧、液氩、液氮、液化天然气等。&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&?&&&&&&&&二、工业混合气工业混合气包括自然合成和人工配制的混合气，按其容器内的状态分为气态混合气和液态混合气两组。1.气态混合气，分为两组：（1）不燃混合气体，包括稀有气体混合气及空气混合气；（2）可燃混合气体，其中包括城市煤气、水煤气以及气态可燃气体的混合气。2.液态混合气，下分两组：（1）不燃混合气体，其中包括制冷剂、环氧乙烷和氟氯烷的混合气。（2）可燃混合气体，其中包括液化石油气以及丙烷、丁烷、丙烯、丁烯的混合气。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&第四节气体的危险性工业气体的危险性系指易燃烧、易爆、有毒、腐蚀以及可能发生的分解、氧化、聚合倾向等性质。燃烧性液化气体的特点是沸点低，极易气化，因而突然泄压时造成的闪蒸（即瞬间的迅速气化）是一般气体所没有的特殊现象。一般情况下，闪蒸量约为泄漏量的20%至30%，已蒸发气体自然地向大气扩散。这种闪蒸现象对于可燃的液化气体来说特别危险，因为迅速蒸发使气体来不及扩散而滞留在一定的空间范围里与空气混合形成了爆炸性气体，这就意味着已具备发生爆炸的先决条件，因此可燃性液化气体的燃烧危险性远比易燃液体大得多。&&&&&&&&?&&&&&&&&通常比空气轻的气体在接近地面的大气中垂直扩散大于水平扩散；而比空气重的气体在大气中则容易沉降，因而主要是水平扩散。水平扩散的结果会使气体在下风向沿地面大范围的空间里分散，如果是毒性或可燃性气体，后果是不堪设想的。?燃烧是一种同时伴有发光、发热的激烈的氧化反应。燃烧必须同时具备可燃物、助燃物、导致燃烧的能源这三个条件，缺少其中任何一个条件燃烧便不能发生。?空气本身就是一种助燃的氧化剂，这一条件随时随地都将存在。可燃物就是可燃气体本身。所以，关键的问题是要控制好点火源和防止容器中可燃气体的泄露。&&&&&&&&?&&&&&&&&对于可燃性气体的火灾危险性，一般认为：（1）可燃性气体与空气混合时的爆炸下限越低，则危险程度越高；（2）可燃性气体与空气混合时的爆炸范围（即爆炸上下限幅度）越宽，则危险程度越高；（3）可燃性气体燃点越低，则危险程度越高；（4）可燃性气体的比重相对于空气比重越大，则危险程度越高；（5）可燃性气体在空气中的最小引燃能量越小，则危险程度越高。?如果以上述观点作比较，永久气体危险程度最高的是氢气，液化气体中环氧乙烷是危险程度最高的。&&&&&&&&?&&&&&&&&从气体的燃烧性来看，可分不燃、助燃（氧化）、可燃、易燃、自燃五种类别。其中，不燃和助燃（氧化性）列为不燃气体范围。可燃、易燃、自燃列为可燃气体范围。一般来说，爆炸下限大于10%，为可燃气体；爆炸下限小于10%或爆炸上下限之差大于20%的，为易燃气体。&&&&&&&&毒性有一部分气体属于毒性气体（不燃有毒气体和可燃有毒气体）。一般来说，凡作用于人体并产生有毒作用的物质，都叫毒物。毒物气体属于工业毒物的一种。毒物侵入人体后，与人体组织发生化学或物理化学作用，并在一定条件下，破坏人体的正常生理机能，引起某些器官和系统发生暂时性或永久性的病变，这叫中毒。毒性气体的容器在充装、储运、使用过程中，其主要危害是由于气体泄漏造成人体慢性中毒，或由于容器发生事故，导致气体外泄所引起的人体急性中毒。&&&&&&&&?工业毒物侵入人体的途径有三个，即：呼吸道、皮肤和消化道。而毒性气体中毒，一般是经呼吸道进入人体。GB5044-85《职业病接触毒物危害程度分级》根据毒物的毒性程度分为四级，其最高允许浓度分别为：?1.极度危害（Ⅰ）0.1mg/m3；?2.高度危害（Ⅱ）0.1至1.0mg/m3；?3.中度危害（Ⅲ）1.0至10mg/m3；?4.轻度危害（Ⅳ）≥10mg/m3。&&&&&&&&?三、腐蚀性?凡是能使人体、金属或其它物质发生腐蚀作用的气体，均被称为腐蚀性气体。工业气体多数属于非腐蚀性介质，但由于工业气体往往不纯，结果本来属于非腐蚀性的变成了腐蚀性、甚至是强腐蚀性气体。许多气体介质无水时，对钢材没有腐蚀性，一旦含水量超过一定量时，钢会受到强烈腐蚀，对这类介质，气体生产单位必须严格控制水的含量，容器定期检验单位在检验这一类产品时，应彻底干燥除水。?许多充装站为了降低成本在液化石油气中添加二甲醚，二甲醚对密封胶圈有强烈的溶胀腐蚀作用，已因此产生泄漏引发多起事故。&&&&&&&&?四、爆炸性?物质从一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生巨大声响的现象，称为爆炸。爆炸也可视为气体或蒸汽在瞬间剧烈膨胀的现象。爆炸可分为物理性爆炸和化学性爆炸。易燃易爆气体的危险特性主要是化学性爆炸，即由于气体发生极迅速的化学反应而产生高温、高压所引起的爆炸。?非易燃易爆气体特别是低温液体的主要危险性为物理性爆炸。低温容器如真空绝热层损坏，真空度不够等原因造成绝热性能达不到要求，罐内低温液体迅速汽化，如安全阀损坏或泄放量不够，储罐就可能超压产生物理性爆炸。&&&&&&&&第二章&&&&?&&&&&&&&气体概论&&&&&&&&采用移动式压力容器运输的压缩气体主要为压缩天然气，液化气体主要有液化石油气、丙烷、丙烯、液氨、液体二氧化硫、液体二氧化碳等，低温液体主要有液氧、液氮及液氩、液氦等惰性气体。?第一节液化石油气?液化石油气是从油气田或石油炼制过程中所取得的一部分碳氢化合物。如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。主要成分的碳原子数为3和4个。这些碳氢化合物在常温常压下呈气体状态，在常温加压后呈液体状态。因此，习惯上称之为液化石油气。&&&&&&&&?&&&&&&&&液化石油气的来源1.油田伴生气油田伴生气是一种在开采石油过程中的副产气体，是一种本来就存在于油田石油层中与石油伴生的气体。在开采石油过程中，石油和油田伴生气一起喷出，利用装在油井上的油气分离装置，使石油与油田伴生气分离，此种气体纯度较高，质量最好&&&&&&&&?2.从炼油厂获得液化石油气?（1）蒸馏气体：蒸馏气体是炼油厂利用常减压装置和蒸馏塔，采用常减压工艺蒸馏原油时，从塔顶上部放出来的石油气；?（2）热裂化气体：热裂化气体是采用热裂化方法生产汽油时，产生的石油气；?（3）催化裂化气体：催化裂化气体是在催化剂作用下，亦是用热裂化方法提取汽油时产生的石油气；?（4）催化重整气：催化重整气是把常减压蒸馏所制得的直馏汽油，再经高温、高压、加氢和在催化剂作用下进行热裂化、环化和异构化反应，即进行所谓催化重整，从而得到高辛烷值汽油时所产生的石油气；?（5）焦化气体：在高温低压的条件下，用减压渣油为原料进行催化热解以制取焦炭和轻质油时，所产生的气体叫焦化气体。&&&&&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&3.从石化工厂获得液化石油气石化工厂将石油产品（甲烷，乙烷、液化石油气等）通过各种物理化学反应生产出氨、甲醇、塑料、合成橡胶等产品的过程中，产生的一部分石油气。