液化石油气瓶

液化石油气钢瓶的结构

前言

液化石油气钢瓶是特种设备，在国民经济各个领域和人民群众生活中有广泛的使用，其制造质量对确保液化石油气钢瓶安全使用具有重要意义，液化石油气钢瓶制造行业对保证液化石油气钢瓶的制造质量和确保其安全性能肩负着重要使命。

为了适应液化石油气钢瓶快速发展的需要，不断提高液化石油气钢瓶制造行业的技术水平，中国城市燃气协会液化石油气钢瓶专业委员会组织液化石油气钢瓶制造行业的技术人员再学习培训，得到液化石油气钢瓶制造行业热烈欢迎，液化石油气钢瓶结构是液化石油气钢瓶制造行业的技术人员学习培训的内容之一。

第一章 液化石油气的性质

第一节 液化石油气

液化石油气（L.P.G ——英文缩写，L —— 液化，P —— 石油，G——气体）是以丙烷和丁烷为主要成分的混合物。

GB-11174-89《液化石油气》标准规定戊烷及戊烷以上组分含量（V/V）不大于3.0% 。 一、液化石油气的制取方法

1．液化石油气，顾名思义是液化了的石油气，只是为了方便储存、运输，采取增压降温的措施后，石油气才变为液体。

2．液化石油气来源：（1）油气田；（2）炼油厂，它是炼油后的副产品。大部分液化石油气是从炼油厂回收的。

3．液化石油气的净化：脱硫（置换反应）、干燥（除去水分） 二、液化石油气的组分

1．以丙烷为主的组分 2．以丁烷为主的组分

3．混合石油气 —— C3和C4组成

4．高纯度丙烷 —— 约含95%的丙烷或100%丙烷

液化石油气是一种混合物。混合物的性质主要与化学成分有关。通过化学分析可得到组分。

常规液化石油气的特征：气液两相共存。

从运输和供应方来看，要了解液相性质；从燃烧使用角度来看，常常关心气相性质；从钢瓶用户来看，希望了解液、气两相的性质。

三、液化石油气用途

1．民用、商业用：作为燃料清洁能源； 2．工业用：加热的热源、化工原料 3．其他用途：选矿、脱腊等。 四、液化石油气性质 1．液相性质

液化石油气在常温常压下是以气体状态存在，液态流出后会变为200～250倍的气体急速扩散。它的膨胀系数是钢材膨胀系数的100倍。当装满丙烷的钢瓶温度上升时，每升高1℃ ，其钢瓶的压力约上升1.96～2.94MPa（表压）。可见，当气瓶超装液态的L.P.G时，是非常危险的。因此，钢瓶严禁超装。

2．气相性质

液化石油气的重量约这空气重量的1.5～1.2倍，因此，从气瓶中漏出的液化石油气的比重较重，不会象天然气那样很快上升，而是沉积于地面，一遇明火很易燃烧，这应引起足够重视。

液化石油气燃烧时需要约30倍的空气，火焰是浅兰色、无烟。 五、液化石油气的物理参数

液化石油气主要来源来自炼油厂的催化裂化装置。液化石油气产量通常占催化裂化装置处理量的7～8% ，在常温下加压0.7～0.8MPa即可液化，因此，液化石油气都是以液态

形式来输送和贮运的。

液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等，它们一种碳氢化合物，在常温、常压下是气态，当压力升高或温度下降时，很容易转化为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍。

在标准状态下，液化石油气的发热量约为92100－121400KJ/m3（22000～29000Kcal/ m3），密度在1.9～2.35kg/m3 ，相对密度为1.818（设空气的密度为1）。

根据2000年“气瓶安全监察规程”规定，液化石油气重量允许充装系数：Φ=0.42kg/L 。

六、液化石油气的其他性质

液化石油气体是一种易燃、易爆气体，具有分解、氧化、聚合等倾向性，因此，对液化石油气的这些特殊性质应引起特别注意。

1．燃烧性

液化石油气是属于碳氧化合物（又称之为烃类气体）。烃类气体在燃烧时其放出的热量大都在2.93MJ/kg 以上，比TNT炸药的燃烧热量（0.39MJ/kg）高出好多倍，可见，如果烃类气体一旦发生瞬间泄漏，是会引起爆炸的。

液化石油气的组分以丙烷为主，完全燃烧反应如下： C3H8＋O2＝3CO2＋4H2O＋Q 丙烷的最低着火温度为450℃ 。

通常，可燃烧气体（如液化石油气体）与空气均匀混全完全燃烧（即热量不是瞬间释放出来）是安全的。但是，如果可燃性气体与空气混合不均匀即在一定的混合比例时会引发爆炸。混合比例（体积V/V）的下限越低，则危险性越大，混合比例的范围越宽，则爆炸危险越大。据查阅资料，有关气体与空气混合时（体积比）的爆炸极限：

