焊接绝热气瓶的应用与维护保养
广东盈泉钢制品有限公司 曾祥照
（清远, 511538，[email protected], 0763-3509909）
佛山市华莱普气体设备有限公司 赵海平
（佛山，528241，[email protected]，0757-85102509）
Application and maintenance of welded insulated cylinders Zeng xiangzhao （511538，Guangdong YingQuan Steel Products Co., Ltd，Qingyuan）
Zhao haiping (528241，Foshan Hua Lai Pu Gas Equipment co.,Ltd.)
1. 焊接绝热气瓶概述
低温焊接绝热气瓶（简称“焊接绝热气瓶”）用于在正常环境温度（-40℃-60℃）下使用，贮存介质为液化天然气、液氧、液氮、液氩、二氧化碳和氧化亚氮等低温液体，设计温度不低于-196℃，公称容积为10L-450L，工作压力为0.2MPa-3.5MPa可重复充装的立式（或卧式）气瓶，目前大量使用于能源、交通及其他领域；当前广东省已有2000台以上的LNG公交车，还有大量工业焊接绝热气瓶在使用。
2. 焊接绝热气瓶的结构
低温焊接绝热气瓶（简称“焊接绝热气瓶”）按GB 24159-2009《焊接绝热气瓶》国家标准设计和制造。
焊接绝热气瓶由内胆、外壳以及夹层中的绝热层和阀门管路系统组成，采用高真空（6.5×10-4Pa）多屏反射绝热。内胆与外壳的材料均采用不锈钢制成，外壳表面抛光；内胆与外壳之间的连接应能保持
稳固，并能承受移运过程中的惯性载荷。内胆的组成应应为三部分，即纵焊缝不得多于一条，环焊缝不得多于两条，不允许两片式结构。
图1 焊接绝热气瓶
2. 焊接绝热气瓶技术要求
3.1 公称容积
工作压力公称容积V和内胆公称直径D按表1的规定。
3.2 工作压力
焊接绝热气瓶工作压力1.0MPa-1.6MPa，根据各种气瓶公称容积的静态蒸发率确定，按GB24159-2009标准表2的规定，其他工作压力的气瓶静态蒸发率设计图样规定。
气瓶内胆的壁厚计算压力为工作压力的2倍，压力试验压力为工作压力的2倍。
3.3 材料
采用不锈钢制成。
3.4 焊接和无损检测
内胆和外壳的纵、环焊缝均采用氩弧焊焊接。
内胆纵、环缝经外观检测合格后应按要求进行射线无损检测。内胆纵、环焊缝按GB/T 17925或JB/T4730.2标准进行100%射线透照检测，射线透照按JB/T 4760.2进行，焊缝缺陷等级不低于Ⅱ级，射线透照焊缝质量为AB级。
3.5 表面质量及清洁度。
内胆及外壳的内外表面均应光滑，不得有裂纹、重皮、划痕等缺陷，否则应进行修磨，修磨处应圆滑光洁，且壁厚需满足要求。
内胆内外表面及所有接触介质的零部件应进行脱脂处理，并有良好的保护措施。
凡处于真空状态的表面和零部件应清洁干燥，不得有油污、灰尘。
4. 焊接绝热气瓶的型式
焊接绝热气瓶分立式和卧式两种型式。（见图1）
4.1 立式焊接绝热气瓶
立式焊接绝热气瓶性能特点：主要用于运输和存储液氧、液氮、 液氩、液化天然气。采用高真空多层绝热方式，确保低蒸发率。内置 汽化器自动提供9Nm3/h稳定连续的气体。节气装置优先使用气相空间超压气体。适用于：电子、科研、化工、焊接、LNG供给等行业。
4.2 卧式焊接绝热气瓶
卧式焊接绝热气瓶性能特点：主要用于运输和存储液化天然气。 采用高真空多层绝热方式，确保低蒸发率。自带空浴式气化器，提供稳定罐内压力。双安全阀提供可靠的安全保证。主要适用于：LNG供给。
