靠性和經(jīng)濟性.
原"暫行規(guī)定"中,槽車的設(shè)計壓力按最高工作壓力的1.1倍選取,無遮陽罩的槽車,最高工作壓力按介質(zhì)的55@的飽和蒸汽壓選取,有遮陽罩的槽車按介質(zhì)在50@的飽和蒸汽壓選取.
參照國外鐵路槽車的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)工國現(xiàn)有槽車的使用情況,可以看出原"暫行規(guī)定"中設(shè)計壓力及設(shè)計溫度的選值略為偏高,應(yīng)當(dāng)重新修訂.
由于目前提出符合國情的設(shè)計溫度還缺乏可靠的實驗依據(jù),故本規(guī)定只能參照國外有關(guān)規(guī)范,提出相應(yīng)的規(guī)定.
液化氣體槽車的設(shè)計壓力各國情況如下:
1.日本:高壓氣體管理法中規(guī)定了各種介質(zhì)槽車的設(shè)計壓力:液氨光槽車設(shè)計壓力為22kgf/cm2,丙烷光槽車設(shè)計壓力為18kgf/cm2,相當(dāng)于該種介質(zhì)55@的飽和蒸汽壓力或50@飽和蒸汽壓的1.1倍.
2.美國ICC或BTC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:液氨光槽車設(shè)計溫度115@E(相當(dāng)于46.1@),設(shè)計壓力為165PSiq(相當(dāng)于18.6295kg/cm2表壓).
蘇聯(lián)丙烷汽車槽車(光),設(shè)計壓力為18kgf/cm2,帶遮陽罩的丙烷槽車設(shè)計壓力為16kgf/cm2(蘇聯(lián)鍋爐監(jiān)察手冊61年版,"對液化氣體的槽車和大桶的補充技術(shù)要求).
西德規(guī)范,光槽車的設(shè)計壓力為介質(zhì)在50@的飽和蒸汽壓,有遮陽罩槽車的設(shè)計壓力為介質(zhì)在40@的飽和蒸汽壓.
3.國家勞動總局《液化石油氣汽車槽車安全管理規(guī)定》:
充裝介質(zhì) 槽車設(shè)計壓力kgf/cm2
丙 烯 22
丙 烷 18
丁烷、丁烯、丁二烯 8
由此可見,本規(guī)程給出的各種槽車設(shè)計壓力,是選用日本的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)當(dāng)說此數(shù)據(jù)與各國水平相比較仍為偏高.
本規(guī)定給出的設(shè)計壓力是指光槽車的設(shè)計壓力,對于帶遮陽罩的槽車的設(shè)計壓力允許為20kgf/cm2,即帶遮陽罩的液氨槽車,允許設(shè)計壓力為20kgf/cm2.
槽車設(shè)計壓力,雖按介質(zhì)在50@的飽和蒸汽壓的1.1倍選取.但實際允許的介質(zhì)最高溫度仍指50@.而1.1倍的增量,主要是考慮槽車運行中附加振動液體沖擊力(包括軸向和側(cè)向)以及允許的最高裝卸壓力.
注:本規(guī)定雖給出了盛裝異相烷、丁烯、異丁烯、丁二烯介質(zhì)的鐵路槽車設(shè)計壓力,但是由于目前這類介質(zhì)還沒用鐵路槽車來運輸,故本規(guī)定其它部分均不涉及這類槽車.
三、關(guān)于重量充裝系數(shù)
本規(guī)定的第二章,給出了常用介質(zhì)重量充裝系數(shù)一欄表,此表編制依據(jù)如下: 1.丙烯、丙烷、丁烷、丁烯及混合液化石油氣介質(zhì)的重量充裝系數(shù)與國家勞動總局《液化石油氣汽車安全管理規(guī)定》給定的數(shù)據(jù)相一致.按此系數(shù)充裝可保證介質(zhì)在50@時罐內(nèi)仍有約6%的空間.
2.液氨、液氯、液態(tài)二氧化硫的重量充裝系數(shù),可保證介質(zhì)在50@時罐內(nèi)仍有6￣8%的空間,此數(shù)據(jù)比原暫行規(guī)定空留10%有所提高.