丙烷 2.1～9.5% 正丁烷 1.5～8.5% 异丁烷 1.8～8.5%

可见，液化石油气钢瓶不能随意倾倒残液，否则会引起爆炸或火灾。GB8334标准规定，钢瓶吹扫后瓶内残气浓度不高于0.4%（体积），为了安全，瓶内残气浓度控制在爆炸极限下限的1/4～1/5 以下。在钢瓶检测时，如果不用蒸汽吹扫瓶内残气，是很危险的，很可能引发

爆炸，已有很多教训。

2．爆炸性

液化石油气具有易爆性。爆炸是大量的能量在瞬间迅速释放出来或急剧转化为机械能的现象。“爆竹”点燃就是一种爆炸现象。液化石油气钢瓶如果是超装，受高温、高压的影响或外力撞击，都可能引发爆炸，产生很大的破坏力。

爆炸分为： （1）物理爆炸

如钢瓶内因压力升高超出承受能力，开成瓶体的破裂，其特征是具有垂直于焊缝的裂口。

（2）化学爆炸

物质产生化学反应高速放热，产生气体、并急剧膨胀而形成的爆炸。例如，瓶内未吹扫残气加入压缩空气进行气密试验，当混合气体达到爆炸极限时引发爆炸。

3．钢瓶爆炸引起破坏力

气瓶爆炸能量一般消耗于三个方面：

（1）撕裂容器；（2）将碎片抛出；（3）产生冲击波。 另外，可燃气爆炸后引燃火灾，损失更大。 4．爆炸能量分析

爆炸能量通常要经过计算才能得出。气瓶在不同的条件下，有不同的爆炸破坏力，很难一概而论。

七、过量充装的危险性

1．液化石油气钢瓶安全控制原则：不允许过量充装 ，不允许“满液”。 由于液化石油气临界温度高于气瓶最高工作温度，所以，充装储存、运输、使用中都不会发生相变 ，只要充装适量，瓶内始终是气液两相共存，两者之间有非常明显的界面。液相是饱和液体，气相是饱和蒸汽。若充装过多，气相容积减少，甚至消失，瓶内达到“满液”，这时如果温度上升，致使液体无法膨胀，则瓶内压力就会骤然增高，直至气瓶爆破。通常液相占85%体积。

2．超装危险性

超装危险性大，尤其是低压气体的气瓶。近年，超装事故时有发生。有些气瓶在静

态下、在冬天都会发生爆炸，且有明显变形和大爆口，说明不是气瓶质量问题，而是瓶内压力大大超过液化气体正常温度（20℃）的饱和压力，气瓶承受不了这样高的压力而爆炸。

3．超装、超温为什么会发生超压？

①充装系统与满液时温度关系，当Ф = 0.42 时，有一定的安全系数在常温下不会“满液”，有一定空间；过量充装，就会“满瓶”。

②温度与压力关系

根据气态方程，超装后，压力上升，温度也会上升；温度上升会促进液体膨胀， 如果容器内液体膨胀空间受限，会引起容器内压力的升高。

③液化石油气瓶超装、超温后果

LPG气体：体积膨胀系数大，压缩系数就小，过量充装有危险。据计算：纯丙烷时，温度上升1℃ ，气瓶压力增加1.96—2.94MPa ，如升高3℃ ，则瓶内压力约达到

7.06—9.80MPa ，而钢瓶实际爆破压力通常为9.0Mpa-11.0MPa ， 如钢瓶超装、超温后会引起钢瓶整体膨胀直至爆裂。如果不超装而是温度升高，则会缓慢减少气相体积或至使瓶体变形膨胀，压力不会升高太大，瓶体不会爆裂，则钢瓶还是处于安全状态；如果不超装，但超温太大，例如受高温火烤或阳光下曝晒，瓶体也会超压而引起爆裂， 类似的事例并不鲜见。

3．影响充装安全因素： ①衡器误差较大； ②充装速度过快； ③自控系统失灵； ④操作不当；

⑤钢瓶本身重量不准确，标记不准确导致超装。

第二章 液化石油气钢瓶的结构

第一节 气瓶的分类

液化石油气钢瓶是众多气瓶种类中的一种，气瓶按不同的分类可有多种形式。

一、从结构上分类

1．无缝气瓶 —— 氧气瓶 2．焊接气瓶 —— 液化石油气钢瓶 二、从材质上分类 1．钢质气瓶 2．铝质气瓶 3．复合材料气瓶

4．其他材料气瓶 ——玻璃钢气瓶 三、从充装介质上分类 1．永久气体气瓶 2．液化气体气瓶 3．溶解乙炔气瓶 四、从制造方法上分类 1．冲压拉伸气瓶 2．管子收口气瓶 3．焊接气瓶 五、从工作压力分类 1．高压气瓶＞5MPa 2．低压气瓶≤5MPa