5. 车用LNG焊接绝热气瓶
车用LNG瓶是一种低温绝热压力容器，基本上是卧式结构（见图1中的右图），设计有双层（真空）结构。内胆用来储存低温液态的LNG，采用高真空多层绝热方式在其外壁缠有多层绝热材料，具有
超强的隔热性能，确保低蒸发率。同时夹套（两层容器之间的空间）被抽成高真空，共同形成良好的绝热系统。外壳和支撑系统的设计能够承受运输车辆在行驶时所产生的相关外力。双安全阀提供可靠的安全保证。适用于：LNG汽车燃料的储存和供气。
6. 焊接绝热气瓶的用途
7.《瓶规》对焊接绝热气瓶未作出定期检验的规定
在即将发布的《气瓶安全技术监察规程》中，对其他气瓶都作出了定期检验的规定，仅有焊接绝热气瓶未作出定期检验的规定，这是
与焊接绝热气瓶的结构特点和使用条件以及使用环境与其他气瓶不同的缘故。
（1） 由于焊接绝热气瓶的存储介质都具有稳定化学物理性质， 在内部不会金属材料（不锈钢）起化学反应，因此，焊接绝热气瓶不会有腐蚀引起的材料减薄的可能性。
（2） 由于焊接绝热气瓶自身较重，基本上是采用车辆或机械运 输，基本上是固定使用，不太会受到外力损伤。
（3）使用频次较低，瓶体材料采用不锈钢塑性的很好，不太可能产生疲劳。
（4）内胆与外壳之间存在夹层且处于高度真空状态，通常不可能进行拆开检验，一旦拆开复原后要重新抽真空，一般检验单位（或机构）不具有抽真空的装置。
在即将发布的《气瓶安全技术监察规程》中关于焊接绝热气瓶检验是这样规定的：“焊接绝热气瓶原则上由用户根据气瓶绝热性能及使用状况确定是否应送专业机构或制造厂进行检查和维护保养，每5年宜进行1次检查和维护保养”。这里讲的意思是：（1）是“原则”上，不是“必须”；（2）是由用户根据气瓶绝热性能及使用状况确定是否应送检，前提是根据气瓶绝热性能及使用状况确定是否送检；（3）焊接绝热气瓶检验设备很昂贵，且受检数量不多，如果由专业机构来进行检验和维护保养的话，专业机构运作成本很高，但经济效益却不高，难于为继；而对于焊接绝热气瓶制造厂来说，已经有完备的焊接绝热气瓶检验设备，有技术力量、有检测能力、有场地对焊接绝热气
瓶进行检查和维护保养；（4）“进行检查和维护保养”，主要是针对外壳、阀门和仪表而言的，对于处于真空绝热状态的夹层，不易进行检查和维护保养，如内胆有损坏，就在切开外壳进行修复，搞不好整个气瓶就不能再使用了。（5）焊接绝热气瓶如使用和管理得当，一般5 年内不会损坏，所以规定“每5年宜进行1次检查和维护保养”。
基于以上规定和理由，焊接绝热气瓶不作定期检验的规定，目前焊接绝热气瓶暂未有“定期检验与评定”的国家标准；用户平时要注意使用安全，有了故障应及时送专业机构或制造厂进行检查和维护保养，有了损坏进行应及时修理，修复后再进行抽真空处理，达到原设计的真空度后方可继续使用；如无法修理的焊接绝热气瓶则按报废处理。
目前欧美等国家对焊接绝热气瓶也未作出“定期检验与评定”的规定，基本上都是采取维护保养的方式来保证焊接绝热气瓶正常使用。
8. 焊接绝热气瓶的维护、保养方法
8.1 真空破坏、有内漏、外漏
现象：不保温，充液后压力快速急剧升高，外表大面积结霜，爆破片损坏排气，瓶体有机械爆破危险。
紧急处理：打开所有阀门排液、排气（若为LNG气体，排气时应按燃气处理规定将排出气体点燃）、疏散周围人员，防止人身事故。
维修处理：检漏、修补。
氦（He）质谱检漏仪：若内漏，将外壳破开，找漏点焊补，更
换氧化钯、分子筛，再将外壳焊好复原，重抽真空至≤6.4×10-3Pa。