3.表中未列入的其它介質(zhì),可參考上列方法,由設(shè)計者給定.
四、關(guān)于槽車的材料選擇
槽車的選材依據(jù),除按《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定》外.又補充了幾項要求:
1.考慮到國內(nèi)鋼材的實際情況,以及目前采用高強鋼制造槽車所存在的一系列問題,故本規(guī)定限定制造罐體的鋼材為屈服點規(guī)定值低于40kgf/mm2的壓力容器用鋼或鍋爐用鋼.
2.由于充裝介質(zhì)的溫度有時很低,如低溫貯存的液氨溫度可在-30@以下,同時參考鐵道部TB1335-78《鐵道車輛強度設(shè)計及試驗鑒定規(guī)范》中,對制造罐體材料有關(guān)低溫沖擊值的要求、槽車罐體的鋼板選材仍保留低溫沖擊值的要示,即αk-40@≥3.5kgf-m/cm2(三個試件的平均值),且單個試件≥3kgf-m/cm2的要求.(指U型缺口沖擊值)
3.其它受壓元件的選材溫度下限按-20@.主要指:法蘭、人孔蓋、接緣、凸緣、螺栓、螺母等受壓元件.考慮到槽車在低溫狀態(tài)時,介質(zhì)壓力一般很低,在-20@時設(shè)計壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該種材料在常溫時屈服強度的六分之一.按JB741-80標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,材料可免做低溫沖擊值,可按常溫容器選材.罐體固定于車架上的連接螺栓,因受國內(nèi)材料所限,目前只能按常溫選材.
4.給定了應(yīng)用國外鋼板的材質(zhì)要求,以及應(yīng)用這些材料時進行復(fù)檢、工藝評定、審批手續(xù)等規(guī)定.
五、關(guān)于槽車罐體強度計算
1.安全系數(shù)
原"液化氣體槽車技術(shù)監(jiān)察暫行規(guī)定"中,安全系數(shù)按nb=3.5,ns=2選取.在本規(guī)定中改為按nb≥3進行罐體強度計算,其理由如下:
ǎ保┌4nb=3計算強度,符合國家勞動總 局《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定,并與國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼制壓力容器設(shè)計規(guī)定》相一致.
(2)按nb=3計算槽車罐體強度,對16MnR鋼相當(dāng)于ns=2,這與日本現(xiàn)行規(guī)定中,罐體強度計算一樣.
日本在"高壓氣體管理法"中規(guī)定,對不銹鋼以外的鋼種,凡屬低合金鋼制造的不屬脆性破壞的液化氣體容器、槽車的安全系數(shù)允許應(yīng)力^^^^計算,式中之r為材料的屈強比,其值〈0.7的鋼材,按0.7計算.16MnR鋼的^^^,按^^^選取.按
此式計算^^^^.
相當(dāng)于^^^計算16MnR鋼,與日本現(xiàn)行規(guī)范是一致的.
(3)按nb〉3計算罐體強度,(相當(dāng)于nS=2),這遠(yuǎn)比歐州許多國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)安全得多.
目前計算該類容器的強度有兩種方法.其中按屈服強度計算取安全系數(shù)的,一般均選取ns=1.5￣1.65之間.
如,西德:AD-B1-1971規(guī)范,取ns=1.5.
民主德國和西德AD規(guī)范相同,取ns=1.5.
意大利ANCD受壓容器補充規(guī)定(1970)取ns=1.5.
英國BS1515規(guī)范,取ns=2/3(即1.5).
瑞典W.P.D受壓容器規(guī)范(1969)取ns=1.5.
捷克容器及熱交換器規(guī)范(1952),取ns=1.65
(4)按著鐵道部最近頒布的TB1335-78《車輛強度設(shè)計、試驗、鑒定規(guī)范》要求,該種槽車罐體強度選取的安全系數(shù)取ns=1.5,可見槽車按nb=S(ns=2),也是符合鐵道部的規(guī)定.
由此可見,槽車的罐體強度設(shè)計,按nb=3計算是足夠安全的.