第二节 液化石油气钢瓶结构

一 液化石油气钢瓶的规格

液化石油气钢瓶在国外规格较多，从最小用过即扔的500g小瓶到可以重复充装的

100kg大瓶。在结构上各国也有不同的区别。

我国的液化石油气钢瓶在GB5842-2006《液化石油气钢瓶》标准中规定常用规格有6种，GB17259-1998《机动车用液化石油气钢瓶》，按公称容积为150L、240L等几种。

常用钢瓶型号和参数见表1

表1 常用钢瓶型号和参数

2000年《气瓶安全监察规程》规定的液化石油气充装系数由原来的0.425kg/L调整为0.42kg/L，这样，在同样的容积下， 液化石油气的充装量就比原来有所减少，例如原来液化石油气最大充装量为15kg的钢瓶，容积只要等于或大于35.5L即可，现在最大充装量只有14.91kg。由于规定充装系数的改变，直接导致了钢瓶命名方式的改变，例如原来YSP-15型钢瓶就不适用了，在保持参数不变的前提下，YSP-15型钢瓶的型号改为YSP35.5型。所以本标准的钢瓶型号命名方式改为以钢瓶的公称容积（特征参数）命名。）

原GB 5842-1996和GB15380-2001只规定了五种规格的钢瓶，这在当时来说能够满足同内市场的需要。随着国内外市场对钢瓶品种规格需求的增多，原来的五种规格已不能适应市场的需求了，所以GB5842-2006标准增加YSP26.2型和YSP118-Ⅱ型的规格。YSP26.2型液化石油气钢瓶在国内一些城市例如深圳很受欢迎；国外对能够充装25lb液化石油气的YSP26.2型钢瓶有很大的市场，YSP118-Ⅱ型钢瓶用于气化装置的液化石油气储存设备，在城市小区供气和工业瓶组站供气上有较多的需求，所以本标准增加了这两种规格的钢瓶。

GB5842-2006标准中表1为 “常用钢瓶型号和参数”,请注意”常用”二字，它并非意味着其他型号的钢瓶就不适用本标准，例如（1）YSP23.5钢瓶在原标准中有此规格，只是现

在用得较少，未列入表1 ，如有市场仍然可以继续生产；（2）如市场需要其他规格的钢瓶，可按《气瓶安全监察规程》、本标准及TSG R1003-2006《气瓶设计文件鉴定规则》的规定进行设计和制造；（3）本标准在“范围”中规定液化石油气钢瓶“公称容积不大于150 L”， 也就是说可以按《气瓶安全监察规程》、本标准及TSG R1003-2006《气瓶设计文件鉴定规则》的规定进行设计和制造公称容积不大于150 L的液化石油气钢瓶；（4）如果是要设计公称容积大于150 L的液化石油气钢瓶，则不属于本标准的范围，可以按GB5100《钢质焊接气瓶》设计制。）

钢瓶的护罩结构尺寸、底座结构尺寸应符合产品图样的要求。——意思是 “钢瓶的护罩结构尺寸、底座结构尺寸”并非要求统一，只要符合产品图样的要求即可。

二 液化石油气钢瓶结构 钢瓶结构（见图1）

以YSP35.5型钢瓶为例，钢瓶的瓶体由上、下封头组成，中间有一条环焊缝，焊缝为带垫板（或缩口）的单面自动焊。

阀座焊接在上封头上，用以装配瓶阀。

护罩与上封头采用焊接连接，即不可拆卸连接。护罩的作用一是保护瓶阀，二是便于提携。护罩上刻有钢字，表示钢瓶的型号、规格、参数、制造厂名称等内容。

底座焊接在下封头上。底座的作用是使钢瓶稳定直立。底座上钻有小孔，便于排除积水，防止底座和下封头腐蚀生锈；底座应有一定高度，以便使瓶底与地平面保持一定的距

离。钢瓶座直立，如果不直立，瓶内液面会倾斜，至使液体直接从瓶阀流出，迅速气化造成

事故。

为了保护钢瓶外壳，钢瓶表面涂有一层油漆或喷涂上一层环氧树脂粉末，油漆或粉末经加热后固化在钢瓶表面上。美国和欧洲的一些国家要求钢瓶表面必须镀锌，以防空气中有害离子的侵蚀。瓶阀主体材料是黄铜HPb59-1棒材。

