靠性和经济性.
原"暂行规定"中,槽车的设计压力按最高工作压力的1.1倍选取,无遮阳罩的槽车,最高工作压力按介质的55@的饱和蒸汽压选取,有遮阳罩的槽车按介质在50@的饱和蒸汽压选取.
参照国外铁路槽车的有关规定,根据工国现有槽车的使用情况,可以看出原"暂行规定"中设计压力及设计温度的选值略为偏高,应当重新修订.
由于目前提出符合国情的设计温度还缺乏可靠的实验依据,故本规定只能参照国外有关规范,提出相应的规定.
液化气体槽车的设计压力各国情况如下:
1.日本:高压气体管理法中规定了各种介质槽车的设计压力:液氨光槽车设计压力为22kgf/cm2,丙烷光槽车设计压力为18kgf/cm2,相当于该种介质55@的饱和蒸汽压力或50@饱和蒸汽压的1.1倍.
2.美国ICC或BTC标准规定:液氨光槽车设计温度115@E(相当于46.1@),设计压力为165PSiq(相当于18.6295kg/cm2表压).
苏联丙烷汽车槽车(光),设计压力为18kgf/cm2,带遮阳罩的丙烷槽车设计压力为16kgf/cm2(苏联锅炉监察手册61年版,"对液化气体的槽车和大桶的补充技术要求).
西德规范,光槽车的设计压力为介质在50@的饱和蒸汽压,有遮阳罩槽车的设计压力为介质在40@的饱和蒸汽压.
3.国家劳动总局《液化石油气汽车槽车安全管理规定》:
充装介质 槽车设计压力kgf/cm2
丙 烯 22
丙 烷 18
丁烷、丁烯、丁二烯 8
由此可见,本规程给出的各种槽车设计压力,是选用日本的标准,应当说此数据与各国水平相比较仍为偏高.
本规定给出的设计压力是指光槽车的设计压力,对于带遮阳罩的槽车的设计压力允许为20kgf/cm2,即带遮阳罩的液氨槽车,允许设计压力为20kgf/cm2.
槽车设计压力,虽按介质在50@的饱和蒸汽压的1.1倍选取.但实际允许的介质最高温度仍指50@.而1.1倍的增量,主要是考虑槽车运行中附加振动液体冲击力(包括轴向和侧向)以及允许的最高装卸压力.
注:本规定虽给出了盛装异相烷、丁烯、异丁烯、丁二烯介质的铁路槽车设计压力,但是由于目前这类介质还没用铁路槽车来运输,故本规定其它部分均不涉及这类槽车.
三、关于重量充装系数
本规定的第二章,给出了常用介质重量充装系数一栏表,此表编制依据如下: 1.丙烯、丙烷、丁烷、丁烯及混合液化石油气介质的重量充装系数与国家劳动总局《液化石油气汽车安全管理规定》给定的数据相一致.按此系数充装可保证介质在50@时罐内仍有约6%的空间.
2.液氨、液氯、液态二氧化硫的重量充装系数,可保证介质在50@时罐内仍有6￣8%的空间,此数据比原暂行规定空留10%有所提高.
3.表中未列入的其它介质,可参考上列方法,由设计者给定.
四、关于槽车的材料选择
槽车的选材依据,除按《钢制石油化工压力容器设计规定》外.又补充了几项要求:
1.考虑到国内钢材的实际情况,以及目前采用高强钢制造槽车所存在的一系列问题,故本规定限定制造罐体的钢材为屈服点规定值低于40kgf/mm2的压力容器用钢或锅炉用钢.
2.由于充装介质的温度有时很低,如低温贮存的液氨温度可在-30@以下,同时参考铁道部TB1335-78《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》中,对制造罐体材料有关低温冲击值的要求、槽车罐体的钢板选材仍保留低温冲击值的要示,即αk-40@≥3.5kgf-m/cm2(三个试件的平均值),且单个试件≥3kgf-m/cm2的要求.(指U型缺口冲击值)
3.其它受压元件的选材温度下限按-20@.主要指:法兰、人孔盖、接缘、凸缘、螺栓、螺母等受压元件.考虑到槽车在低温状态时,介质压力一般很低,在-20@时设计压力远远低于该种材料在常温时屈服强度的六分之一.按JB741-80标准规定,材料可免做低温冲击值,可按常温容器选材.罐体固定于车架上的连接螺栓,因受国内材料所限,目前只能按常温选材.