2.腐蝕裕量
原"暫行規(guī)定"中液化石油氣槽車的腐蝕裕量選為3mm,比日本"高壓氣體管理法"規(guī)定數(shù)據(jù)高2mm,考慮硫化氫對鋼板的腐蝕性,以及國內(nèi)各單位液化石油氣中硫化氫含量不一,本規(guī)定對液化石油氣槽車的腐蝕裕度選為不少于2mm. 本規(guī)定中,槽車腐蝕裕度選取可能比實際偏高.在全衡槽車壽命及經(jīng)濟性后認(rèn)為,采用較高的附加厚度,是經(jīng)濟的.因此本規(guī)定基本維持原"暫行規(guī)定"的水平.
六、安全閥問題
槽車安全閥是槽車安全保護的重要設(shè)施.在原"暫行規(guī)定"定稿時,由于缺乏可靠的依據(jù),故對安全閥的設(shè)計、制造要求涉及的不多.
本規(guī)定,根據(jù)國家勞動總局《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》的要求,對安全閥的設(shè)計增加了下列內(nèi)容.
1.安全閥排量必須足夠.
安全閥的排氣量必須保證在槽車處于火災(zāi)危害之下有足夠的排放能力.
對安全閥的排氣量及口徑計算,給定了計算公式.計算公式,采用美國API(石油協(xié)會)的標(biāo)準(zhǔn)計算公式.這與我國國家勞動總局最近頒布的"液化石油氣汽車安全管理規(guī)定"推薦的公式一致.符合《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)范》的要求即相當(dāng)于E=0.6的情況.
2.對液氨、液化石油氣槽車明確提出安全閥必須采用"內(nèi)置全啟式"的結(jié)構(gòu)型式.開啟高度^^(d──安全閥喉徑),以確保槽車的使用安全.
應(yīng)當(dāng)說明的是槽車上采用的"內(nèi)置全啟式"彈簧安全閥,仍有待于今后實踐中進一步考核予以完善.
3.明確規(guī)定了安全閥的三個動作壓力值.
即:(1)開啟式力一按槽車設(shè)計壓力的1.05-1.1倍選取;
(2)回坐壓力一按安全閥開啟壓力的0.8倍選取;
(3)最大排放壓力一按槽車設(shè)計壓力的1.2倍選取.
上述三個壓力值的提供,為安全閥的設(shè)計提供了基本依據(jù).
七、槽車的裝卸閥系統(tǒng):
我們參考了美國及日本該種槽車的結(jié)構(gòu)型式,對裝卸閥系統(tǒng)做了一些完善和變動.主要有如下幾項內(nèi)容:
1.裝卸閥數(shù)量:將氣相閥改為一個(原來2個),結(jié)構(gòu)型式為球閥或截止閥.為的是在人孔蓋上空出位置,加放緊急切斷裝置.
(日本、美國、蘇聯(lián)的該種槽車氣相閥均為一個)
2.關(guān)于緊急切斷裝置
液化氣體槽車上設(shè)置緊急切斷閥門及其控制機構(gòu)是保證槽車安全使用的重要措施之一,國外幾乎所有國家的槽車規(guī)范中,均有此項要求.為了防止槽車裝卸過程中裝卸管道破裂、折斷,造成漏氣著火危害槽車安全的事故,為了使鐵路槽車的結(jié)構(gòu),向國外先進水平靠攏,本規(guī)定明確提出設(shè)置緊急切斷裝置的要求.
緊急切斷裝置可以是手控的,也可以是自動控制的.我們學(xué)習(xí)日本經(jīng)驗,選用液壓控制閥門開關(guān),通過著火易熔合金熔融排油達(dá)到緊急切斷內(nèi)閥的目的.
應(yīng)當(dāng)說明的是:液化氣體鐵路槽車上設(shè)置該種閥件還缺乏經(jīng)驗,今后還有待于實踐中進一步完善該種閥件的設(shè)計和制造,本規(guī)定參照美國和日本的結(jié)構(gòu)型式,對緊急切斷裝置的設(shè)計提出了要求.