第三章 气瓶的应力分析和强度计算

气瓶是一种承受内压的压力容器，一般由圆筒、封头、封底所组成。气瓶的设计需建立在科学的应力分析和强度计算的基础上，以确保安全。

强度设计的基本原则是安全可靠，经济合理。 一 气瓶筒体的应力状态

气瓶筒体部分是一薄壁圆柱形壳体，或称薄壁圆筒。根据力学分析及有关压力容器的设计规定，当圆筒外、内直径之比Do/Dt≤1.2时，可认为是薄壁圆筒，均可按薄壁圆筒设计。当圆筒的壁厚相对于半径很小时，圆筒断面上承受弯矩的能力很小，筒壁主要承受拉力或压力，因此，可以近似地认为应力在整个筒壁上，沿壁厚度是均匀分布的，即所谓无力矩理论，按无力矩理论计算求得的应力称为薄膜应力。

以图为例，如果我们在气瓶中部以垂直于轴线的平面（横截面）将气瓶截为上下二段，则作用在环断面的经向应力（亦称轴向应力）的合力为πDSσ经，此力应与由内压P作用在气瓶底端的总轴向力（不管封头形状如何，均为л/4D2iP）相平衡。即：

因系薄壁圆筒，故内径Di，可近似地等于平均直径D，即Di≈D，由此，可求得作用于圆筒横截面上的经向应力。

为了求得环向应力（亦称周向应力或切向应力），则可取长度为L的一段圆筒，并以通过轴线的纵向截面将此圆环轴线切开，如图所示，一辟两半，并沿Y-Y方向列静力平衡方程式，由于内压P引起的Y方向合力为P·Di·L，此合力应与作用在二块长为L宽为S的纵向断面上的环向应力的合力2·L·S·σ环相平衡，因此，

可见：气瓶的筒体的环向应力较经向应力为大，σ环=2σ经。所以环向是薄弱环节。气瓶爆破试验或气瓶爆破事故实例一般也是瓶身纵向开裂爆破，即是由于作用在气瓶筒体轴向断面上的环向应力达到材料抗拉强度所引起的。故焊接气瓶（如液化石油气钢瓶）尽量不用或少用纵向焊缝，也就是这个道理。如果爆破试验或气瓶爆破事故中发生环向断裂，则应分析出现轴向强度低于环向强度的具体原因。

二 气瓶筒体的壁厚计算

气瓶筒体强度设计主要任务就是要确定气瓶筒体所需的最小壁厚，对已有的气瓶也可以运用强度计算公式进行强度校核或最高允许充装压力的计算。

要计算气瓶筒体壁厚，就需要有强度计算公式，而强度计算公式则是根据筒体受力情况所确定的应力状态，然后应用一定的强度理论制定的。

强度理论有四种。

（一）第一强度理论（最大主应力理论） （二）第二强度理论（最大主应变理论） （三）第三强度理论（最大剪应力理论） （四）第四强度理论（最大变形能理论）

一般认为第一强度理论只对脆性材料在拉伸情况下与实验结果比较符合；第二强度理论对脆性材料的实验结果比较一致；第三强度理论则和实验结果相当接近，特别对塑性材料，且偏于安全；第四强度理论也得到塑性材料实验结果的证实。但是，所有强度理论也各有缺点和矛盾，实际上也很难找到一种强度理论它能适应所有的材料、各种不同的应力状态和破坏形式。对于气瓶筒体这一特定构件的应力状态来说，当采用第一和第三强度理论时，其结果是一致的。目前国际上在气瓶设计或压力容器设计多数是采用第一或第三强度理论公式。我国标准采用第三强度理论公式，ISO气瓶标准亦采用第三强度理论公式。（国外有些原来按

第四强度理论公式计算的规定，现在也改用第三强度理论公式。）其基本表达式如下：

公式中Ph为水压试验压力，单位为MPa。水压试验压力一般为公称工作压力的1.5倍，公称工作压力或充装系数则采用该气体在60℃时的饱和蒸气压来设计。用充装系数计算低压液化气瓶时，还应考虑留有2～3%的安全空间。

三 气瓶筒体屈服压力和爆破压力的计算

筒体是气瓶的主体，因为气瓶封头的强度应等于或略大于筒体，以便充分利用筒体材料的强度，所以气瓶屈服压力及爆破压力实际上就是筒体的屈服压力及爆破压力。

根据弹性失效准则，气瓶筒体屈服就意味着气瓶失效。水压试验中测定残余变形率的目的就是以此来判定气瓶是否已经产生屈服，并进而确定气瓶仍可继续使用或需降级、报废。但是从气瓶失效所造成的后果看，即从安全的角度看，爆破压力具有更重要的意义。

四 凸形封头

无缝气瓶的封头，管制气瓶的收底部分基本为凸形封头。这种封头的壁厚一般较筒体为厚，强度一般是富裕的。GB 5842《液化石油气钢瓶》考虑品种和受力状态，统一规定采用椭圆形封头；GB 5100标准中规定封头形状应为椭圆形、碟形或半球形