液化石油气的物理化学特性1.液化石油气的组成液化石油气由碳氢化合物组成。它在常温常压下（1个大气压、20℃）呈气态，在常温压力下或常压低温下呈液态。它是由丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷、异丁烯、丁烯-1、顺丁烯-2、反丁烯-2八种组分组成的混合物。它的主要成分是丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。&&&&&&&&?2.液化石油气各组分的命名及分子结构式?凡是含有碳和氢两种元素的有机化合物，都称为烃。烃类化合物，按其分子结构式的不同，可以分为烷烃、烯烃等类。烷烃化合物是构成石油气的主要成分，其分子通式可用CnH2n+2(n≥1)来表示。含有一个碳原子(n=1)的烷类称为“甲烷”，含有两个碳原子(n=2)的烷类称为“乙烷”，……以此类推，有丙烷、丁烷、戊烷等。C的化合价为4价，氢的化合价为1价。在烷烃的分子式中，碳原子与碳原子之间互相以单键结合成链状，碳原子剩下的价键都被氢原子饱和，所以把这类化合物叫做饱和烃。&&&&&&&&?&&&&&&&&烷烃分子中各个碳原子，可连接成链状，也可在直链上带有一些支链。通常把直链烃叫做正构烷，把带支链的烷烃叫做异构烷，这种分子式相同而分子结构不相同的化合物，称为同分异构体，简称为异构体。如丁烷的分子式同为C4H10就有两种异构体，正丁烷和异丁烷。正与异之间不仅是分子结构不同，而且它们的物理化学性质也不同，如正丁烷的沸点为-0.5℃，而异丁烷的沸点为-10℃。&&&&&&&&?烯烃的分子结构和烷烃相似。有的呈直链状，有的烯烃直链上带有支链。烯烃分子的通式为CnH2n(n≥1)。它和烷烃不同的是在烯烃分子结构式中碳原子之间有双键。当分子中碳原子数目相同时，烯烃分子中氢原子比烷烃少，碳原子的价键不能完全和氢相结合，彼此连接成双键，所以叫做烯，意思是氢原子稀少些，碳原子的价键没有被氢饱和。烯烃分子中双键的位置和碳链排列的结构不同，都会引起烯烃的同分异构体。四个碳原子的烯烃，即丁烯，同烷烃一样，按有支链和无支链可分为正丁烯、异丁烯两种。正丁烯按双键位置的不同，又可分为丁烯-1和丁烯-2两种。丁烯-1是表示双键位置在第一个和第二个碳原子之间。而丁烯-2表示双键位置在第二个和第三个碳原子之间。&&&&&&&&?天然气的主要组成成分是甲烷?H?|?H－C－HCH4?|?H&&&&&&&&?丙烷C3H8：HHH?↑↑↑?H―C―C―C―H?↓↓↓?HHH?丙烯C3H6?HH?↑↑?H―C=C―C―H?↓↓?HH&&&&&&&&正丁烷C4H10&&&&HHHH↑↑↑↑H―C―C―C―C―H↓↓↓↓HHHH丁烯-1C4H8HHH↑↑↑H―C=C―C―C―H↓↓↓HHH&&&&&&&&?异丁烷C4H10?CH3―CH―CH3?↓?CH3&&&&&&&&H↑CH3―C―CH3↓CH3&&&&&&&&?顺丁烯-2C4H8&&&&&&&&反丁烯-2C4H8&&&&&&&&?&&&&&&&&H―C―CH3ⅡH―C―CH3&&&&&&&&CH3―C―HⅡH―C―CH3&&&&&&&&?3.液化石油气中戊烷、戊烯组分沸点较高（27℃-36℃），在常温常压下不易汽化，称为残液。&&&&&&&&?4.液化石油气的物理性质?（1）比重和密度：比重是指密度与标准物质密度之比。气体的标准物质为空气。液体的标准物质为水。?气体的比重是指标准状态下单位体积气体的重量与单位体积空气重量之比，其数值等于气体的分子量与空气平均分子量之比。?气态丙烷的比重=C3H8分子量/空气分子量=44/29=1.52，?气态丁烷的比重=C4H10分子量/空气分子量=58/29=2.0。&&&&&&&&?液化石油气为混合气体，气态的比重是空气的1.5―2倍。液化石油气发生泄漏后，由于比重比空气大，它不象比重比空气小的可燃气体那样容易挥发，会象水一样往低洼处流，易积存在低洼处（如下水道、暖气沟等地下设施）的空气中，越积越多，积到爆炸极限的浓度，遇到明火、火花，就会发生爆炸或着火。?液体的比重，一般是指同体积的液体密度与4℃时水的密度之比，由于水在4℃时的密度等于1，所以，液化石油气的液体比重和密度在数值上是相等的。常温下，液化石油气的比重大约为0.5至0.6，即约为水的一半。&&&&&&&&?液体的密度受温度影响很大，温度上升密度减小，同时体积膨胀，但受压力影响很小。?由于热胀冷缩的规律，液态液化石油气的体积是随温度发生变化的，它的体积膨胀系数较大。以丙烷为例，在15℃时，丙烷的体积膨胀系数比水大16倍，如在15℃，体积为100%；在30℃时，体积膨胀到近105%；在60℃时，就膨胀到近120%。因此，充装液化石油气时，要注意温度的变化，并留有足够的膨胀空间。&&&&&&&&?（2）蒸汽压：一定温度下，在密闭容器中，气液两相达到动态平衡，液态蒸发速度等于气态凝聚速度，处于这种动态平衡状态时的蒸气压力，称为饱和蒸汽压。对于单一组分的液化石油气来说，不管容器内贮液量多少，在一定的温度下，容器内的蒸气压力都是不变的。含有多种组份的混合液化石油气的饱和蒸汽压，等于各组份气体的蒸气分压之和，在使用过程中，因为高挥发性组份首先开始蒸发，所以剩余的液化石油气的蒸气压力便会逐渐下降。?当组份一定时，液化石油气的饱和蒸汽压随液体温度的变化而变化。液体温度升高，蒸汽压增大；反之蒸汽压减小。在容器不加保温层的情况下，环境温度的高低，决定了液体温度的高低，也决定了蒸气压力的高低。因此在罐车使用过程中，必须严格控制使用环境的温度，严禁超温使用。&&&&&&&&?5.液化石油气的爆炸极限和着火温度?燃气与空气混合并达到一定浓度时，遇明火会引起爆炸，爆炸混合气所含燃气的浓度范围，称为爆炸极限，混合气体燃气浓度减少到某一浓度以下，不会产生爆炸，此浓度称为爆炸下限，燃气浓度增加到某一浓度以上，不会产生爆炸，称为爆炸上限，燃气浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限，都不会产生爆炸，只有处于两者之间，才有可能产生爆炸，此燃烧爆炸浓度范围称为燃气的爆炸极限。液化石油气的爆炸极限范围约为2--9%。&&&&&&&&?液化石油气的质量要求?GB11174《液化石油气》中，提出了对液化石油气的质量指标要求，C5及C5以上组分体积含量不大于3.0%，总硫含量不大于343mg/m3。因为C5以上组分太多，可造成液化石油气残液过多；硫化氢含量过高，对罐车、储罐、气瓶、管道和各种阀门附件易形成应力腐蚀，产生应力腐蚀裂纹而造成重大事故。因此炼油厂在制取液化石油气时必须尽量将硫化氢除掉。纯净的液化石油气无色无味，但是为确保安全使用液化石油气，要求液化石油气具有特殊臭味，必要时加入硫醇、硫醚等硫化物配制的加臭剂。水也是液化石油气中的一种有害物质，它除了同硫化物共同对储运设备和管道阀门起腐蚀作用外，在北方地区，液化石油气中的水分很易冻结成冰，导致管道和阀门堵塞。&&&&&&&&?第二节液氨?