低温液体罐车检验的几个问题探讨

杨立军

浙江省特种设备科学研究院

浙江 杭州 310014

摘要：低温液体罐车是指用于运输液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳等低温液体的压力容器，因低温液体罐车结构独特，检验工作难度大。为确保检验可靠性，本文详细分析了低温液体罐车检验问题及其方案。

关键词：低温液体罐车；检验；问题；方案

低温液体罐车是一种特种车辆，具有真空夹套结构，能在罐车内保持相对较低温度状态，主要用于输送液氧、液氮等介质。当前，各种类型的低温液体运输车越来越多地应用于航天、医药、化工等领域。所以在使用低温液体罐车时，应对其进行检验。

一、低温液体罐车结构特点

低温液氧、液氮、液氩罐车采用真空夹套结构，即按设计要求在内胆与外壳间用不同绝热方法，使夹层达到一定真空度，一般内胆材质为0Crl9Ni9，夹套材质为16MnR，夹套填充绝热材料珠光砂以固定内胆，外壳内壁和内胆外壁通过拉承件连接，这样运输与移动时，内胆不会振动或偏斜，防止损坏珠光砂而影响真空度。这种类型的容器结构是全封闭结构，罐体上无人孔或检查孔，无法直接检验内胆。

低温液体二氧化碳等罐车在结构上与低温液氧、液氮和液氩罐车不同，在主壳上附着一层有一定厚度要求的聚氨脂保温层，然后用薄铝防护板包裹。主体材质通常0Crl9Ni9，罐体设有人孔。

二、工艺参数及制造质量要求

使用中的低温液体罐车最重要的方面是隔热，常用的隔热材料有膨胀珍珠岩和聚氨酯，夹套式深冷容器还需抽真空，以满足一定真空度要求。在制造过程中，对夹套容器内胆A、B类焊缝进行100%RT检验，合格为Ⅱ级，并且UT检测增加了>20%，甚至增加了100%的UT检测。所有接管口应进行冷冻试验，焊接时每根焊道清根后，应进行表面探伤，以确保完全焊透。低温容器的内胆和夹套需进行强度、气密性测试。真空夹套应进行气压试验，保压时间不少于4h。有时进行He泄漏测试。

对真空度的要求是，对于液氮和液氧等深冷介质，真空度应达到1.333Pa。在冷态下，当测试真空度达到1.3Pa或安全阀频繁跳跃并出现异常升压时，需重新抽真空，以确保蒸发量不会增加。若重新抽真空仍不符合要求，表明存在泄漏，需重新检修。

在满足上述制造质量要求下，低温容器设计寿命一般为15年，由于介质对壳体腐蚀性低，且NDT作为保证的要求高，设备使用5～10年后通常不会出现问题。

三、低温液体罐车定期检验项目

在对低温液体罐车定期检验时，可参照标准包括《压力容器定期检验规则》、《低温液体槽车》(JB/T6897)、《低温绝热压力容器》(GB18442)、《低温绝热压力容器试验方法》(GB/T18443.1-18443.5)、《低温液体汽车罐车》(JB/T4783)等标准。

低温液体罐车定期检验包括年度检验、全面检验，其中，年度检验包括技术资料、罐车外观、铭牌和标识、使用记录、真空度、安全附件、管路系统与阀门、装卸软管、气密性试验等内容，而全面检验除包括年度检验全部内容外，还包括对车辆几何尺寸、结构强度检验、紧急切断阀的耐压试验等。

四、低温液体罐车使用中常出现问题

1、低温液体罐车的内胆破裂和夹层真空度丧失导致低温液体大量泄漏。由于容器内胆微量泄漏，夹层中真空失效，内胆压力迅速增加，迫使低温液体流入夹层。同时，低温液体在常温下的气化率迅速增加了夹层内部压力，导致内胆裂口增大，更多低温液体流出，形成恶性循环。此时，即使安全附件有效，也会发生大量液化气体泄漏事故，危险性高。

