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新聞詳情

上自?xún)x對(duì)金屬渦街流量計(jì)出廠檢驗(yàn)問(wèn)題解析和討論。

來(lái)源:上海自?xún)x作者:上海儀表廠
      1 引 言
道路運(yùn)輸液體危險(xiǎn)貨物罐式車(chē)輛金屬渦街流量計(jì)(簡(jiǎn)稱(chēng)常壓罐車(chē))為工作壓力小于 0.1MPa,金屬材料制造以及定型汽車(chē)底盤(pán)或半掛車(chē)車(chē)架為永久性連接的渦街流量計(jì)。目前,常壓罐車(chē)設(shè)計(jì)、制造參照標(biāo)準(zhǔn)GB18564.1-2006 《道路液體危險(xiǎn)貨物罐式車(chē)輛 第 1 部分:金屬渦街流量計(jì)技術(shù)要求》[1] 及其實(shí)施指南[2] ,JB/T4734《鋁制焊接容器》 [3]及 NB/T47003.1-2009 《鋼制焊接常壓容器》[4] 。筆者在常壓罐車(chē)出廠檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)運(yùn)輸介質(zhì)為汽油的設(shè)計(jì)文件中,50℃飽和蒸氣壓(絕壓)為 0.00732MPa,但通過(guò)查閱標(biāo)準(zhǔn) GB17930-2016 《車(chē)用汽油》[5] ,可以看出車(chē)用汽油在 11 月 1 日~4月30日時(shí),其50℃飽和蒸氣壓(絕壓)為42~85KPa,在 5 月 1 日~ 10 月 31 日,其 50℃飽和蒸氣壓(絕壓)為40 ~ 68KPa。因此,可以判斷設(shè)計(jì)文件中汽油飽和蒸氣壓取值錯(cuò)誤。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),此值來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn) GB 18564.1-2006 實(shí)施指南的表 2-1.1,可能為印刷錯(cuò)誤,正確值應(yīng)為0.0732 MPa。筆者在定期檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大部分常壓罐車(chē)出廠文件中,汽油飽和蒸氣壓都為 0.00732MPa,甚至在一些論文中也出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤[6] 。
2 飽和蒸氣壓對(duì)壁厚影響
以某廠設(shè)計(jì)的一輛常壓罐車(chē)為例,渦街流量計(jì)截面形狀如圖1 所示。將汽油飽和蒸氣壓正確值與錯(cuò)誤值分別帶入渦街流量計(jì)壁厚計(jì)算公式,分析對(duì)渦街流量計(jì)壁厚的影響。
2.1 正確汽油飽和蒸氣壓值對(duì)渦街流量計(jì)壁厚的影響
2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
(1)罐式車(chē)輛的裝卸方式為上裝下卸,重力裝卸料。
(2)設(shè)計(jì)代碼為 LGBF。
(3)運(yùn)輸介質(zhì)為汽油,在 GB 12268—2012《危險(xiǎn)貨物品名表》中的編號(hào)為 1203,類(lèi)別為 3;根據(jù) HG/T 20660—2000 《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險(xiǎn)程度分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》劃分,其易燃程度為易燃(在空氣中爆炸限 1.3%~6.0%);熔點(diǎn)<-60℃,沸點(diǎn) 70 ~ 200℃;其飽和蒸氣壓(絕力)為 0.0732MPa (50℃),密度 =0.7 × 103kg/m 3 (50℃)。
(4)上儀渦街流量計(jì)、封頭及副車(chē)架主要材質(zhì)為Q235B(抗拉強(qiáng)度Rm≥370MPa;屈服強(qiáng)度 Rel≥235MPa;斷后伸長(zhǎng)率A≥26%);渦街流量計(jì)橫截面形狀如圖 1 所示,橫截面積A=0.9116m 2 。
(5)整備質(zhì)量(空車(chē)質(zhì)量)4199kg,總質(zhì)量(整備質(zhì)量+駕駛員及助手質(zhì)量 + 運(yùn)輸介質(zhì)質(zhì)量)6304kg,駕駛室準(zhǔn)乘人數(shù)為 2 人(130kg),則該車(chē)額定載質(zhì)量(運(yùn)輸介質(zhì)質(zhì)量)為 6304-4199-130=1975kg。
2.1.2 自?xún)x公司渦街流量計(jì)計(jì)算壓力
渦街流量計(jì)當(dāng)量?jī)?nèi)直徑 Di 可按下式計(jì)算:
渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)壓力p=0.0732MPa,由于重力裝卸料及汽油無(wú)封罐壓力,因此設(shè)計(jì)壓力取汽油設(shè)計(jì)溫度的飽和蒸氣壓。渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)為裸式,故設(shè)計(jì)溫度為 50℃。根據(jù) GB 18564.1-2006 要求,渦街流量計(jì)計(jì)算壓力應(yīng)取取以下(a), (b)條件中的非常大值[1] 。
(a)渦街流量計(jì)在設(shè)計(jì)溫度時(shí)介質(zhì)的飽和蒸氣壓 P 1 與運(yùn)輸工況中所承受的非常大靜態(tài)載荷的等效壓力 P 2 之和,且等效壓力不應(yīng)小于 0.035MPa。設(shè)計(jì)溫度時(shí)介質(zhì)的飽和蒸氣壓 P 1 =0.0732MPa。因渦街流量計(jì)在運(yùn)輸工況中縱向承受靜態(tài)力非常大,則其等效壓力P 2 為:

渦街流量計(jì)腐蝕裕量 C 1 取 1mm。根據(jù) GB18564.1-2006 要求,渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)厚度應(yīng)取下列(a), (b)條件中的較大值:
(a)渦街流量計(jì)計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和 + C 1 =0.558+1=1.558mm。
(b)渦街流量計(jì)非常小厚度與腐蝕裕量之和 1+ C 1 =3.08+1=4.08mm所以,渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)厚度 D=max {1.558,4.08}=4.08mm。渦街流量計(jì)名義厚度為設(shè)計(jì)厚度加鋼材厚度負(fù)偏差,向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格厚度[4] 。渦街流量計(jì)厚度負(fù)偏差C2 取0.5mm[7] ,名義厚度 n=Int( n+C 2 )=Int(4.08+0.5)=Int(4.58)=5.0mm。
2.2 錯(cuò)誤汽油飽和蒸氣壓值對(duì)渦街流量計(jì)壁厚的影響
參照以上計(jì)算過(guò)程,將汽油飽和蒸氣壓錯(cuò)誤值0.00732MPa帶入上述公式,可得渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)壓力P 1 為0.00732MPa,計(jì)算壓力為P 1 +P 2 =0.04962 MPa。渦街流量計(jì)計(jì)算厚度為0.24mm。渦街流量計(jì)非常小厚度3.08mm,設(shè)計(jì)厚度4.08mm,名義厚度5.0mm。因此,從以上對(duì)比計(jì)算結(jié)果可以看出,飽和蒸氣壓錯(cuò)誤對(duì)該型號(hào)渦街流量計(jì)壁厚的影響不大,但不能排除對(duì)其他類(lèi)型渦街流量計(jì)壁厚無(wú)影響。
3 飽和蒸氣壓對(duì)出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目影響
標(biāo)準(zhǔn) GB 18564.1-2006 中表 4 規(guī)定渦街流量計(jì)出廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、軟管氣壓試驗(yàn)與安全附件性能試驗(yàn),而這些試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力都與渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)壓力有關(guān)。
3.1 耐壓試驗(yàn)影響
參照標(biāo)準(zhǔn)附錄 A,汽油設(shè)計(jì)代碼為 LGBF,因此其水壓試驗(yàn)壓力按渦街流量計(jì)計(jì)算壓力選取,故該渦街流量計(jì)水壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為 0.1155MPa,若采用錯(cuò)誤值計(jì)算,則為 0.04962 MPa;當(dāng)采用氣壓試驗(yàn)時(shí),其壓力為渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)壓力的 1.15 倍,且不小于 0.042MPa。該渦街流量計(jì)氣壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為 0.08418,若采用錯(cuò)誤值計(jì)算,則為 0.042 MPa。耐壓試驗(yàn)為強(qiáng)度校核試驗(yàn),是對(duì)設(shè)計(jì)、材料、制造等方面綜合的考察,是保證設(shè)備安全性能的重要措施。因此錯(cuò)誤的水壓試驗(yàn)值將無(wú)法對(duì)容器的整體加工工藝、各零部件的強(qiáng)度、焊接接頭強(qiáng)度、各連接面的密封性能進(jìn)行檢查,給渦街流量計(jì)出廠后的使用留下很大的安全隱患!