氨是氮和氢的化合物，分子式为NH3,为无色透明带强烈刺激臭味的气体。在标准状态下，其气体密度为0.771kg/m3,比重为0.5971。常压下的沸点为-33.41℃，熔点为-77.74℃，临界温度为132.5℃，临界压力为11.48Mpa。?氨极易溶于水，溶有氨的水溶液称为氨水，呈弱碱性，对铜及铜合金有腐蚀作用，故优等品无水液氨中的含水量不应超过0.1%。?液氨具有较高的体膨胀系数，如过量充装，温度升高时液体膨胀一旦充满罐体，无气液共存空间，则罐体压力为液体膨胀压力而非饱和蒸汽压。在0—60℃范围内，液氨温度每升高1℃，其压力升高约1.32--1.8MPa，因而液氨罐车超装极易发生爆炸；&&&&&&&&?液氨不易自燃，属可燃物质，空气中爆炸极限15.7%--27.0%，无水氨与空气或氧气混合能形成爆炸性气体。?液氨属有毒介质，对上呼吸道具有刺激、腐蚀作用，氨气刺激鼻粘膜会引起窒息，同时对神经系统也有刺激作用，并能破坏呼吸机能和血液循环。皮肤接触高浓度氨会吸收其组织水分、碱化脂肪，造成溶解性组织坏死。皮肤接触液氨会引起化学性冻伤，使皮肤糜烂。&&&&&&&&?第三节二氧化碳二氧化碳是无色、无臭、稍有酸味、无毒性的气体。在标准状态下，其密度为1.977kg/m3,其气体比重为1.529，能溶于水并部分生成碳酸。对水的溶解度随温度的升高和压力的降低而减少，熔点为-56.57℃，沸点为-78.4℃，临界温度为31.1℃，临界压力为7.378Mpa。?液态二氧化碳在压力降低时会蒸发膨胀，吸收周围的大量热而凝结成固体―干冰。二氧化碳在常温下化学性质稳定，不会分解，也不与其他元素反应。液体二氧化碳的体膨胀系数较大，在-5—30℃范围内，满量充装的二氧化碳储罐，温度每升高1℃，罐内压力相应升高314--834Kpa，因此，超装极易造成罐体爆炸。&&&&&&&&?第四节天然气?天然气是一种多组分的混合气体,主要成分为甲烷，甲烷分子式为CH4，比重0.55，比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较液化石油气高。?天然气具有无色、无味、无毒之特性,天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂（四氢噻吩），以资用户嗅辨。甲烷的临界温度为-82.57℃,在标准状况下，以气体状态存在。?天然气在空气中浓度为5%～15%的范围内，遇明火即可发生爆炸，这个浓度范围即为天然气的爆炸极限。爆炸在瞬间产生高压、高温，其破坏力和危险性都是很大的。&&&&&&&&?第五节低温液体?低温液体是气体的临界温度低于-50℃的液体产品的总称，其中包括已经蒸发的气相组分和在低温下液化的气体。?一、氧?氧气是一种无色、无味、无臭的气体。在标准状态下，其密度为1.4289kg/m3,气体比重为1.105（比空气），熔点为-218.4℃，沸点为-182.97℃，临界温度为118.4℃，临界压力为5.97Mpa。液体氧（比重为1.13）为淡蓝色、透明且易于流动。?压力高于2.94Mpa的氧气与各类油脂接触，都能发生异常激烈的氧化反应，同时放出大量的热量，使油脂迅速达到燃点而发生燃烧，甚至爆炸。这就是液氧罐车罐体、阀门、附件不得沾有油脂的原因。?液氧属于不燃液化气体，但非常助燃，液氧泄漏遇可燃物时，会引起燃烧爆炸。当液氧装置的绝热层遭到破坏时，液氧装置会引起爆炸。&&&&&&&&?二、氮?氮是一种无色、无味、无臭的气体。在标准状态下，其密度为1.2506kg/m3,气体比重为0.9674（比空气），熔点为-210.5℃，沸点为-195.8℃，临界温度为-147.05℃，临界压力为3.39Mpa。液体氮（比重为0.804）无色透明且易于流动。?常温下，氮气的化学性质不活泼，故在工业上常用氮气作为安全防火防爆的置换或试验用气。&&&&&&&&?三、惰性气体?惰性气体系指氩、氦、氖、氪、氙和氡，因为它们的化学性质不活泼，很难与其它物质发生化学反应，故称为惰性气体。?惰性气体在常温常压下均呈单原子状态，惰性气体分子间的作用力是随着原子序数的增加而加大。它们的熔、沸点都低。惰性气体都较难液化，但一经液化后，再稍加冷却，就将固化。氦的沸点是已知物质中沸点最低的。&&&&&&&&?第三章液化气体罐车及罐式集装箱?液化气体罐车及罐式集装箱是用于运输液化气体的移动式压力容器，分为汽车罐车、罐式集装箱和铁路罐车三大类。?第一节罐车及罐式集装箱的类型和特点?一、液化气体汽车罐车?液化气体汽车罐车由汽车底盘和储液罐两部分组成。由于储液罐充装的介质往往是易燃、易爆或有毒的液化气体，在常温下储运具有一定的压力，所以在罐体上必须配置安全装置：如安全阀、压力表、温度计、液面计、紧急切断阀、消除静电装置等，还必须配置装卸阀门、装卸软管等装卸装置。液化气体汽车罐车主要有两种型式：即固定式罐车、半拖挂式罐车。&&&&&&&&?1.固定式罐车?固定式罐车的储液罐永久牢固地固定在载重汽车底盘大梁上，一般都采用螺栓连接，将储液罐与汽车底盘组成一个整体，大大降低了重心高度，能够经受运输过程中的剧烈振动，具有较高的运行稳定性，提高了安全行驶速度，使整车具有较高的通过性和较高的经济性。?2.半拖挂式罐车?半拖挂式罐车，是指由牵引汽车拖动装有储气罐的挂车。半拖挂车只具有后轴一组轮胎，其前部分都是通过转盘与牵引车的后轴支点相联结。由于其运输结构特点所定，它能充分利用汽车的牵引性能，不受底盘尺寸的限制，装载能力大，稳定性能也好、可以用功率相对小的汽车来牵引载重较大的拖挂车，运输成本能显著下降。但半挂式罐车一般车身较长，整体灵活性较差，对公路的通过性要求高。&&&&&&&&?二、罐式集装箱?罐式集装箱是将储液罐按国际通用公路、海运标准集装箱的标准设计，将其放入集装箱框架内，其外形尺寸、强度、绝热性符合国际和国家的有关标准规定。由于其外形尺寸是标准化的，可适用于公路、铁路、船舶运输。&&&&&&&&?三、液化气体铁路罐车?火车罐车运输能力大，运费较低，适于远程运输，但受铁路线路的限制，并需专用线，投资较大，只适宜在某些具备条件的储配站输送液化气体。&&&&&&&&?第二节罐车的基本要求液化气体罐车是由充装液化气体的罐体、安全附件和运输车辆（汽车底盘或铁路底架）组成。它既是一个移动式压力容器设备，又是一部完整的车辆。所以设计和制造一部性能良好的罐车，首先必须符合压力容器安全的基本要求，同时又要符合公路和铁路运输的有关规定和要求。&&&&&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&第三节罐车及罐式集装箱的主要部件及其作用一、液化气体汽车罐车1.底盘底盘是罐车的承载和行驶部分。底盘的技术性能：如牵引和载重能力、制动转弯性能、轴距以及重心位置等，都直接关系和影响罐车的安全性和经济性。一辆性能良好的罐车，不仅是指罐体和安全附件的性能好坏，其中也包括汽车底盘的性能。2.罐体罐体是罐车储运液化气体介质的圆柱形卧式钢制焊接容器。能够在规定的介质压力和介质温度下安全工作。在罐体上应设置安全阀、液面计和紧急切断阀。