對該種閥及其控制裝置的性能試驗要求,本規(guī)定按國家勞動總局《液化石油氣汽車槽車安全管理規(guī)定》中有關(guān)緊急切斷裝置的要求進行.
3.液面指示裝置
液面指示裝置是指采用滑管式或轉(zhuǎn)管液位計.此套裝置結(jié)構(gòu),按美國和日本的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)選定.改變了過去采用固定管控制液面計量不準(zhǔn)的缺點.
4.液氯槽車,根據(jù)北京化工二廠的使用經(jīng)驗,改用不銹鋼膜片式壓力表.
八、關(guān)于槽車的制造問題
本規(guī)定中,按國家勞動總局《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》,以及現(xiàn)行JB741-80《鋼制壓力容器制造技術(shù)條件》及設(shè)計圖樣的要求,對該種槽車的制造問題進行了補充和修訂,其主要修訂內(nèi)容如下:
1.鋼板的超聲波探傷是壓力容器選材的一項重要檢驗措施.近幾年,從國外買進的壓力容器鋼板,若在訂貨合同中提出探傷要求,國外鋼廠均提供質(zhì)量保證書.
目前我國鋼廠還不能根據(jù)用戶的要求提供超探合格的壓力容器鋼板,仍按YB-539-69規(guī)定供貨.鑒于此況,本規(guī)定明確提出:對鋼廠無探傷保證的材料,應(yīng)逐張進行檢查.對鋼廠有探傷保證的材料,抽查率不小于20%,但每爐批不少于一張,若出現(xiàn)不合格品應(yīng)逐張檢查.
2.焊縫的無損檢驗
本規(guī)定對制造罐體的材料明確規(guī)定:采用屈服點規(guī)定值低于40kgf/mm的壓力容器用鋼或鍋爐用鋼,同時還應(yīng)滿足-40@沖擊值要求,這主要指16MnR這類鋼種.考慮到16MnR鋼種可焊性好、制造工藝成熟,各種槽車所用鋼板厚度不超過26mm,故本規(guī)定僅對角焊縫提出100%磁粉或著色探傷的要求.考慮到我國目前超聲波探傷的技術(shù)水平(操作、儀器)以及超探對缺陷重復(fù)性差這一特點,還規(guī)定了焊縫進行100%超探時,應(yīng)補加20%的射線復(fù)查.對于采用新材料或國外材料時,規(guī)定了無損檢驗要求應(yīng)不低于本規(guī)定及圖樣要求.
3.關(guān)于槽車氣密試驗壓力的確定
槽車的氣密試驗壓力定為槽車的設(shè)計壓力是符合國家勞動總局頒布的《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》的.
4.加強槽車制造中的管理工作
加強槽車制造中的管理工作對于保證槽車的使用安全、運輸可靠是非常重要的,本規(guī)定根據(jù)以往槽車制造中所存在的問題特作如下補充:
(1)明確規(guī)定槽車制造廠資格的審批;
(2)加強了材料的檢驗,包括對采用新材料或國外材料的審批和復(fù)檢要求;
(3)明確了槽車新產(chǎn)品的審批要求;
(4)明確規(guī)定了承擔(dān)罐體和受壓元件焊接操作的焊工資格;
(5)完善了槽車出廠技術(shù)資料及產(chǎn)品質(zhì)量證明書.
九、關(guān)于加強對槽車的使用、檢修和運輸方面的管理
目前各化工企業(yè)鐵路槽車的管理工作比較薄弱,許多企業(yè)對于槽車的管理工作內(nèi)容不太清楚,對于槽車如何進行正確的充裝、卸料、檢修和維修還缺乏一定的經(jīng)驗.盡管槽車自使用以來沒有發(fā)生過重大事故,但事故的隱患還是大量潛在的,隨著近幾年石油化工生產(chǎn)的發(fā)展,鐵路槽車的使用量也日益增多,考慮到鐵路槽車具有容積大、流動性在、盛裝介質(zhì)危險性大的特點,因此在必要從使用的各個環(huán)節(jié),來加強槽車的管理工作.總結(jié)化工系統(tǒng)槽車所屬單位多年來的使用情況,參照日本高壓氣體管理法等資料,本規(guī)定就槽車的使用和管理部分作了較大的補充和完善,其內(nèi)容如下:
1.為了健全充裝制度,加強崗位責(zé)任制,規(guī)定槽車每次充裝時均應(yīng)填寫充裝記錄(見附表).