（一）球形封头

球形封头的优点是在同样体积下，它的表面积最小，在同样直径与壁厚和在同样压力作用下球形封头的应力最小。但是球形封头（实为半球）深度大，制造困难。

（二）椭圆形封头

椭圆形封头是由半个椭球壳和高度为H的圆筒两部分组成。由于椭圆部分的曲率是连续变化的，所以，它的应力分布比较均匀，受力情况较好，加之椭圆形封头的深度较球形封头为浅，制造比较方便，所以在气瓶、压力容器、或石油化工设备中用得很多。为了保证椭圆形封头的形状准确，椭圆形封头均采用模压成型。标准椭圆形封头的长短轴之比2：1；常见椭圆形封头的 长短轴之比为 (2.5～1.66)：1。

椭圆封头的直边高度h，在S02小于或等于8mm时，h应大于或等于25mm，如S02大于8mm时，h应等于或大于40mm。

（三）碟形封头

其封头最小壁厚计算公式以及直边高度h与椭圆封头相同，但封头开头系数k按Hi/Di比值查取。

5 液化石油气钢瓶瓶体的设计计算

以YSP-35.5液化石油气钢瓶为例，按照GB5842-2006《液化石油气钢瓶》标准进行设计计算，主体材料选用HP295。

5.1 瓶体设计壁厚 So

（3）瓶体名义厚度 S

考虑钢板厚度的负偏差和拉伸时工艺减薄量，初选钢板厚度为3.0mm 。

钢板厚度负偏差：0.21 mm

工艺减薄量：3.0×10% = 0.3 mm

S = 2.48+0.21+0.3 = 2.99 mm

∴ 选取瓶体板材名义壁厚 S = 3.0 mm

（4）瓶体刚度校核

5.2 钢瓶设计有效容积 V

V = 35.53L > 35.5L （计算过程省略）

符合GB5842-2006要求

5.3 钢瓶允许最大充装量W 计算

W = FV = 0.42×35.5 = 14.91 kg

实际选取允许的最大充装量 W = 14.9 kg

5.4 钢瓶安全容积校核

为避免瓶内液化石油气体因受热膨胀而导致发生事故，钢瓶最大充装量的确定应在60℃环境温度下瓶内所充装的液化石油气不会为液相所充满，应仍保留3%以上的气相空间。

按GB11174规定（37.8℃蒸气压

d = 0.947 d丙烷 + 0.053 d丁烷 = 0.947×0.4329 + 0.053×0.505 = 0.4367 kg/L

式中：d丙烷 —— 丙烷在60℃时饱和液体密度

d丁烷 —— 丁烷在60℃时饱和液体密度

V14.9 = V/d = 14.9÷0.4367 = 34.12 L

即在60℃时，充装14.9 kg液化石油气的钢瓶内尚有气相空间 VG 为：

∴ 选取最大充装量W = 14.9 kg，充装符合GB11174规定的液化石油气在GB5842-2006规定的环境温度下使用，钢瓶是安全的。

5.5 水压爆破试验压力计算

钢瓶热处理后，从每批(1002只)中抽取一只进行水压爆破试验，YSP35.5钢瓶水压试验压力按下式计算：

5.6 附件材料的选择

护罩、底座： Q235ak Q195普碳钢

瓶阀座：20号优质碳素钢

瓶阀：液化石油气瓶阀（GB7512）

5.7 护罩设计

护罩的作用一是保护瓶阀，二是便于钢瓶的提携，YSP35.5钢瓶护罩外径Φ190mm，高150mm，厚度3mm，材料采用Q235或 Q195普碳钢，用模具冷冲压成形，上圈为半圆弧卷边，以增强刚性，挽手为半圆弧形，便于提携，装配时护罩焊接在上封头上，不可拆卸。

5.8 底座设计

底座焊接在下封头底部，以保持钢瓶直立平稳。YSP35.5钢瓶底座外径Φ240mm，高48mm，厚度3mm，材料采用Q235KＱ195普碳钢，用模具冷冲压成形，下圈为半圆弧卷边，以增强刚性，下圈底部钻有小孔，在使用中以排出冷凝水。

5.9 瓶阀座设计

瓶阀座为下托式焊接结构，采用外部单面气体保护焊接方式，材料为20号优质碳素钢，具有良好的可焊性。YSP3.5.5钢瓶的瓶阀座螺纹为PZ27.8，应符合GB8335《气瓶专用螺纹》的要求，圆锥度为3：25。

5.10 瓶阀的要求

在国内通用的钢瓶，通常采用GB7512标准规定的角式液化石油气瓶阀，阀体及主要零部采用HPb59-1棒材，YSP35.5型钢瓶采用瓶阀的进气螺纹为PZ27.8，圆锥度为3：25。