罐体设有液相和气相进出口，并配置操作阀门，罐体上还必须开设人孔，以便制造和检修时操作人员的出入。通常汽车罐车罐体内部还设置防波板，用来减轻运行时液体介质对罐体的冲击，增加罐车的稳定性。在大型罐车的罐体上，还应增设排污孔或排污阀接孔。&&&&&&&&?3.安全附件?罐车安全附件包括安全阀、液面计、压力表、温度计、紧急切断阀等。其结构型式和作用将分别在安全附件一章中详细介绍。?4.其他附件?罐车其他附件包括装卸阀门、装卸胶管、消除静电装置、灭火器材、液泵等。其结构型式和作用也将分别在安全附件一章中详细介绍。&&&&&&&&?二、液化气体罐式集装箱的主要结构和安全附件要求?液化气体罐式集装箱由单个或多个罐体以及框架组成。?1.罐式集装箱要承受运输过程中的惯性力，还要承受吊装过程中重力作用，因此框架结构的安全与否至光重要，通常采用带底部鞍座的框架结构，这种结构比较成熟，安全性高。?2.为减少罐体在运输过程中承受的液体冲击振动，一般在罐内设置防波板。如为极度和高度危害介质，则不允许液面以下开口，设备开口接管均应集中布置在罐顶，并设置保护装置，罐底部设置集液槽，卸液管伸入槽内，保证物料能够排净。?3.液相、气相等接口均应设置关闭装置，以防止罐内介质外漏，关闭装置应由三个独立串联在一起的装置组成，第一个装置是内部截止阀、过流阀或其他等效装置，第二个装置是外部截止阀，第三个是盲法兰或等效装置。&&&&&&&&?三、液化气体铁路罐车?液化气体铁路罐车罐体为圆筒形卧式储罐，安装在底架上，罐车的罐体为钢制焊接结构，封头为标准椭圆形，罐体内部不设防波板，罐体上部设有一个直径不小于450mm的人孔，全部装卸阀件及检测仪表均设置在人孔盖上，同时设置坚固的防护罩进行保护，在装卸管路上设置了紧急切断装置，该装置由紧急切断阀和液压控制系统组成，阀件周围设有操作走台和罐内、外扶梯，以便于操作和检修作业。为了测量
罐内液位，在人孔盖上设有液位计，同时人孔盖上还设有压力表和温度计，装有两个内置式弹簧全启安全阀。&&&&&&&&?第四节罐体的基本结构和要求?液化气体罐车及罐式集装箱的罐体，是一个承受内压的钢制焊接压力容器。在规定的使用温度和对应的工作压力下，罐体应该保证储运的绝对安全可靠。通常，罐体的基本结构部件应包括：筒体、封头、人孔、气相与液相管接缘、气相管、安全阀接缘、液面计接缘、温度计接缘、径向防波板、支座、排污孔和吊装环等部件。?一、筒体与封头?从筒体受力角度及工艺简单、制造方便等方面考虑，筒体采用圆柱形或变径圆柱形，封头采用标准椭圆形或球形，采用球形封头可以有效减少封头壁厚，减少罐体整体重量；&&&&&&&&?三、人孔?为便于罐体的制造和日后检修，罐体要求开设人孔，选用标准人孔会使罐体的高度尺寸增大，该人孔开孔处还要另加补强，只在铁路罐车及罐式集装箱上使用。而汽车罐车一般多采用非标准凸缘平板式人孔。?人孔位置的安排，常见有三种情况：一是放在罐体的顶部，其拆装和检修内部较为方便，但增加了罐体的尺寸高度和重心高度，一般在铁路罐车和罐式集装箱上采用；二是放在罐体底部，这样能够降低罐体重心，但是由于离汽车底盘等零部件较近，位置过于紧凑，拆装和检修内部时极不方便因此很少采用；三是放在封头上，这样可以兼具上述的优点，汽车罐车人孔设置一般采用这种形式。&&&&&&&&?四、气相管?气相管将罐内液化气体的气相与地面储罐系统气相管路连通，通过Dg25球阀在装卸作业过程中保持罐体与地面储罐之间的气相平衡。?五、径向防波板?为减少罐车运行和紧急制动时液体对罐体的冲击力，要求在汽车罐车及罐式集装箱罐体内部的横断面（径向）上设置防波板。每一防波板的面积不应小于罐体横断面积的40%，其安装位置要使顶部面积为容器横断面积的20%，每两块径向防波板所隔开的液体体积不应大于3m3，防波板与罐体之间宜采用焊接结构。&&&&&&&&?六、支座?汽车罐车一般采用V型支座，具有结构简单，外形美观和沿罐体纵向全长范围内均匀承载的优点；?罐式集装箱一般采用带底部鞍座的框架结构；?铁路罐车的罐体一般采用固定式鞍式支座及靠筒体本身与底架上的木座相吻合的支座。&&&&&&&&?第五节液化气体汽车罐车罐体设计?一、载荷与受力?罐体的设计，必须考虑下述载荷的作用：?1.罐内介质的饱和蒸汽压力。这种载荷在罐壁产生一次薄膜应力，其作用在设计压力中考虑；?2.罐体的自重，它对罐壁产生总体一次薄膜应力和一次弯曲应力，其作用在校验罐体强度时考虑；?3.罐内介质的重量，它对罐壁产生总体一次薄膜应力和一次弯曲应力，其作用在校验罐体强度时考虑；?4.装卸作业时，泵、压缩机对罐体产生的附加应力，它只在装卸作业时对罐壁产生总体一次薄膜应力，其作用在设计压力中考虑；?5.罐车行驶中紧急制动时，罐内液体对罐壁产生的附加应力，它只在罐车行驶时对罐壁产生总体一次薄膜应力，其作用在设计压力中考虑；&&&&&&&&?6.罐车行驶时由于底盘的震动而通过支座作用于罐体与支座连接部位的震动力，它对支座附近的罐壁产生二次应力，可在结构上予以适当考虑；?7.罐体承受的外压力，它只在充装前罐内抽真空时，对罐壁产生总体一次薄膜应力，其作用在校验罐体的外压稳定性考虑；?8.罐体水压试验压力。它对罐壁产生总体一次薄膜应力，其作用在校验罐体水压试验强度时考虑；?9.支座反力。它是为平衡罐体载荷而存在的支座对罐体的反作用力。&&&&&&&&?三、设计参数?1.设计温度?设计温度一般是指最高工作压力或设计压力下所对应的容器壁温，对液化气体罐车及罐式集装箱来说，其工作压力取决于环境温度，环境温度越高，工作压力也越高。因此，液化气体罐车的设计温度应为环境温度的最高温度。根据我国实际温度分布情况，一般取50℃作为液化气体罐车及罐式集装箱的设计温度&&&&&&&&&&&&&&&&设计压力设计压力是指容器工作过程中顶部的最高工作压力，一般考虑50℃的设计温度下的饱和蒸汽压以及装卸作业时压缩机所带来的附加压力、罐车行驶时紧急制动所带来的冲击附加压力。如液氨50℃时的饱和蒸汽压为2.073MPa,考虑其他附加应力，其设计压力定为2.16Mpa。&&&&&&&&?第七节罐车及罐箱罐体制造及质量检验?液化气体罐车及罐式集装箱罐体系三类压力容器，除了设计要按规定程序符合标准以外，为了确保运行使用安全可靠，制造厂必须持国家质量技术监督局颁发的罐车制造许可证，在制造过程中还必须严格按有关标准执行。一般制造厂都是依靠质量保证体系进行全面的质量控制，并采取严格的检验措施与试验手段来保证罐体的制造质量。各制造厂都有当地质检部门的特种设备检验检测单位驻厂代表严格把关，按《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》的要求，监检人员对容器生产的全过程的各个主要环节分A、B、C三类分别进行监检。&&&&&&&&?第九节罐车及罐式集装箱的涂色与标志一、液化气体汽车罐车?应按《液化气体汽车罐车安全监察规程》以及其他相关部门的规定要求，对罐体外表面涂色、粘贴罐体环表色带、警示字样，设置警示灯具、标志等。&&&&&&&&?第十节液化气体汽车罐车整车性能检验与运行试验?液化气体汽车罐车出厂前，必须进行整车性能试验或检验，主要包括整车气密性试验和整车稳定性检验。?