4.给定了应用国外钢板的材质要求,以及应用这些材料时进行复检、工艺评定、审批手续等规定.
五、关于槽车罐体强度计算
1.安全系数
原"液化气体槽车技术监察暂行规定"中,安全系数按nb=3.5,ns=2选取.在本规定中改为按nb≥3进行罐体强度计算,其理由如下:
ǎ保┌4nb=3计算强度,符合国家劳动总 局《压力容器安全监察规程》的规定,并与国家标准《钢制压力容器设计规定》相一致.
(2)按nb=3计算槽车罐体强度,对16MnR钢相当于ns=2,这与日本现行规定中,罐体强度计算一样.
日本在"高压气体管理法"中规定,对不锈钢以外的钢种,凡属低合金钢制造的不属脆性破坏的液化气体容器、槽车的安全系数允许应力^^^^计算,式中之r为材料的屈强比,其值〈0.7的钢材,按0.7计算.16MnR钢的^^^,按^^^选取.按
此式计算^^^^.
相当于^^^计算16MnR钢,与日本现行规范是一致的.
(3)按nb〉3计算罐体强度,(相当于nS=2),这远比欧州许多国家规定的标准安全得多.
目前计算该类容器的强度有两种方法.其中按屈服强度计算取安全系数的,一般均选取ns=1.5￣1.65之间.
如,西德:AD-B1-1971规范,取ns=1.5.
民主德国和西德AD规范相同,取ns=1.5.
意大利ANCD受压容器补充规定(1970)取ns=1.5.
英国BS1515规范,取ns=2/3(即1.5).
瑞典W.P.D受压容器规范(1969)取ns=1.5.
捷克容器及热交换器规范(1952),取ns=1.65
(4)按着铁道部最近颁布的TB1335-78《车辆强度设计、试验、鉴定规范》要求,该种槽车罐体强度选取的安全系数取ns=1.5,可见槽车按nb=S(ns=2),也是符合铁道部的规定.
由此可见,槽车的罐体强度设计,按nb=3计算是足够安全的.
2.腐蚀裕量
原"暂行规定"中液化石油气槽车的腐蚀裕量选为3mm,比日本"高压气体管理法"规定数据高2mm,考虑硫化氢对钢板的腐蚀性,以及国内各单位液化石油气中硫化氢含量不一,本规定对液化石油气槽车的腐蚀裕度选为不少于2mm. 本规定中,槽车腐蚀裕度选取可能比实际偏高.在全衡槽车寿命及经济性后认为,采用较高的附加厚度,是经济的.因此本规定基本维持原"暂行规定"的水平.
六、安全阀问题
槽车安全阀是槽车安全保护的重要设施.在原"暂行规定"定稿时,由于缺乏可靠的依据,故对安全阀的设计、制造要求涉及的不多.
本规定,根据国家劳动总局《压力容器安全监察规程》的要求,对安全阀的设计增加了下列内容.
1.安全阀排量必须足够.
安全阀的排气量必须保证在槽车处于火灾危害之下有足够的排放能力.
对安全阀的排气量及口径计算,给定了计算公式.计算公式,采用美国API(石油协会)的标准计算公式.这与我国国家劳动总局最近颁布的"液化石油气汽车安全管理规定"推荐的公式一致.符合《压力容器安全监察规范》的要求即相当于E=0.6的情况.
2.对液氨、液化石油气槽车明确提出安全阀必须采用"内置全启式"的结构型式.开启高度^^(d──安全阀喉径),以确保槽车的使用安全.
应当说明的是槽车上采用的"内置全启式"弹簧安全阀,仍有待于今后实践中进一步考核予以完善.