3.2 氣密性試驗(yàn)影響
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定渦街流量計(jì)氣密性試驗(yàn)壓力為渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)壓力,且不低于 0.036MPa。因此該渦街流量計(jì)氣密性試驗(yàn)壓力為0.0732MPa,若采用錯(cuò)誤值計(jì)算,則為 0.036MPa。氣密性試驗(yàn)是為防止容器發(fā)生泄漏而進(jìn)行的以氣體為加壓介質(zhì)的致密性試驗(yàn)的一種方法,因此錯(cuò)誤的氣密性試驗(yàn)值將無(wú)法對(duì)容器的焊縫、閥門(mén)及管路等連接處進(jìn)行充分檢查,渦街流量計(jì)在使用中可能出現(xiàn)泄漏等風(fēng)險(xiǎn)!
3.3  軟管氣壓試驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定軟管氣壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力為系統(tǒng)非常高工作壓力的2倍,因此本渦街流量計(jì)軟管氣壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為 0.1464 MPa,若采用錯(cuò)誤值,則為 0.01464 MPa。錯(cuò)誤的軟管氣壓試驗(yàn)值將無(wú)法對(duì)軟管的承壓能力得到充分驗(yàn)證,渦街流量計(jì)在使用中可能出現(xiàn)軟管爆破、泄漏等風(fēng)險(xiǎn)!
3.4 安全附件性能試驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)中安全閥附件性能試驗(yàn)中緊急切斷閥的開(kāi)啟壓力與渦街流量計(jì)壓力有關(guān),應(yīng)不小于渦街流量計(jì)設(shè)計(jì)壓力的 1.05 倍~1.1 倍,且不小于 0.02MPa。因此本渦街流量計(jì)緊急切斷閥的開(kāi)啟壓力應(yīng)為 0.07686 MPa ~ 0.08052 MPa。若采用錯(cuò)誤值,則為 0.007686 ~ 0.008052MPa,可能導(dǎo)致緊急切斷閥不能正常開(kāi)啟。

4 結(jié) 論
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(1)對(duì)目前常壓罐車(chē)制造單位設(shè)計(jì)文件中汽油飽和蒸氣壓(50℃)提出質(zhì)疑,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB17930-2016 判斷其取值錯(cuò)誤,并找出錯(cuò)誤值來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn) GB 18564.1-2006 實(shí)施指南的表 2-1.1。
(2)常壓罐車(chē)設(shè)計(jì)中,介質(zhì)飽和蒸氣壓(50℃)是設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ),其正確性決定了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的先決條件。通過(guò)特定事例計(jì)算可以看出,飽和蒸氣壓錯(cuò)誤未對(duì)本渦街流量計(jì)壁厚造成影響。但是本計(jì)算事例不能覆蓋所有車(chē)型,不能確定飽和蒸氣壓錯(cuò)誤是否對(duì)渦街流量計(jì)壁厚造成影響,建議進(jìn)一步研究。
(3)上海儀表的渦街流量計(jì)出廠檢驗(yàn)中很多項(xiàng)目的試驗(yàn)壓力值與設(shè)計(jì)壓力有關(guān),如耐壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、軟管氣壓試驗(yàn)與安全附件性能試驗(yàn)等,通過(guò)以上敘述可以看出,汽油飽和蒸氣壓錯(cuò)誤時(shí)試驗(yàn)壓力值較正確時(shí)較低,而且有的差一個(gè)數(shù)量級(jí),這樣可能造成常壓罐車(chē)在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)渦街流量計(jì)變形、泄漏,軟管泄漏、爆裂,緊急切斷閥不能正常啟閉。
(4)建議常壓罐車(chē)制造單位及其相關(guān)單位參照標(biāo)準(zhǔn)GB 17930-2016 中汽油飽和蒸氣壓數(shù)值,在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步改進(jìn),確保渦街流量計(jì)厚度與試驗(yàn)壓力的準(zhǔn)確性,為罐車(chē)正常運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。