一、整车气密性试验?整车气密性试验应在整车组装后进行，目的是检查与介质直接接触的各承压部件连接处的致密性及组装质量，包括罐体、液面计、安全阀、紧急切断阀、装卸阀门、管路和仪表等，要求在设计压力下不渗漏。&&&&&&&&?二、整车稳定性试验?1.轴荷分配?罐车静止时在水平路面上的负荷，即轴荷分配。轴荷分配测量分空载与满载两种情况，满载测定可按罐车额定充装重量充水测定。空载及满载两种情况，用普通地中衡（地磅）分别对罐车的前轮和后轮称重，其称重结果便是轴荷分配值，轴荷分配测定结果应与汽车底盘原有标定数值基本相符；&&&&&&&&?2.重心位置测定?（1）重心距前后轴距离?根据轴荷分配的测定结果及力矩平衡原理用计算方法可确定罐车重心距前后轴的距离；?（2）重心高度的测定?直接测定重心高度比较困难，一般采用在斜面上进行测量之后利用力矩平衡原理计算的方法来测定罐车重心高度。?3.整车稳定性和转向最大车速校验?整车稳定性包括保证纵向及横向稳定的重心条件；保证纵向及横向稳定的路面纵向及横向坡度条件。最大车速校验为保证纵向稳定和横向稳定的罐车转向最大车速条件。&&&&&&&&?4.空罐车最大侧向稳定倾角?罐车出厂前必须进行空载最大侧向稳定倾角的测定。罐车两侧均须测定，空载最大侧向稳定倾角不小于35°为合格。?三、.整车运行试验?罐车的整车运行试验应在空载及充水（按额定充装重量）条件下在硬质路面上至少行驶1000Km，并应在充装液化气体介质的情况下经一定时间的试运行。试验项目主要包括：行车速度，制动及转弯性能，倾斜爬坡能力，附件性能及车辆稳定情况。&&&&&&&&?第十一节罐体的充装量?一、罐体容积?罐体的容积有设计容积、最小容积、实测容积和任意液面高度时罐体的装液容积。?设计容积是指按组成罐体各部分的公称几何尺寸而计算的罐内空间体积；?最小容积是指按组成罐体各部分的几何尺寸公差极限值计算的罐内最小空间体积。?实测容积是指罐体制成后实际测量的罐内实有容积，按规程要求每台罐车罐体要在水压试验时实测而得。?任意液面高度时罐体的装液容积是指相应液面高度下，罐内液体的体积，供确定罐内液体实际装液量之用。&&&&&&&&?二、罐体充装量?丙烷常温15℃时若容器容积充满率为85%，温升到50℃时将接近满率100%，温度再升高，就会造成容器胀裂。因此槽车在充装时绝对不能够充满，而应留有足够的气相空间，即不得超过规定所允许的最大充装系数所规定的最大充装量，充装系数的规定，是考虑各种充装误差为5%，并按50℃时充装95%容积而计算的，保证在温升至50℃仍不会因液体膨胀而充满全部容积。?液化气体最大充装量：W≤ψ*V；其中ψ为液化气体充装系数，V为罐体容积。?如液化石油气罐车实测容积为60M3，充装系数为0.42t/m3,?最大充装量:W≤60X0.42=25.2t&&&&&&&&?第四章安全附件及承压附件?第一节安全阀?当罐内介质超压时供自动排放泄压用。移动式压力容器安全阀开启压力为罐体设计压力的1.05~1.1倍，罐体不超温、不超压、不超装的情况下，安全阀严密关闭，罐内压力超过开启压力时，安全阀自动起跳，液化气体迅速汽化逸出，罐体压力下降，当压力降至设计压力以下自动回座关阀。《液化石油气汽车槽车安全管理规定》指出槽车要选用内装式安全阀，宜采用弹簧式安全阀且为全启形式，保证足够的排放面积，在危险情况下，能使罐内压力下降，避免爆炸事故。&&&&&&&&?第二节爆破片?爆破片是压力容器、管道的重要安全装置。它能在规定的温度和压力下爆破，泄放压力，保障人民生命和国家财产的安全。?1.运行中应经常检查爆破片装置有无渗漏和异常。?2.爆破片应定期更换，更换期限由使用单位根据本单位的实际情况决定。超过爆破片标定爆破压力而未爆破的，应予以更换。&&&&&&&&?第三节液面计?1.滑管式，通过滑动管在罐体内作上下滑移，管子下端与气相或液相接触时由管孔向外喷出液化气（无色有味液化气体）或液体（白色雾状物）来测量液面的高低，液面高度值通过固定在管子旁边的指示标尺来确定。这种液面计的特点是它必须安装在罐车顶部，使用时，先松开填料盖的螺母以减小滑管滑动的摩擦阻力，并保护滑管和填料。一般把滑管先向上拨，然后下压，至喷射出液体，此时指示杆的高度即为液面高度，为了准确，可多测几次，用毕压下滑管紧压盖螺母即可。一些日本进口液化气罐车及原铁路罐车采用这种型式的液面计。&&&&&&&&?2.旋转管式，显示原理与滑管式相同，靠弯曲形旋转管内小孔向外喷出气相或液相介质来测定液面位置。所不同的是以管子的旋转来代替滑管的上下滑动，这样就可以通过指针来指示液面的具体高度，而且可以装在罐体的中部（封头或筒体处），方便观察。一般液化石油气等无毒介质汽车罐车采用这种型式的液面计。&&&&&&&&?3.浮球磁力式液面计，利用液体对浮球的浮力作用，当罐内液位变化时浮球也随之上下移动，浮球作为受感元件，通过机械传动机构带动一对永久磁铁旋转，在磁铁对应的罐体外部装有另一对磁铁或磁性材料制成的指针，内外磁铁间用非磁性材料如不锈钢等制成的盲板隔开，当内部磁铁由于浮球运动而旋转时，也吸引外部磁铁（或磁性指针）旋转，指针便可以在指示盘上指示液面位置，一般液氨等有毒介质汽车罐车采用这种型式的液面计。&&&&&&&&?4.磁力浮球滑杆式液面计，这种型式的液面计结合了滑杆式与浮球磁力式液面计的设计原理，与滑杆式一样必须安装在罐车顶部，主要部件由固定管、磁力浮球环、标尺滑杆等组成。固定管为非磁性材料，一般采用不锈钢管，端部封闭，固定管内插标尺滑杆，外套磁力浮球环，均可上下移动。罐内液位变化时浮球环顺固定管也随之上下移动，标尺滑杆端部装有强力永久磁铁，把标尺滑杆先向上拨，然后下压，当滑杆端部磁铁到达磁力浮球位置时由于磁铁相互吸引而停住，此时即可在标尺上读出液位。此种液面计安全性高于滑杆式液位计，根据国家质检总局及铁道部关于安全附件的规定要求，现铁路罐车均采用这种型式的液面计。&&&&&&&&?5.双波纹管差压计：该产品在一个中心板两端连接低压波纹管组件和高压波纹管组件，波纹管组件内包括一对弹簧元件，高、低压波纹管之间用一中心轴相连，中心轴与装在中心板内扭力管组件正交，扭力管组件的输出轴通过连杆机构与钟表系统连接，钟表系统的芯轴上安装指针，直接在圆刻度盘上指示读值。差压计的感测部分是基于位移平衡原理工作的。当工作介质液体产生的压差分别经过高压阀和低压阀进入感测部件时，由于压差作用使波纹管带动弹簧产生位移，由中心轴横向运动带动扭力管组件芯轴产生旋转运动，扭力管芯轴旋转通过钟表机构进行放大后带动指针旋转从而指示液位。低温液体罐车一般采用这种型式的液面计。&&&&&&&&?第四节紧急切断装置?液化气体罐车及充装易燃介质的低温液体罐车,罐体的液相管、气相管出口处应设置紧急切断装置，以便装卸管道和管件、装卸胶管发生破裂，大量液化气体泄漏时，以供紧急止漏之用。?1、主要作用：?（1）球阀发生故障时，可用紧急切断阀关闭止漏；?（2）火灾或装卸管道破裂时，无法靠近装卸阀门，通过远控操纵关闭紧急切断阀；?（3）发生火灾时，熔断关闭装置中易熔合金熔化，自动关闭紧急切断阀；?