附录 关于液化石油气钢瓶抽真空问题

液化石油气钢瓶制造完成后是否要进行抽真空？

历次GB 5842《液化石油气钢瓶》标准均未对钢瓶完成后进行抽真空作出规定。这是因为，如果新钢瓶在制造完工后进行抽真空，瓶外的大气压大于瓶内压力，钢瓶在搬运和运输过程中受到外力的撞击作用，瓶体有可能被撞瘪，导致钢瓶瓶体的失稳，所以,液化石油气钢瓶在制造完工后不宜抽真空。GB5842-2006标准中的公式（3）是钢瓶瓶体在不受外力情况下稳定性校核公式。

GB 17267-1998《液化石油气充装站安全技术条件》标准规定：液化石油气充装站对“首次充装的新钢瓶，未经抽真空的严禁充装”；液化石油气充装站“应保证新瓶抽至83.0kPa真空度以上。” 根据GB 17267-1998标准的规定，新钢瓶的抽真空应由液化石油气充装站在首次充装前完成。

为何新瓶在首次充装前要抽真空?

新生产的液化石油气钢瓶经气密试验放气后，瓶内充满着空气，如果直接充进液化石油气，两者混合会形成爆炸性气体。由于充进液化石油气时流速很大，可能会产生静电，若接地不良，很可能会产生静电火花放电，就可能会引起钢瓶内混合气体燃烧而产生强烈的化学爆炸。为了防止这种恶性事故的发生，钢瓶在充入液化石油气之前应进行置换，常用的置换方法有抽真空置换和充水置换。

关于液化石油气钢瓶真空度计算：

据有关资料介绍，当容器内气体中氧气的体积含量低于4%时，通入易燃气体后不会混合成爆炸气体。

已知：空气中氧气的体积含量为21%，标准大气压为0.101325MPa;

设钢瓶内气体中氧气的体积含量为3.8%，求瓶内的真空度。

解：设瓶内真空度为X：

所以, 新瓶在首次充装前真空度应抽至83.0kPa以上。

气体真空度是以大气压为基准，瓶内气压低于大气压时为“真空”，所以真空度不是负值。

充水置换方法（略）。

液化石油气钢瓶的结构

前言

液化石油气钢瓶是特种设备，在国民经济各个领域和人民群众生活中有广泛的使用，其制造质量对确保液化石油气钢瓶安全使用具有重要意义，液化石油气钢瓶制造行业对保证液化石油气钢瓶的制造质量和确保其安全性能肩负着重要使命。

为了适应液化石油气钢瓶快速发展的需要，不断提高液化石油气钢瓶制造行业的技术水平，中国城市燃气协会液化石油气钢瓶专业委员会组织液化石油气钢瓶制造行业的技术人员再学习培训，得到液化石油气钢瓶制造行业热烈欢迎，液化石油气钢瓶结构是液化石油气钢瓶制造行业的技术人员学习培训的内容之一。

第一章 液化石油气的性质

第一节 液化石油气

液化石油气（L.P.G ——英文缩写，L —— 液化，P —— 石油，G——气体）是以丙烷和丁烷为主要成分的混合物。

GB-11174-89《液化石油气》标准规定戊烷及戊烷以上组分含量（V/V）不大于3.0% 。 一、液化石油气的制取方法

1．液化石油气，顾名思义是液化了的石油气，只是为了方便储存、运输，采取增压降温的措施后，石油气才变为液体。

2．液化石油气来源：（1）油气田；（2）炼油厂，它是炼油后的副产品。大部分液化石油气是从炼油厂回收的。

3．液化石油气的净化：脱硫（置换反应）、干燥（除去水分） 二、液化石油气的组分

1．以丙烷为主的组分 2．以丁烷为主的组分

3．混合石油气 —— C3和C4组成

4．高纯度丙烷 —— 约含95%的丙烷或100%丙烷

液化石油气是一种混合物。混合物的性质主要与化学成分有关。通过化学分析可得到组分。

常规液化石油气的特征：气液两相共存。

从运输和供应方来看，要了解液相性质；从燃烧使用角度来看，常常关心气相性质；从钢瓶用户来看，希望了解液、气两相的性质。

三、液化石油气用途

1．民用、商业用：作为燃料清洁能源； 2．工业用：加热的热源、化工原料 3．其他用途：选矿、脱腊等。 四、液化石油气性质 1．液相性质

液化石油气在常温常压下是以气体状态存在，液态流出后会变为200～250倍的气体急速扩散。它的膨胀系数是钢材膨胀系数的100倍。当装满丙烷的钢瓶温度上升时，每升高1℃ ，其钢瓶的压力约上升1.96～2.94MPa（表压）。可见，当气瓶超装液态的L.P.G时，是非常危险的。因此，钢瓶严禁超装。

2．气相性质

液化石油气的重量约这空气重量的1.5～1.2倍，因此，从气瓶中漏出的液化石油气的比重较重，不会象天然气那样很快上升，而是沉积于地面，一遇明火很易燃烧，这应引起足够重视。