2、将夹套连接到气液相接管的角焊缝泄漏。在制造单位返修的低温容器中，连接夹套与气液相接管的角焊缝发生泄漏情况多。其原因是：①低温绝热容器内筒材料多为0Crl9Ni9，外筒为16MnR或Q235，管道和阀门为1Crl8Ni9Ti。异种钢焊接接头在某些条件下易发生电化学腐蚀，这种现象在一般压力容器的焊接接头也较常见。②厂家设计低温容器时，忽略了接管是导热体。因反复充装，接管与壳体的连接处出现温差变化，致使接管与壳体连接处产生交变应力；对于带有碳钢夹套的低温容器，与接管连接处的夹套低碳钢角焊缝和母材温度有时低于脆性转变温度。低温容器长期运行后，连接夹套和接管的角焊缝易出现穿透性裂纹，导致夹层真空度丧失。

3、蒸发量逐渐增加，真空度逐渐降低。这种情况是由法兰连接或阀门和仪表泄漏引起。需检查所有阀门、法兰等连接处。

4、蒸发量增加，真空度降低。这种情况可能是由于绝热材料珠光砂放气造成，珠光砂在填充时有一定粒度和温度要求，当其粒度和温度不合适时，投入运行一段时间后，珠光砂会释放气体，导致真空度降低，蒸发量增加。

5、真空度好，但顶部“冒汗”(跑冷)。其通常因珠光砂聚集在下部引起，由于罐车在运行中振动剧烈，使用一段时间后，珠光砂下沉并在罐体顶部形成空间，导致局部隔热效果降低，容器跑冷。此时，若蒸发量大可返修，挖开夹套外壳顶部，补加珠光砂。

6、安全附件失效。当卸下液体时，由于使用了自增压系统，罐内的压力会增加(或充装液体时夹层真空度低)，若此时安全附件失效，可能会引发事故。但当低温罐体和管路完好无损，夹层真空度正常时，应及时修复，能避免事故发生。

通过分析低温液体罐车在运行中容易出现的问题和原因，不难确定低温液体罐车安全运行的关键在于其保温隔热性能是否符合要求，否则在环境温度影响下，罐内低温液体会大量蒸发气化，导致压力上升，危及罐车安全。罐体绝热性能由绝热材料及夹层内真空度决定。所以真空度测试和日蒸发率测量是低温液体罐车特有检验项目，确保真空低温不漏、绝热保温效果是低温液体罐车的核心。夹层真空度及绝热保温效果完全丧失，意味着低温容器变成常温容器，这将直接导致无法控制的泄漏事故。

五、低温液体罐车定期检验方案

1、原资料审查。

2、宏观检查(结构、外观、几何尺寸检查)。深冷低温罐车主要检查壳体、接管变形、外壳局部跑冷等。重点检查非深冷低温罐车保温隔热层完好性。外壳是否有结霜或“冒汗”现象。

3、检查运行记录。询问操作员在运行中是否有异常情况，如安全阀是否起跳或蒸发量是否增加等，若有变化，应检查真空度。确定导致真空度变化的因素，以便于使用维护。

4、绝热性能检查。①对于夹层上装有真空测试装置的低温液体压力容器，可使用配套的真空度计测量夹层真空度(GBl8443.2《低温绝热压力容器真空度测量方法》)，合格指标为：a.在未装低温介质下，真空粉末绝热夹层应小于65Pa，多层绝热夹层应低于40Pa；b.装低温介质下，真空粉末绝热夹层应小于10Pa，多层绝热夹层应低于0.2Pa。②夹层上未装真空测试装置的低温液体压力容器：a.检查日蒸发率变化，并根据GBl8443.5《低温绝热压力容器试验方法静态蒸发率测量》测量日蒸发率。实测日蒸发率指标小于额定日蒸发率的两倍为合格。b.液体二氧化碳低温绝热压力容器可采用静态升压检验绝热性能。在(20±5)℃环境温度下，若有效容积小于50m3，则每24h压力上升值应小于35KPa；有效容积在50～100m之间，每24h压力上升值应小于20KPa。

5、耐压试验。对于带有真空夹层的深冷罐体，由于其结构及材料特点，不允许有微量残留液体，也不适合进行水压试验。

结束语：在通过其他检验项目检验合格基础上，应进行气压试验，以验证其强度并检查内胆密封性，确定内胆是否泄漏。对于带有人孔的非深冷罐体，可根据“容规”要求进行水压或气压试验。

参考文献：

[1]单岩松.低温液体运输车罐体绝热结构的制造要点[J].煤气与热力，2016，28(10):60-61.