2.目前一些企業(yè)對自備槽車現(xiàn)狀不明,不按期進行維修,隨意拉出充裝;有的充裝單位,急于銷售產(chǎn)品,不問明槽車情況,就進行充裝.為了糾正這種不負(fù)責(zé)任隨意亂裝的現(xiàn)象,本規(guī)定明確指出槽充裝前必須設(shè)專人檢查,自備車不具備產(chǎn)品合格證、質(zhì)量證書、檢修記錄技術(shù)文件者嚴(yán)禁充裝.
3.槽車充裝前進行氣密試驗是目前保證槽車充裝安全、運輸安全的可靠手段,原"暫行規(guī)定"中寫入:每次充裝前,槽車應(yīng)進行嚴(yán)格的氣密試驗就是基于這點.但是綜合考慮目前大部分槽車充裝單位,沒有氣密試驗所必需的裝置和氣源;各種充裝介質(zhì)對人體的危害程度不一;本規(guī)定加強了對槽車充裝的管理;鐵道部關(guān)于危險貨物運輸?shù)哪承┮筮@幾種因素,本規(guī)定只對液氯、液態(tài)二氧化硫這類毒性較大的介質(zhì)提出充裝前做氣密試驗的要求.
4.考慮到環(huán)境條件對于槽車充裝、卸料安全的影響,參照日本液化石油氣有關(guān)資料,本規(guī)定增加了第四十二條文.
5.槽車的檢修
(1)檢修間隔期的確定:為了使罐體和走行部分的檢修同時進行,本規(guī)定根據(jù)鐵道部車輛走行部分的檢修間隔期來確定槽車的檢修間隔期,這與《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》并不矛盾.
(2)為了提高槽車的檢修質(zhì)量,根據(jù)《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》本規(guī)定對從事槽車檢驗的單位和人員提出資格要求.
(3)為了及時掌握介質(zhì)對罐體的腐蝕情況,在中修內(nèi)容中增添了二年進行一次內(nèi)表面檢查,對有懷疑的部位,應(yīng)進行表面探傷檢查的內(nèi)容.
(4)大修中對罐體內(nèi)外部檢查內(nèi)容較原暫行規(guī)定具體、全面,是為了在掌握罐體腐蝕情況的同時還要了解罐體某些部位(如丁字焊縫、定位板、傷痕等)在各種使用條件下可能發(fā)生的變化.
6.關(guān)于槽車的全面技術(shù)鑒定
(1) 槽車進行全面技術(shù)鑒定的時間是根據(jù)槽車的設(shè)計壽命來確定的.液氨、液化石油氣槽車設(shè)計壽命為20年;液氯、液態(tài)二氧化硫槽車設(shè)計壽命為12年.
(2)本規(guī)定考慮到槽車制造時的質(zhì)量檢驗要求以及使用中定期檢驗的內(nèi)容,規(guī)定了全面技術(shù)復(fù)寫時無損檢驗的內(nèi)容.
7.為了慎重處理發(fā)生重大事故的槽車,本規(guī)定要求這類槽車的事故分析和修復(fù)方案應(yīng)上報主管部門.
8.為了保證槽車及押運人員在運輸中的安全,加強押運人員的職責(zé),本規(guī)定還寫入:槽車未按規(guī)定進行充裝前檢查,封車情況不明時,押運人員可拒絕押運.
十、附則的說明
原"暫行規(guī)定"中,對罐體制造時無損檢驗評級標(biāo)準(zhǔn)的要求是與現(xiàn)行JB741-80《鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件》一致的。但是槽車制造廠由于種種原因,在較長一個時期內(nèi)未能執(zhí)行"暫行規(guī)定"的要求,仍按JB741-73《鋼制焊接容器技術(shù)條件》進行無損檢驗評級.考慮這個因素,本規(guī)定在附則中對這部分槽車檢修時的無損檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定.