若外漏，将外壳破开，更换包扎材料，更换氧化钯、分子筛，焊好外壳复原，重新抽真空至≤6.4×10-3Pa。修好后，还需重新做蒸发率测试。
8.2 真空失效
现象：外壳有结霜现象，手感温度低于环境温度，放置1天就自动排气。
处理：尽快将余气排尽，送修理。需作内、外漏、氦质谱检漏，如有内漏或外漏，按上述方法修理，若没有内、外漏，需重新加热抽真空处理。
8.3 安全附件损坏
8.3.1 爆破片损坏，检查原因，是否有大面积结霜现象，若有，按内漏、外漏处置。若没有局部结露或结霜，检漏后如未发现漏点，可重抽真空至≤6.4×10-3Pa，需重新做蒸发率测试。
8.3.2 压力表损坏，更换新的。
8.3.4 安全阀泄漏，更换新的。
8.3.5 液位计损坏，更换新的。
8.3.6 阀门关不紧、漏气，更换阀芯。
8.4 自动增压
现象：在增压阀关闭时，在容器底部形成冰块。
原因：1.增压阀非正常关闭；2.增压系统顶端有漏。
处理方法：1.更换或维修调节器；2.对管接头进行检漏，如需要
拧紧接头。
8.5 阀门不排气或液体
原因：管道内有水，低温结冰，冰堵。
处置：排尽瓶内液体和气体，拆下液位计，待冰熔化后，再用干燥氮气吹扫，然后再装上液位计。
8.6 不增压
调压阀损坏，更换新调压阀。
阀门阀杆折断，更换阀杆。
管路冰堵，按冰堵故障处理。
8.7 瓶内有响声
原因：可能是下支撑脱焊，易造成颈管开裂内漏，需破开外壳进行维修。
8.8 扶手卷碰撞变形: 更换。
8.9 外壳碰撞内凹：面积≥2×2cm要修复
深度≥5mm,修复后，需检查真空度，蒸发率。
8.10 缩颈: 更换外封头或修复
9. 附图
焊接绝热气瓶损坏和修复情况见下图。
图2 气瓶外壳撞伤凹陷
图3 内部损伤、不保温
图4扶手（护罩）碰撞损坏、阀门损坏
图5 瓶体撞伤损坏
图6 拆开封头，内部修理
图7 修理后重新检验
焊接绝热气瓶的应用与维护保养
广东盈泉钢制品有限公司 曾祥照
（清远, 511538，[email protected], 0763-3509909）
佛山市华莱普气体设备有限公司 赵海平
（佛山，528241，[email protected]，0757-85102509）
Application and maintenance of welded insulated cylinders Zeng xiangzhao （511538，Guangdong YingQuan Steel Products Co., Ltd，Qingyuan）
Zhao haiping (528241，Foshan Hua Lai Pu Gas Equipment co.,Ltd.)
1. 焊接绝热气瓶概述
低温焊接绝热气瓶（简称“焊接绝热气瓶”）用于在正常环境温度（-40℃-60℃）下使用，贮存介质为液化天然气、液氧、液氮、液氩、二氧化碳和氧化亚氮等低温液体，设计温度不低于-196℃，公称容积为10L-450L，工作压力为0.2MPa-3.5MPa可重复充装的立式（或卧式）气瓶，目前大量使用于能源、交通及其他领域；当前广东省已有2000台以上的LNG公交车，还有大量工业焊接绝热气瓶在使用。
2. 焊接绝热气瓶的结构
低温焊接绝热气瓶（简称“焊接绝热气瓶”）按GB 24159-2009《焊接绝热气瓶》国家标准设计和制造。
焊接绝热气瓶由内胆、外壳以及夹层中的绝热层和阀门管路系统组成，采用高真空（6.5×10-4Pa）多屏反射绝热。内胆与外壳的材料均采用不锈钢制成，外壳表面抛光；内胆与外壳之间的连接应能保持
稳固，并能承受移运过程中的惯性载荷。内胆的组成应应为三部分，即纵焊缝不得多于一条，环焊缝不得多于两条，不允许两片式结构。