3.明确规定了安全阀的三个动作压力值.
即:(1)开启式力一按槽车设计压力的1.05-1.1倍选取;
(2)回坐压力一按安全阀开启压力的0.8倍选取;
(3)最大排放压力一按槽车设计压力的1.2倍选取.
上述三个压力值的提供,为安全阀的设计提供了基本依据.
七、槽车的装卸阀系统:
我们参考了美国及日本该种槽车的结构型式,对装卸阀系统做了一些完善和变动.主要有如下几项内容:
1.装卸阀数量:将气相阀改为一个(原来2个),结构型式为球阀或截止阀.为的是在人孔盖上空出位置,加放紧急切断装置.
(日本、美国、苏联的该种槽车气相阀均为一个)
2.关于紧急切断装置
液化气体槽车上设置紧急切断阀门及其控制机构是保证槽车安全使用的重要措施之一,国外几乎所有国家的槽车规范中,均有此项要求.为了防止槽车装卸过程中装卸管道破裂、折断,造成漏气着火危害槽车安全的事故,为了使铁路槽车的结构,向国外先进水平靠拢,本规定明确提出设置紧急切断装置的要求.
紧急切断装置可以是手控的,也可以是自动控制的.我们学习日本经验,选用液压控制阀门开关,通过着火易熔合金熔融排油达到紧急切断内阀的目的.
应当说明的是:液化气体铁路槽车上设置该种阀件还缺乏经验,今后还有待于实践中进一步完善该种阀件的设计和制造,本规定参照美国和日本的结构型式,对紧急切断装置的设计提出了要求.
对该种阀及其控制装置的性能试验要求,本规定按国家劳动总局《液化石油气汽车槽车安全管理规定》中有关紧急切断装置的要求进行.
3.液面指示装置
液面指示装置是指采用滑管式或转管液位计.此套装置结构,按美国和日本的现行标准选定.改变了过去采用固定管控制液面计量不准的缺点.
4.液氯槽车,根据北京化工二厂的使用经验,改用不锈钢膜片式压力表.
八、关于槽车的制造问题
本规定中,按国家劳动总局《压力容器安全监察规程》,以及现行JB741-80《钢制压力容器制造技术条件》及设计图样的要求,对该种槽车的制造问题进行了补充和修订,其主要修订内容如下:
1.钢板的超声波探伤是压力容器选材的一项重要检验措施.近几年,从国外买进的压力容器钢板,若在订货合同中提出探伤要求,国外钢厂均提供质量保证书.
目前我国钢厂还不能根据用户的要求提供超探合格的压力容器钢板,仍按YB-539-69规定供货.鉴于此况,本规定明确提出:对钢厂无探伤保证的材料,应逐张进行检查.对钢厂有探伤保证的材料,抽查率不小于20%,但每炉批不少于一张,若出现不合格品应逐张检查.
2.焊缝的无损检验
本规定对制造罐体的材料明确规定:采用屈服点规定值低于40kgf/mm的压力容器用钢或锅炉用钢,同时还应满足-40@冲击值要求,这主要指16MnR这类钢种.考虑到16MnR钢种可焊性好、制造工艺成熟,各种槽车所用钢板厚度不超过26mm,故本规定仅对角焊缝提出100%磁粉或着色探伤的要求.考虑到我国目前超声波探伤的技术水平(操作、仪器)以及超探对缺陷重复性差这一特点,还规定了焊缝进行100%超探时,应补加20%的射线复查.对于采用新材料或国外材料时,规定了无损检验要求应不低于本规定及图样要求.
3.关于槽车气密试验压力的确定
槽车的气密试验压力定为槽车的设计压力是符合国家劳动总局颁布的《压力容器安全监察规程》的.
4.加强槽车制造中的管理工作
加强槽车制造中的管理工作对于保证槽车的使用安全、运输可靠是非常重要的,本规定根据以往槽车制造中所存在的问题特作如下补充:
(1)明确规定槽车制造厂资格的审批;
(2)加强了材料的检验,包括对采用新材料或国外材料的审批和复检要求;
(3)明确了槽车新产品的审批要求;
(4)明确规定了承担罐体和受压元件焊接操作的焊工资格;
(5)完善了槽车出厂技术资料及产品质量证明书.