（4）管道、阀门严重损坏时，在高速液流作用下，过流保护装置启动，自动关闭阀门止漏。&&&&&&&&?2、紧急切断装置按规定必须包括内置式紧急切断阀、远控操纵系统和易熔合金自动切断装置三个部分。根据其结构和功能可分为有过流关闭和无过流关闭功能的紧急切断阀。按其操纵方式的不同，又可分为手动牵引式、油压式、气压式和电动操纵式四种。?3、罐车在运输过程中，紧急切断阀必须处于常闭状态。进行装卸作业时，以手牵引或油压操纵开启紧急切断阀。装卸工作完毕，通过释放手柄或油压操纵卸荷将阀杆释放复位，即可关闭紧急切断阀。&&&&&&&&?4、个别罐车使用单位、车主为加快卸液速度，私自将罐车紧急切断阀起过流保护作用的浮动阀瓣与阀杆焊死或者卸掉过流保护装置，一旦发生爆管事故，紧急切断阀失去过流保护功能无法自行关闭，造成重大事故。因此必须严禁用户私自改动紧急切断阀等安全附件，已改装的用户应立即将罐车送至相关单位更换附件，恢复原状。&&&&&&&&?第五节压力表和温度计1、压力表：精度等级应不低于1.6（1.5）级，表盘满刻度值应为罐体设计压力的2倍左右，压力表的前方应装设阀门以便于修理和调校，每隔六个月至少校验一次；?2、温度计：罐车罐体上必须设有一套温度测量装置，以测量介质的液相温度。经常选用的罐车用温度计有表盘式压力指示温度计以及双金属温度计。温度计应经计量部门校验铅封，并须经常检查；&&&&&&&&?第六节消除静电装置与消防装置?一、消除静电装置：?应保证罐体、法兰、管道和阀门等各部分全部接地，法兰之间的连接应加导电片，罐体管路阀门与导静电带接地端电阻不应超过10Ω，联结罐体与地面设备的导地导线，截面积应不小于5.5平方毫米，导静电带必须安装且接地可靠，严禁使用铁链，在装卸作业前需将设置在阀门箱内的接地导线与作业现场的接地栓相连接，或把槽车上的通地导线插头接地，坚决防止未接好地线就进行装卸作业的危险作法。&&&&&&&&?二、消防装置?对于易燃易爆介质罐车，罐车每一侧至少应有一只5kg以上的干粉灭火器或4kg以上的1211灭火器以备用。此外在进入灌装站禁火区时，发动机排气管口处应装设火星熄灭器。&&&&&&&&?第七节装卸系统?一、阀门箱?阀门箱是汽车罐车装卸介质的操纵系统，安装在罐车一侧的中部或尾部，装卸阀门及控制系统安装在钢板制成的长方形箱体内，阀门通过管路与罐体连通，装卸作业时打开阀门箱即可操作。&&&&&&&&?二、装卸阀门?1.球阀：罐车用装卸阀门除应满足一般阀门的各项要求外，尤其应具有良好的密封性能和抗震性能。一般阀门箱内有两个球阀，Dg25球阀是装卸作业时的压力平衡装置，装卸作业开始前必须打开该阀使气相互通；Dg50球阀是装卸介质的开关，与液相管连接。?2.放散阀：放散阀接装在两个球阀的出口端。该阀的作用是：在装卸液化气体完毕后，打开放散阀门将管路中剩余的气体放净&&&&&&&&?三、装卸软管及快速装卸接头?对于罐车随车装卸软管和快速装卸接头，必须符合TSGR《移动式压力容器安全技术监察规程》的有关规定：?1.装卸软管和快速装卸接头的设置应当符合设计图样和《移动式压力容器安全技术监察规程》引用标准的规定；?2.装卸软管和快速装卸接头与装运介质接触部分应当有良好的耐腐蚀性能；?3.装卸软管和快速装卸接头在承受4倍罐体工作压力时不得破裂，并且快速装卸接头的密封结构应当可靠；?4.装卸软管的设计强度必须是软管设计压力的120%，以保证连接时可能发生的泄漏；?5.装卸软管出厂时应当随产品提供质量证明文件，并且在产品明显部位装设牢固的金属铭牌；?6.罐车定期检验时按罐体设计压力的1.5倍进行液压试验，保压应当不少于5min，合格后以罐体的设计压力对装卸软管进行气密性试验。&&&&&&&&?对于在移动式压力容器和固定式压力容器之间进行装卸作业的充装站固定式装卸软管，应当符合TSGR《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定要求：?1.压力容器与装卸管道或者装卸软管有可靠的连接方式；?2.有防止装卸管道或者装卸软管拉脱的连锁保护装置；?3.所选用装卸管道或者装卸软管的材料与介质及低温工况相适应，装卸软管的公称压力不得小于装卸系统工作压力的2倍，其最小爆破压力大于4倍的公称压力；?4.装卸软管必须每半年进行1次水压试验，试验压力为1.5倍的公称压力，试验结果要有记录和试验人员的签字。&&&&&&&&?第五章压缩天然气加气站及长管拖车?第一节压缩天然气加气站的工作原理?加气站的工作原理是将通过管线输送到加气站的天然气，先进行净化处理，再通过压缩系统使其压力达到25Mpa，最后由高压储气瓶组和售气机将压缩天然气加入车辆储气瓶。压缩天然气加气站通常由六个系统组成，即调压计量系统，净化干燥系统，气体压缩系统，气体储存系统和售气系统。&&&&&&&&?第二节压缩天然气加气站的类型?压缩天然气加气站通常分为CNG常规加气站，CNG子母站，CNG子站等几种形式；从设备结构可分为开放式结构和撬装式结构，开放式结构是将加气站所有设备安装在厂房内，按工艺流程利用高低压管道和各种阀门将这些设备组装起来，形成一个开环工艺系统；撬装式结构是将加气站的主要设备（净化、压缩、冷却、控制、储气等）集中在一个撬装的底座上，形成一个可闭环控制的整体设备系统。&&&&&&&&?第五节天然气及车用压缩天然气质量要求&&&&&&&&?&&&&&&&&进站天然气质量应符合国家标准《天然气》GB17820中规定的Ⅱ类气质标准和压缩机运行的有关规定，增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量必须符合现行国家标准《车用压缩天然气》GB18047的规定，硫化氢含量小于或等于10mg/m3,若进入加气站的天然气硫化氢含量大于20mg/m3，站内应设置脱硫装置。脱水后气体在常压下露点温度低于或等于-54℃。&&&&&&&&?第六节压缩天然气长管拖车基本知识?将天然气压缩至20—25Mpa，用装载大容积无缝钢瓶的半挂车（即长管拖车）运送，该类型半挂车是将几只甚至十几只大容积钢质无缝气瓶装配在一起，并将气瓶端部连通，可用于运送压缩天然气、氢气、氦气、氮气等永久气体。&&&&&&&&?&&&&&&&&半挂车的结构特点1、行走机构（1）半挂车行走机构是半挂车的主要组成部分之一，它既是运输部件又是主要的承载部件，这就要求行走机构既能承受装载气瓶和介质对它的压力又具有运输平稳的特性。行走机构一般采用骨架式结构，车架为16Mn高强度贯穿梁和鹅颈加强型设计，并根据装载气瓶的特点对行走机构进行改装。行走机构高度和质心高度应尽量降低，以提高车辆的侧向稳定性。&&&&&&&&&&&&&&&&（2）气瓶与半挂车行走机构的连接结构气瓶两端均靠支撑板予以固定，前端支撑板与半挂车行走机构采用螺栓连接，以适应温度变化时的热胀冷缩。后端支撑板与行走机构采用焊接固定。半挂车后部设置操作仓，操作仓设置成刚性结构，并与行走机构大梁焊接固定，防止该车辆受到后面车辆撞击时，管路破坏造成气体泄漏，保证高压气体运输车的安全使用。前后支撑板安装于行走机构的相应位置处均加装横梁，使行走机构承力均匀。