图1 焊接绝热气瓶
2. 焊接绝热气瓶技术要求
3.1 公称容积
工作压力公称容积V和内胆公称直径D按表1的规定。
3.2 工作压力
焊接绝热气瓶工作压力1.0MPa-1.6MPa，根据各种气瓶公称容积的静态蒸发率确定，按GB24159-2009标准表2的规定，其他工作压力的气瓶静态蒸发率设计图样规定。
气瓶内胆的壁厚计算压力为工作压力的2倍，压力试验压力为工作压力的2倍。
3.3 材料
采用不锈钢制成。
3.4 焊接和无损检测
内胆和外壳的纵、环焊缝均采用氩弧焊焊接。
内胆纵、环缝经外观检测合格后应按要求进行射线无损检测。内胆纵、环焊缝按GB/T 17925或JB/T4730.2标准进行100%射线透照检测，射线透照按JB/T 4760.2进行，焊缝缺陷等级不低于Ⅱ级，射线透照焊缝质量为AB级。
3.5 表面质量及清洁度。
内胆及外壳的内外表面均应光滑，不得有裂纹、重皮、划痕等缺陷，否则应进行修磨，修磨处应圆滑光洁，且壁厚需满足要求。
内胆内外表面及所有接触介质的零部件应进行脱脂处理，并有良好的保护措施。
凡处于真空状态的表面和零部件应清洁干燥，不得有油污、灰尘。
4. 焊接绝热气瓶的型式
焊接绝热气瓶分立式和卧式两种型式。（见图1）
4.1 立式焊接绝热气瓶
立式焊接绝热气瓶性能特点：主要用于运输和存储液氧、液氮、 液氩、液化天然气。采用高真空多层绝热方式，确保低蒸发率。内置 汽化器自动提供9Nm3/h稳定连续的气体。节气装置优先使用气相空间超压气体。适用于：电子、科研、化工、焊接、LNG供给等行业。
4.2 卧式焊接绝热气瓶
卧式焊接绝热气瓶性能特点：主要用于运输和存储液化天然气。 采用高真空多层绝热方式，确保低蒸发率。自带空浴式气化器，提供稳定罐内压力。双安全阀提供可靠的安全保证。主要适用于：LNG供给。
5. 车用LNG焊接绝热气瓶
车用LNG瓶是一种低温绝热压力容器，基本上是卧式结构（见图1中的右图），设计有双层（真空）结构。内胆用来储存低温液态的LNG，采用高真空多层绝热方式在其外壁缠有多层绝热材料，具有
超强的隔热性能，确保低蒸发率。同时夹套（两层容器之间的空间）被抽成高真空，共同形成良好的绝热系统。外壳和支撑系统的设计能够承受运输车辆在行驶时所产生的相关外力。双安全阀提供可靠的安全保证。适用于：LNG汽车燃料的储存和供气。
6. 焊接绝热气瓶的用途
7.《瓶规》对焊接绝热气瓶未作出定期检验的规定
在即将发布的《气瓶安全技术监察规程》中，对其他气瓶都作出了定期检验的规定，仅有焊接绝热气瓶未作出定期检验的规定，这是
与焊接绝热气瓶的结构特点和使用条件以及使用环境与其他气瓶不同的缘故。
（1） 由于焊接绝热气瓶的存储介质都具有稳定化学物理性质， 在内部不会金属材料（不锈钢）起化学反应，因此，焊接绝热气瓶不会有腐蚀引起的材料减薄的可能性。
（2） 由于焊接绝热气瓶自身较重，基本上是采用车辆或机械运 输，基本上是固定使用，不太会受到外力损伤。
（3）使用频次较低，瓶体材料采用不锈钢塑性的很好，不太可能产生疲劳。
（4）内胆与外壳之间存在夹层且处于高度真空状态，通常不可能进行拆开检验，一旦拆开复原后要重新抽真空，一般检验单位（或机构）不具有抽真空的装置。
在即将发布的《气瓶安全技术监察规程》中关于焊接绝热气瓶检验是这样规定的：“焊接绝热气瓶原则上由用户根据气瓶绝热性能及使用状况确定是否应送专业机构或制造厂进行检查和维护保养，每5年宜进行1次检查和维护保养”。这里讲的意思是：（1）是“原则”上，不是“必须”；（2）是由用户根据气瓶绝热性能及使用状况确定是否应送检，前提是根据气瓶绝热性能及使用状况确定是否送检；（3）焊接绝热气瓶检验设备很昂贵，且受检数量不多，如果由专业机构来进行检验和维护保养的话，专业机构运作成本很高，但经济效益却不高，难于为继；而对于焊接绝热气瓶制造厂来说，已经有完备的焊接绝热气瓶检验设备，有技术力量、有检测能力、有场地对焊接绝热气