液化石油气燃烧时需要约30倍的空气，火焰是浅兰色、无烟。 五、液化石油气的物理参数

液化石油气主要来源来自炼油厂的催化裂化装置。液化石油气产量通常占催化裂化装置处理量的7～8% ，在常温下加压0.7～0.8MPa即可液化，因此，液化石油气都是以液态

形式来输送和贮运的。

液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等，它们一种碳氢化合物，在常温、常压下是气态，当压力升高或温度下降时，很容易转化为液态。从气态转变为液态，其体积约缩小250倍。

在标准状态下，液化石油气的发热量约为92100－121400KJ/m3（22000～29000Kcal/ m3），密度在1.9～2.35kg/m3 ，相对密度为1.818（设空气的密度为1）。

根据2000年“气瓶安全监察规程”规定，液化石油气重量允许充装系数：Φ=0.42kg/L 。

六、液化石油气的其他性质

液化石油气体是一种易燃、易爆气体，具有分解、氧化、聚合等倾向性，因此，对液化石油气的这些特殊性质应引起特别注意。

1．燃烧性

液化石油气是属于碳氧化合物（又称之为烃类气体）。烃类气体在燃烧时其放出的热量大都在2.93MJ/kg 以上，比TNT炸药的燃烧热量（0.39MJ/kg）高出好多倍，可见，如果烃类气体一旦发生瞬间泄漏，是会引起爆炸的。

液化石油气的组分以丙烷为主，完全燃烧反应如下： C3H8＋O2＝3CO2＋4H2O＋Q 丙烷的最低着火温度为450℃ 。

通常，可燃烧气体（如液化石油气体）与空气均匀混全完全燃烧（即热量不是瞬间释放出来）是安全的。但是，如果可燃性气体与空气混合不均匀即在一定的混合比例时会引发爆炸。混合比例（体积V/V）的下限越低，则危险性越大，混合比例的范围越宽，则爆炸危险越大。据查阅资料，有关气体与空气混合时（体积比）的爆炸极限：

丙烷 2.1～9.5% 正丁烷 1.5～8.5% 异丁烷 1.8～8.5%

可见，液化石油气钢瓶不能随意倾倒残液，否则会引起爆炸或火灾。GB8334标准规定，钢瓶吹扫后瓶内残气浓度不高于0.4%（体积），为了安全，瓶内残气浓度控制在爆炸极限下限的1/4～1/5 以下。在钢瓶检测时，如果不用蒸汽吹扫瓶内残气，是很危险的，很可能引发

爆炸，已有很多教训。

2．爆炸性

液化石油气具有易爆性。爆炸是大量的能量在瞬间迅速释放出来或急剧转化为机械能的现象。“爆竹”点燃就是一种爆炸现象。液化石油气钢瓶如果是超装，受高温、高压的影响或外力撞击，都可能引发爆炸，产生很大的破坏力。

爆炸分为： （1）物理爆炸

如钢瓶内因压力升高超出承受能力，开成瓶体的破裂，其特征是具有垂直于焊缝的裂口。

（2）化学爆炸

物质产生化学反应高速放热，产生气体、并急剧膨胀而形成的爆炸。例如，瓶内未吹扫残气加入压缩空气进行气密试验，当混合气体达到爆炸极限时引发爆炸。

3．钢瓶爆炸引起破坏力

气瓶爆炸能量一般消耗于三个方面：

（1）撕裂容器；（2）将碎片抛出；（3）产生冲击波。 另外，可燃气爆炸后引燃火灾，损失更大。 4．爆炸能量分析

爆炸能量通常要经过计算才能得出。气瓶在不同的条件下，有不同的爆炸破坏力，很难一概而论。

七、过量充装的危险性

1．液化石油气钢瓶安全控制原则：不允许过量充装 ，不允许“满液”。 由于液化石油气临界温度高于气瓶最高工作温度，所以，充装储存、运输、使用中都不会发生相变 ，只要充装适量，瓶内始终是气液两相共存，两者之间有非常明显的界面。液相是饱和液体，气相是饱和蒸汽。若充装过多，气相容积减少，甚至消失，瓶内达到“满液”，这时如果温度上升，致使液体无法膨胀，则瓶内压力就会骤然增高，直至气瓶爆破。通常液相占85%体积。

2．超装危险性

超装危险性大，尤其是低压气体的气瓶。近年，超装事故时有发生。有些气瓶在静

态下、在冬天都会发生爆炸，且有明显变形和大爆口，说明不是气瓶质量问题，而是瓶内压力大大超过液化气体正常温度（20℃）的饱和压力，气瓶承受不了这样高的压力而爆炸。

3．超装、超温为什么会发生超压？

①充装系统与满液时温度关系，当Ф = 0.42 时，有一定的安全系数在常温下不会“满液”，有一定空间；过量充装，就会“满瓶”。

②温度与压力关系

根据气态方程，超装后，压力上升，温度也会上升；温度上升会促进液体膨胀， 如果容器内液体膨胀空间受限，会引起容器内压力的升高。

③液化石油气瓶超装、超温后果

LPG气体：体积膨胀系数大，压缩系数就小，过量充装有危险。据计算：纯丙烷时，温度上升1℃ ，气瓶压力增加1.96—2.94MPa ，如升高3℃ ，则瓶内压力约达到