&&&&&&&&&&&&&&&&3、大容积气瓶大容积钢质无缝气瓶是用于储存和运输高压气体的钢质气瓶，以大口径优质铬钼无缝钢管为原料，以锻压或热旋压将无缝钢管两端收口，收口处车削内螺纹，通过螺塞和“O”型圈密封，以承受高压达到密封效果。其特点是钢质气瓶上没有焊缝，提高了气瓶的运行可靠性和耐疲劳性能。气瓶两端经热旋压收口成形，两端瓶口均加工内外螺纹，两端外螺纹与安装法兰连接，安装法兰用螺栓固定在两端的前后支撑板上，瓶口内螺纹上旋紧螺塞，在螺塞上连接管件，前端设有爆破片装置，后端操作仓设有充卸气管路、快装接头、排污装置、安全附件等。&&&&&&&&?操作箱设置在车辆后部。每只钢瓶瓶端安装一只球阀，通过连通管与汇总管连接，连通管制成弯曲形状，以减缓温度变化产生的热应力以及运输过程中产生的震动载荷。汇总管上装有压力表。汇总管端部设置总控球阀，并设置快装接头，便于与专用软管连接。&&&&&&&&?4、安全附件&&&&（1）爆破片装置&&&&&&&&?气瓶的两端均设置爆破片装置。爆破片装置较安全阀体积小、重量轻，且密封可靠，其泄放面积较同体积的安全阀要大得多。引起气瓶超压的主要原因是因事故造成的着火状态，着火状态时爆破片泄放面积应能满足气瓶超压泄放的要求。&&&&（2）压力表&&&&&&&&?气瓶充卸气管路上设置压力表一块，量程取1.5—3倍的工作压力，精度1.6级，压力表采用防震型，压力表前装有仪表阀，仪表阀平时应处于开启状态，更换或检修压力表时可将该阀关闭。压力表属于安全附件，应定期检验。&&&&&&&&?（3）温度计?考虑工作环境温度及充气时气体温度升高卸气时气体温度降低等因素影响，温度计测量范围应覆盖最低和最高工作温度，测量范围取-40—80℃。温度计采用双金属型，读数方便，坚固耐用，且采用保护套管与介质隔开，易于更换拆卸。&&&&&&&&?（4）.安全连锁装置?安全连锁装置设置一般采用两种形式：?（1）操作仓内设置安全连锁装置，靠汽车行走部分自带气包提供气源。充卸气过程中，即操作仓打开状态时，汽车处于制动状态，无法启动。充卸气完毕，操作仓门关闭后，制动状态予以解除，汽车可正常行驶。?（2）快装接头前设置驻车制动阀，挡板水平位置为解除制动；挡板竖直位置为制动状态。软管连接时无法解除制动，可有效防止在装卸软管未解除的情况下启动车辆，导致损坏管路造成天然气大量泄漏的事故。&&&&&&&&（5）导静电装置&&&&&&&&?&&&&&&&&半挂车尾部设置导静电接地带，操作仓管路上设置导静电片，可随时导出运行时及充卸气时积聚的静电荷，导静电拖地带采用柔软耐磨导静电拖地带，既能充分泄放静电荷，又不至于放电太快而产生火花放电。&&&&&&&&?（6）排污装置?压缩天然气中含有硫化氢和水分对瓶体高强度铬钼钢（4130X）有应力腐蚀作用，大量事例也证明湿硫化氢环境是引起CNG钢瓶爆炸的主要原因，因此气瓶端部设置排污管伸入气瓶底部，定期对气瓶内积液进行排空，以减缓湿硫化氢环境下对材料的腐蚀。?（7）灭火装置?半挂车两侧各配一只5kg干粉灭火器，以备发生火灾险情时急用。&&&&&&&&?第六章低温液体罐车及?低温液体罐式集装箱?第一节低温及传热的基本概念?一、低温的基本概念?按照1971年国际制冷学会的建议，摄氏零度以下的温度分为三个温区：?普冷：0℃―-153℃?低温：（又称深冷）：-153℃―-272.7℃?极低温：-272.7℃以下的温度。&&&&&&&&?三、传热的三种方式?1.对流换热?对流是流体（气体或液体）由于其流动引起的传热过程。换热物体的温差以及对流换热面积越大，对流换热量越大。一般情况下，在低温下对流换热在全部传热中所占的比例较大。?2.辐射换热?物体能不断发射热量，也能接受另外物体发来的热量，这种发射和接受热量不经过介质，所以在真空中也能传热。太阳就是通过辐射将热量传到地球上的。3.导热?导热是物体各部分或不同物体间直接接触而发生的热传递现象。其热量的传递是通过分子、原子、自由电子等微观粒子的运动引起的。在低温容器中来自容器支撑件的固体导热在容器漏热中占有较大比例。固体导热与横截面积成正比，与其长度成反比。&&&&&&&&?第二节低温绝热方式?普通堆积绝热就是在低温容器外表面包裹以绝热材料，如同穿上棉被一样，这种材料通常有纤维材料、泡沫材料、粉末材料等。该种低温容器采用单层结构，简单方便，但漏热率大，通常在低温液体温度不太低、储存时间不太长的或大型或超大型储存容器中使用。液体二氧化碳罐车一般采用此种结构。&&&&&&&&?二、真空粉末绝热?从普通堆积绝热中，我们可以看出，在容器外部包裹上粉末类材料可以起到绝热作用，其导热率已经和气体的导热率接近，这说明在粉末的气体导热是主要传热途径，如果将气体抽走，绝热效果肯定会更好。真空粉末绝热实际上是将低温容器做成杜瓦式的双层容器，其内容器盛装低温液体，外容器也是一个密闭的容器，内外容器间装以绝热性能良好的粉末材料，如玻璃纤维、珠光砂、气凝胶等，粉末中通常添加适量阻光剂，阻光剂应具有良好的化学稳定性，且均匀分布在粉末中。真空夹层冷侧放置的低温吸附剂应采用在低温、真空状态下吸附性能好的吸附剂，热侧可放置适量吸氢剂，装运液氧介质的低温罐车及罐式集装箱不应添加在富氧状态下会发生爆炸的阻光剂及吸附剂。然后把两夹层间抽真空到极低的真空压力，通常1Pa以下。这种绝热方式其效果比堆积绝热好几十倍。&&&&&&&&?三、高真空多层绝热?高真空多层绝热的低温容器也是一个双层容器，内容器的外表面间隔缠绕多层具有高反射率薄膜材料做发射屏（如铝箔、双面或单面镀铝的聚酯膜），以极低导热率材料做间隔层（如用玻璃丝布、尼龙丝网、长纤维纸等），然后将夹层抽到高真空，压力低于1×10-2Pa。由于在高真空状态下对流传热和气体传热已经刻忽略不计，而辐射传热，由于在真空夹层中放了很多层发射屏，有效地阻挡了辐射传热，因此其隔热效果非常好，通常其导热系数又要比粉末真空绝热低2个数量级。&&&&&&&&?第三节低温容器的主要性能参数?一、夹层真空压力?夹层真空压力是低温容器绝热性能的重要指标，夹层中压力高，气体导热增加，低温绝热性能下降。低温液体自然蒸发损失加大，其蒸发率达不到规定指标。在容器抽真空过程中，一定要严格按照工艺规定进行检漏、烘烤除汽，要配备抽气能力强的机组和管道，要严格执行工艺，一定要在规定的真空达到后再封结，停止抽空。对不同的容器，国家或行业都制定有相关标准规定了合格值。低温液体罐车及低温罐箱其真空夹层封口真空度要求如表7—2所示。在使用过程中，对于真空粉末绝热低温罐车及罐箱，《压力容器定期检验规则》要求夹层真空度≤13.3Pa；对于高真空多层绝热低温罐车及罐箱，要求夹层真空度≤1.33Pa，如夹层真空度高于上述数值则必须重新抽真空。&&&&&&&&?封口真空度?高真空多层绝热：?有效容积（M3）真空度（Pa）?1≤V≤10≤5×10-2?10＜V≤50≤1×10-2&&&&&&&&?真空粉末绝热?1≤V≤10?10＜V≤50&&&&&&&&≤2≤3&&&&&&&&?第四节低温液体罐车、低温液体罐式集装箱?一、低温液体罐车?