瓶进行检查和维护保养；（4）“进行检查和维护保养”，主要是针对外壳、阀门和仪表而言的，对于处于真空绝热状态的夹层，不易进行检查和维护保养，如内胆有损坏，就在切开外壳进行修复，搞不好整个气瓶就不能再使用了。（5）焊接绝热气瓶如使用和管理得当，一般5 年内不会损坏，所以规定“每5年宜进行1次检查和维护保养”。
基于以上规定和理由，焊接绝热气瓶不作定期检验的规定，目前焊接绝热气瓶暂未有“定期检验与评定”的国家标准；用户平时要注意使用安全，有了故障应及时送专业机构或制造厂进行检查和维护保养，有了损坏进行应及时修理，修复后再进行抽真空处理，达到原设计的真空度后方可继续使用；如无法修理的焊接绝热气瓶则按报废处理。
目前欧美等国家对焊接绝热气瓶也未作出“定期检验与评定”的规定，基本上都是采取维护保养的方式来保证焊接绝热气瓶正常使用。
8. 焊接绝热气瓶的维护、保养方法
8.1 真空破坏、有内漏、外漏
现象：不保温，充液后压力快速急剧升高，外表大面积结霜，爆破片损坏排气，瓶体有机械爆破危险。
紧急处理：打开所有阀门排液、排气（若为LNG气体，排气时应按燃气处理规定将排出气体点燃）、疏散周围人员，防止人身事故。
维修处理：检漏、修补。
氦（He）质谱检漏仪：若内漏，将外壳破开，找漏点焊补，更
换氧化钯、分子筛，再将外壳焊好复原，重抽真空至≤6.4×10-3Pa。
若外漏，将外壳破开，更换包扎材料，更换氧化钯、分子筛，焊好外壳复原，重新抽真空至≤6.4×10-3Pa。修好后，还需重新做蒸发率测试。
8.2 真空失效
现象：外壳有结霜现象，手感温度低于环境温度，放置1天就自动排气。
处理：尽快将余气排尽，送修理。需作内、外漏、氦质谱检漏，如有内漏或外漏，按上述方法修理，若没有内、外漏，需重新加热抽真空处理。
8.3 安全附件损坏
8.3.1 爆破片损坏，检查原因，是否有大面积结霜现象，若有，按内漏、外漏处置。若没有局部结露或结霜，检漏后如未发现漏点，可重抽真空至≤6.4×10-3Pa，需重新做蒸发率测试。
8.3.2 压力表损坏，更换新的。
8.3.4 安全阀泄漏，更换新的。
8.3.5 液位计损坏，更换新的。
8.3.6 阀门关不紧、漏气，更换阀芯。
8.4 自动增压
现象：在增压阀关闭时，在容器底部形成冰块。
原因：1.增压阀非正常关闭；2.增压系统顶端有漏。
处理方法：1.更换或维修调节器；2.对管接头进行检漏，如需要
拧紧接头。
8.5 阀门不排气或液体
原因：管道内有水，低温结冰，冰堵。
处置：排尽瓶内液体和气体，拆下液位计，待冰熔化后，再用干燥氮气吹扫，然后再装上液位计。
8.6 不增压
调压阀损坏，更换新调压阀。
阀门阀杆折断，更换阀杆。
管路冰堵，按冰堵故障处理。
8.7 瓶内有响声
原因：可能是下支撑脱焊，易造成颈管开裂内漏，需破开外壳进行维修。
8.8 扶手卷碰撞变形: 更换。
8.9 外壳碰撞内凹：面积≥2×2cm要修复
深度≥5mm,修复后，需检查真空度，蒸发率。
8.10 缩颈: 更换外封头或修复
9. 附图
焊接绝热气瓶损坏和修复情况见下图。
图2 气瓶外壳撞伤凹陷
图3 内部损伤、不保温
图4扶手（护罩）碰撞损坏、阀门损坏
图5 瓶体撞伤损坏
图6 拆开封头，内部修理
图7 修理后重新检验