九、关于加强对槽车的使用、检修和运输方面的管理
目前各化工企业铁路槽车的管理工作比较薄弱,许多企业对于槽车的管理工作内容不太清楚,对于槽车如何进行正确的充装、卸料、检修和维修还缺乏一定的经验.尽管槽车自使用以来没有发生过重大事故,但事故的隐患还是大量潜在的,随着近几年石油化工生产的发展,铁路槽车的使用量也日益增多,考虑到铁路槽车具有容积大、流动性在、盛装介质危险性大的特点,因此在必要从使用的各个环节,来加强槽车的管理工作.总结化工系统槽车所属单位多年来的使用情况,参照日本高压气体管理法等资料,本规定就槽车的使用和管理部分作了较大的补充和完善,其内容如下:
1.为了健全充装制度,加强岗位责任制,规定槽车每次充装时均应填写充装记录(见附表).
2.目前一些企业对自备槽车现状不明,不按期进行维修,随意拉出充装;有的充装单位,急于销售产品,不问明槽车情况,就进行充装.为了纠正这种不负责任随意乱装的现象,本规定明确指出槽充装前必须设专人检查,自备车不具备产品合格证、质量证书、检修记录技术文件者严禁充装.
3.槽车充装前进行气密试验是目前保证槽车充装安全、运输安全的可靠手段,原"暂行规定"中写入:每次充装前,槽车应进行严格的气密试验就是基于这点.但是综合考虑目前大部分槽车充装单位,没有气密试验所必需的装置和气源;各种充装介质对人体的危害程度不一;本规定加强了对槽车充装的管理;铁道部关于危险货物运输的某些要求这几种因素,本规定只对液氯、液态二氧化硫这类毒性较大的介质提出充装前做气密试验的要求.
4.考虑到环境条件对于槽车充装、卸料安全的影响,参照日本液化石油气有关资料,本规定增加了第四十二条文.
5.槽车的检修
(1)检修间隔期的确定:为了使罐体和走行部分的检修同时进行,本规定根据铁道部车辆走行部分的检修间隔期来确定槽车的检修间隔期,这与《压力容器安全监察规程》并不矛盾.
(2)为了提高槽车的检修质量,根据《压力容器安全监察规程》本规定对从事槽车检验的单位和人员提出资格要求.
(3)为了及时掌握介质对罐体的腐蚀情况,在中修内容中增添了二年进行一次内表面检查,对有怀疑的部位,应进行表面探伤检查的内容.
(4)大修中对罐体内外部检查内容较原暂行规定具体、全面,是为了在掌握罐体腐蚀情况的同时还要了解罐体某些部位(如丁字焊缝、定位板、伤痕等)在各种使用条件下可能发生的变化.
6.关于槽车的全面技术鉴定
(1) 槽车进行全面技术鉴定的时间是根据槽车的设计寿命来确定的.液氨、液化石油气槽车设计寿命为20年;液氯、液态二氧化硫槽车设计寿命为12年.
(2)本规定考虑到槽车制造时的质量检验要求以及使用中定期检验的内容,规定了全面技术复写时无损检验的内容.
7.为了慎重处理发生重大事故的槽车,本规定要求这类槽车的事故分析和修复方案应上报主管部门.
8.为了保证槽车及押运人员在运输中的安全,加强押运人员的职责,本规定还写入:槽车未按规定进行充装前检查,封车情况不明时,押运人员可拒绝押运.
十、附则的说明
原"暂行规定"中,对罐体制造时无损检验评级标准的要求是与现行JB741-80《钢制焊接压力容器技术条件》一致的。但是槽车制造厂由于种种原因,在较长一个时期内未能执行"暂行规定"的要求,仍按JB741-73《钢制焊接容器技术条件》进行无损检验评级.考虑这个因素,本规定在附则中对这部分槽车检修时的无损检验评定标准做了规定.