低温罐车和固定式罐车结构差别不大，对内外容器的支撑有更高的要求，除了考虑静止载荷外，还应考虑动载荷，运动中的冲击、振动、液体在运输中的晃动问题等。一般尾部设置操作箱，主要操作阀门均在操作箱内集中控制，前部设有车前压力表，便于操作人员在驾驶室内就能观察内筒压力。两侧设置软管箱，箱内放置气、液软管。&&&&&&&&?低温罐车主要是由罐体、管路系统、仪表系统、增压汽化器系统及车体组成。储罐结构为夹套式真空容器，有两个同心圆罐组成，分为内筒和外筒，内筒由内容器和输送管路构成，主要作用是充装低温液体介质。绝热夹层由内容器和外壳构成，主要作用是绝热保冷。夹层采用真空粉末绝热或高真空多层绝热，一般夹层内填充珍珠岩或缠绕绝热材料作隔层的防热辐射屏，外壳上安装抽空装置，利用真空机组将夹层空气抽尽，以此把随着时间的增长通过对流、传导、和辐射等途径传递给低温液体的热量减少到尽可能低的程度，来维持低温体系正常工作，确保低温液体的储存目的。&&&&&&&&?内筒材质一般为奥氏体不锈钢，外筒材质为低碳钢或者低合金钢。内筒下部设有吸附室，外筒上部设有防爆装置。外筒内壁与内筒外壁之间有拉承件使两者联系在一起。管路系统由接管，阀门和连接头等组成，主要作用是输送低温液体。仪表系统由液位表，压力表和仪表阀门等组成，主要作用是显示内容器液体的压力和满率。增压汽化器系统由铝制翅片和阀门等组成，主要作用是在罐体需要卸出液体时，利用罐体贮存的低温液体经汽化后提高其自身的压力，使液体能顺利卸出。&&&&&&&&低温容器结构&&&&&&&&?二、低温液体罐式集装箱?低温液体罐式集装箱整体结构与液化气体罐式集装箱基本相同，罐体结构与前述低温液体罐车罐体基本相同，采用真空粉末绝热或高真空多层绝热技术对罐体进行绝热。储罐包括进排液系统、进排气系统、自增压系统、吹扫置换系统、仪表控制系统、紧急截断阀与气控系统、安全系统、抽空系统、测量分析取样系统。&&&&&&&&液化天然气罐式集装箱&&&&&&&&?四、低温液体罐车及低温罐箱充装主要参数?1.低温罐车及低温罐箱在使用过程中装运低温液体的体积与内容器的几何体积之比，称为充满率，在估计初始充满率时，应考虑预定运输所必要的维持时间，包括可能遇到的任何延误，罐体的最大初始充满率应使装运的介质在蒸汽压力上升到最高工作压力时，装运易燃介质液体的充满率不超过95%，装运不易燃介质液体的充满率不超过98%；&&&&&&&&?2.低温罐车及罐式集装箱充装时，允许达到最大充装低温液体的体积与内容器的几何体积之比，称为额定充满率，最大初始充满率即为额定充满率；?3.充满率应符合下列要求：?（1）装运易燃介质的低温罐车及低温罐箱，任何情况下可能到达的最大充满率应不大于95%；?（2）装运不易燃介质的低温罐车及低温罐箱，任何情况下可能到达的最大充满率应不大于98%。&&&&&&&&?4.额定充满率应符合下列要求：?（1）装运易燃介质的低温罐车及低温罐箱，额定充满率应不大于90%；?（2）装运不易燃介质的低温罐车及低温罐箱，额定充满率应不大于95%。&&&&&&&&?第五节低温液体罐车及罐式集装箱的安全附件?外壳应设置爆破装置，其爆破压力应不大于0.1Mpa，其排放能力足以使夹层的压力限制在不超过0.05Mpa。内容器应根据额定充满率设置溢流口，当充满率超过额定充满率时，通过溢流口及时排出多余液体。?低温液体罐车及低温罐箱必须有两套在线安装的双路安全系统：这种系统还安装一个转换阀，当其中一路安全阀需要更换或检修时，转换阀转换到另一路上，而不妨碍运输并维持至少一套安全系统在线使用。&&&&&&&&?在深冷系统中安全阀由于冻结而不能及时开启所造成的危险应引起重视：安全阀冻结大多由于阀门内漏、低温介质不断通过阀体而造成，这可以通过目视检查安全阀是否结冰或结霜来判断，如果出现冻结情况应及时拆下安全阀排除内漏故障。?充装易燃介质和毒性程度为中度或高度以上危害介质的罐车及低温罐箱,罐体的液相管、气相管出口处应设置紧急切断装置，紧急切断阀后装设截止阀，截止阀后装设盲板法兰或等效装置。&&&&&&&&?第六节低温液体罐车及罐式集装箱主要失效形式?一、低温罐车及低温罐箱的内容器破裂、夹层真空度丧失导致低温液体大量泄漏内容器一旦泄漏，将导致夹层真空保温性能失效，内容器温度上升，压力快速升高，迫使低温液体流人夹层。由于在常温下低温液体的气化率很高，夹层内的压力将迅速升高，致使内容器裂口加大，形成恶性循环，在巨大的夹套内低温液体液化压力下，必然导致内容器失稳，外容器破裂。&&&&&&&&?二、外容器与气、液相接管连接的角焊缝泄漏由于连接容器内外壁的接管是导热体，使用中反复充装，接管与外壳体的连接处存在较大的温差变化，导致接管连接部位产生交变应力；对外容器为碳钢的低温罐车及低温罐箱，与接管连接部位的外容器低碳钢角焊缝及母材处的温度有时可能低于材料的脆性转变温度，加上该部位制造时质量不易控制，易产生焊接缺陷；低温罐车及低温罐箱经过长期运行后，外容器与接管连接的角焊缝易出现穿透性裂纹，造成夹层真空度丧失。&&&&&&&&?三、使用过程中低温罐车及低温罐箱外表面有明显的大面积的冒汗、结霜这种现象可能是储罐夹层密封不严发生泄漏、珠光沙未填满、珠光砂发生沉降，或其他原因导致夹层真空度破坏而产生的。对这类容器需要进行检查检漏修复，或补充珠光沙，或者重新抽真空：&&&&&&&&?四、使用中容器蒸发量变大，真空度变小这种情况可能是珠光沙放气造成的。珠光沙在填充时工艺控制不严，粒度、温度不适当时，投入运行一段时间后，珠光沙就会释放水蒸汽，将使夹套内真空度降低，蒸发量变大：五、使用中安全阀起跳，内筒压力异常升高除夹套因泄漏导致真空度破坏可引起内容器压力增高导致安全阀起跳外，容器内筒增压阀失灵，也可引起安全阀起跳，对这种情况只要对增压阀进行修理或者更换即可。&&&&&&&&?第七节液化天然气（LNG）低温液体运输车的结构特点?一、罐体的绝热结构为真空多层绝热，内容器材料为06Cr19Ni10；外壳材料为Q345R。内容器与外壳之间采用径向组合支撑结构，一端固定，另一端滑动，以补偿内筒体的热胀冷缩，使其在上、下及水平方向都能保持良好的受力状况，并连接牢固。贮罐与行走机构的纵梁通过“U”型座用螺栓固定，以确保贮罐的连接安全可靠，应力分配合理。贮罐一端部安置了各种阀门、仪表和安全附件，且便于集中管理和使用。&&&&&&&&?二、产品性能简介?1.用泵或压力输送器通过顶部和底部充装管将液体由输送装置重新充入贮罐；?2.充装管路配有顶部、底部进液阀并配有紧急切断阀。排放管路配有一个组合式安全阀、人工放气阀和阻火器。?三、安全装置?贮罐设有安全装置，以防止升压过高，安全装置的设定压力略高于内筒工作压力，但不超过内筒设计压力。在内容器与外壳之间的夹层上设有防爆装置，防爆装置可以防止夹层的真空丢失而导致升压，确保外壳的安全。&&&&&&&&?四、操作系统?贮罐具有可以贮装低温液体，容器内部气相增压及输送液体功能，所有操作均由安装在贮罐端部的控制阀门完成，各阀均配有标签，容易辨认。&&&&&&&&?&&&&&&&&谢谢各位&&&&&&&&
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