液化二甲醚钢瓶标准的制定与产品开发

液化二甲醚钢瓶标准的制定与产品开发 新闻来源：曾祥照 发布日期：2010-02-08 http://bbs.ndtcn.org/data/attachment/forum/201104/01/083727ruyofgytrkl9khyu.jpg 液化二甲醚钢瓶标准的制定与产品开发 曾祥照 （广东盈泉钢制品有限公司 广东 清远 511538） (第二届国际甲醇-二甲醚/LPG产业链市场峰会论文 2009年6月 于武汉) 摘要：概述了正在制定的GB《液化二甲醚钢瓶》国家标准主要内容以及液化二甲醚钢瓶产品开发的情况；按照GB 《液化二甲醚钢瓶》国家标准制造的液化二甲醚专用钢瓶能够实现“专瓶、专用”的目的，以促进二甲醚产业的健康发展。 关键词： 二甲醚 钢瓶 标准 产品 1. 加快制定液化二甲醚钢瓶标准的步伐 近年来我国二甲醚产业异军突起，目前二甲醚产能出现了“过剩”的隐情。二甲醚作为产业来开发时注重两头（生产和应用），而中间环节（储运）的缺失制约了二甲醚产业的发展。 人们在谈到目前二甲醚产业遇到的困境时常说是“标准的缺失”，其实不然，应该说是标准相对滞后。2007年以来我国先后发布了有关二甲醚气质的三个行业标准发，即发改委发布的HG/T 3934­-2007化工行业标准、建设部颁布的CJ/T259-2007《城镇燃气用二甲醚》城建行业标准，农业部发布的NY/T 1637-2008农业行业标准，这三个行业标准从不同领域（化工、城镇燃气、农村用气等 ）使用二甲醚起到规范作用，标准的发布对于二甲醚的应用起了很大的推动作用，但尚未有国家标准，使二甲醚的应用缺少统一性和协调性，特别是二甲醚的盛装容器和与液化石油气混合使用问题尚未有标准(或在正式国家标准中包含有允许按一定比例混合的规定)，因此，在二甲醚充装和使用上出现了一些限制，制约了二甲醚产业链中间环节的流通。 在二甲醚发展过程中对二甲醚在认识上和宣传上出现了误区，认为二甲醚与液化石油气有不少共同之处，就可以直接用液化石油气钢瓶盛装液化二甲醚，而忽视了中间环节未及时开发用于储运二甲醚的专用钢瓶。液化二甲醚与液化石油气作为两种不同的低压液化气体，毕竟存在不同之处。二甲醚的特点是其分子由两个甲基与一个氧原子结合，结构具有不稳定性。虽然对钢瓶的钢材和阀门的铜材不具有氧化性，但对液化石油气瓶阀的橡胶密封圈却有氧化性，最终导致瓶阀橡胶密封圈失效而引起钢瓶阀门漏气，这已为两年来大量的阀门解剖试验和橡胶密封圈在液化二甲醚中浸泡试验所证明。在二甲醚发展过程中对二甲醚在认识上和宣传上出现了误区，认为二甲醚与液化石油气有不少共同之处，就可以直接用液化石油气钢瓶盛装液化二甲醚，而忽视了中间环节未及时开发用于储运二甲醚的专用钢瓶。液化二甲醚与液化石油气作为两种不同的低压液化气体，毕竟存在不同之处。二甲醚的特点是其分子由两个甲基与一个氧原子结合，结构具有不稳定性。虽然对钢瓶的钢材和阀门的铜材不具有氧化性，但对液化石油气瓶阀的橡胶密封圈却有氧化性，最终导致瓶阀橡胶密封圈失效而引起钢瓶阀门漏气，这已为两年来大量的阀门解剖试验和橡胶密封圈在液化二甲醚中浸泡试验所证明。 二甲醚在常温常压下是气态，不便于储存运输；二甲醚在常温低压后可液化，其液化后的体积大大缩小，将液化二甲醚充装到专用钢瓶中，大大方便二甲醚储存和运输。二甲醚要实现储存和运输，就需要专用储运容器即液化二甲醚钢瓶；要制造液化二甲醚钢瓶，首先要有液化二甲醚钢瓶的标准。目前全国气瓶标准化技术委员会正在抓紧液化二甲醚钢瓶标准的制订。 2．GB 《液化二甲醚钢瓶》国家标准简介 从2004年初起社会上出现了在液化石油气钢瓶中混装二甲醚的现象，这引起了行业主管部门的高度重视，指示全国气瓶标准化技术委员液化石油气钢瓶分委员会迅速组织调研，起草、制订二甲醚钢瓶国家标准，要求在直径、外形和颜色上与液化石油气钢瓶相区别。我公司作为标准的负责起草单位，与其他单位一起承担了标准制定工作。经过4 年的努力，现在标准报批经稿已经完成。 标准的指导思想是实现二甲醚钢瓶的“专瓶、专用”。标准简介如下： 标准分11 章，包括前言、范围、钢瓶型式和基本参数、材料、设计、制造试验方法和检验规则、标志、包装设计使用年限等。 （1）盛装介质：按本标准制造的液化二甲醚钢瓶盛装介质应符合CJ/T 259《城 镇燃气用二甲醚》的规定，二甲醚质量分数≥ 99%；说钢瓶盛装的是纯二甲醚。 （2）公称工作压力和水压试验压力：《气瓶安全监察规程》规定，以60℃时饱和蒸气压力为低压液化气体钢瓶的公称工作压力。根据二甲醚主要物理特性，60℃时二甲醚饱和压力为1458.004kPa，向上圆整保留一位小数，取1.5MPa，考虑安全因素，适当提高公称工作压力，故本标准取液化二甲醚钢瓶的公称工作压力为1.6MPa。根据《气瓶安全监察规程》规定，水压试验压力为公称工作压力的1.5倍，取钢瓶的水压试验压力为2.4MPa。这条与液化石油气钢瓶有明显的区别。 （3）典型钢瓶型号和参数：标准规定了6种典型的气相液化二甲醚钢瓶钢瓶型号和参数，从钢瓶的直径、外形尺寸上可明显地区别于液化石油气钢瓶。标准规定了相应的液相瓶，在型号后缀“Ⅱ”字，以示区别。如需其他型号液化二甲醚钢瓶可按《气瓶安全监察规程》和本标准的规定设计。 表1　典型液化二甲醚钢瓶型号和参数 型 号 公称容积 L 最大充装量 kg 钢瓶内直径 mm 钢瓶形式 护罩外径 mm 底座外径 mm JMP8.7-244 8.7 ≤5.0 255 两节式 182 210 JMP26-294 26.0 ≤15.0 294 两节式 210 300 JMP26-324 26.0 ≤15.0 324 两节式 210 320 JMP35-324 35.0 ≤20.0 324 两节式 230 320 JMP87-374 87.0 ≤50.0 374 三节式 230 380 JMP173-450 173.0 ≤100.0 450 三节式 300 400 注1：根据《气瓶安全监察规程》的规定，液化二甲醚充装系数为0.58kg/L；公称容积按计算向上圆整保留整数或一位小数；钢瓶设计容积应留有一定的安全空间。 注2：如需其他型号的液化二甲醚钢瓶，可根据《气瓶安全监察规程》和GB《液化二甲醚钢瓶》标准设计。 （4）瓶体壁厚计算：标准壁厚计算公式参照采用ISO22991标准的公式计算。公式（1）、（2）筒体和封头壁厚计算公式。 （5）钢瓶壁厚较薄：与液化石油气钢瓶相比 ，液化二甲醚钢瓶设计壁厚较薄，这是因为液化二甲醚钢瓶的公称工作压力（1.6MPa）比液化石油气钢瓶的公称工作压力（2.1MPa）较小，因此可以选用GB 6653《焊接气瓶用钢板和钢带》国家标准中的HP265牌号钢板，它更有利于钢瓶封头的冲压、拉伸、焊接和热处理工艺控制，更有利于控制钢瓶制造质量。 （6）液化二甲醚专用阀门：针对前些时候在液化石油气钢瓶中掺入二甲醚引发阀门大量漏气的现象，本标准特别强调“瓶阀的密封材料不应与二甲醚介质发生化学反应。”目前，液化二甲醚阀门国家标准正在制定；阀门的密封材料进行了过大量的研究和试验，经国家有关质量检验中心检验，其耐二甲醚氧化性能要求能达到 192h以上，才可以作为液化二甲醚专用阀门在液化二甲醚钢瓶上使用。 （7）护罩和底座形式和的厚度：液化二甲醚钢瓶采用大护罩和大底座形式。一是为了区别于液化石油气钢瓶，二是护罩与瓶体直径的比便接近0.618黄金分割，外表更加好看，三是在相同容积的钢瓶中，液化二甲醚钢瓶的充装重量较大，较大护罩便于吊装，底座直径与瓶体外径相同，使钢瓶更好地保持直立稳定，也有利于保持钢瓶底座的刚性和防止变形。 （8）上封头压制“DME”凸字：液化二甲醚钢瓶是一种新型钢瓶，要明显地区别于液化石油气钢瓶，标准规定上封头压制“DME”凸字，让充装单位和用户很容易识别是液化二甲醚钢瓶，同时，在其对应180°处压制制造年份和达到计算使用年限的年份，是为了防止钢瓶到了设计使用年限后有人擅自将护罩改制再次蒙混使用。这也是与液化石油气钢瓶明显的区别。 （9）钢瓶底部防护：以往的液化石油气钢瓶的底座使用不多久就锈蚀斑斑，腐蚀严重，因此有必要加强对液化二甲醚钢瓶底部的表面防护，规定“钢瓶表面处理后在底座平面至以上约250mm处涂刷防护剂。”这也是与液化石油气钢瓶的明显区别。 （10）钢瓶疲劳试验：标准在定期检验中增加了钢瓶疲劳试验，这在以往同类型标准中是没有的。因为标准规定上封头要压“DME”凸字，为防止凸字边缘产生应力集中，防止产生低周疲劳失效，作为压制凸字的必要条件是钢瓶应定期做疲劳试验，应力循环12000次不破坏。 （11）护罩上钢字标志：钢字标志见标准附录A。标准规定“每只钢瓶应有表示其唯一性的标识”，为以后推行电子标签管理打下基础