7.06—9.80MPa ，而钢瓶实际爆破压力通常为9.0Mpa-11.0MPa ， 如钢瓶超装、超温后会引起钢瓶整体膨胀直至爆裂。如果不超装而是温度升高，则会缓慢减少气相体积或至使瓶体变形膨胀，压力不会升高太大，瓶体不会爆裂，则钢瓶还是处于安全状态；如果不超装，但超温太大，例如受高温火烤或阳光下曝晒，瓶体也会超压而引起爆裂， 类似的事例并不鲜见。

3．影响充装安全因素： ①衡器误差较大； ②充装速度过快； ③自控系统失灵； ④操作不当；

⑤钢瓶本身重量不准确，标记不准确导致超装。

第二章 液化石油气钢瓶的结构

第一节 气瓶的分类

液化石油气钢瓶是众多气瓶种类中的一种，气瓶按不同的分类可有多种形式。

一、从结构上分类

1．无缝气瓶 —— 氧气瓶 2．焊接气瓶 —— 液化石油气钢瓶 二、从材质上分类 1．钢质气瓶 2．铝质气瓶 3．复合材料气瓶

4．其他材料气瓶 ——玻璃钢气瓶 三、从充装介质上分类 1．永久气体气瓶 2．液化气体气瓶 3．溶解乙炔气瓶 四、从制造方法上分类 1．冲压拉伸气瓶 2．管子收口气瓶 3．焊接气瓶 五、从工作压力分类 1．高压气瓶＞5MPa 2．低压气瓶≤5MPa

第二节 液化石油气钢瓶结构

一 液化石油气钢瓶的规格

液化石油气钢瓶在国外规格较多，从最小用过即扔的500g小瓶到可以重复充装的

100kg大瓶。在结构上各国也有不同的区别。

我国的液化石油气钢瓶在GB5842-2006《液化石油气钢瓶》标准中规定常用规格有6种，GB17259-1998《机动车用液化石油气钢瓶》，按公称容积为150L、240L等几种。

常用钢瓶型号和参数见表1

表1 常用钢瓶型号和参数

2000年《气瓶安全监察规程》规定的液化石油气充装系数由原来的0.425kg/L调整为0.42kg/L，这样，在同样的容积下， 液化石油气的充装量就比原来有所减少，例如原来液化石油气最大充装量为15kg的钢瓶，容积只要等于或大于35.5L即可，现在最大充装量只有14.91kg。由于规定充装系数的改变，直接导致了钢瓶命名方式的改变，例如原来YSP-15型钢瓶就不适用了，在保持参数不变的前提下，YSP-15型钢瓶的型号改为YSP35.5型。所以本标准的钢瓶型号命名方式改为以钢瓶的公称容积（特征参数）命名。）

原GB 5842-1996和GB15380-2001只规定了五种规格的钢瓶，这在当时来说能够满足同内市场的需要。随着国内外市场对钢瓶品种规格需求的增多，原来的五种规格已不能适应市场的需求了，所以GB5842-2006标准增加YSP26.2型和YSP118-Ⅱ型的规格。YSP26.2型液化石油气钢瓶在国内一些城市例如深圳很受欢迎；国外对能够充装25lb液化石油气的YSP26.2型钢瓶有很大的市场，YSP118-Ⅱ型钢瓶用于气化装置的液化石油气储存设备，在城市小区供气和工业瓶组站供气上有较多的需求，所以本标准增加了这两种规格的钢瓶。

GB5842-2006标准中表1为 “常用钢瓶型号和参数”,请注意”常用”二字，它并非意味着其他型号的钢瓶就不适用本标准，例如（1）YSP23.5钢瓶在原标准中有此规格，只是现

在用得较少，未列入表1 ，如有市场仍然可以继续生产；（2）如市场需要其他规格的钢瓶，可按《气瓶安全监察规程》、本标准及TSG R1003-2006《气瓶设计文件鉴定规则》的规定进行设计和制造；（3）本标准在“范围”中规定液化石油气钢瓶“公称容积不大于150 L”， 也就是说可以按《气瓶安全监察规程》、本标准及TSG R1003-2006《气瓶设计文件鉴定规则》的规定进行设计和制造公称容积不大于150 L的液化石油气钢瓶；（4）如果是要设计公称容积大于150 L的液化石油气钢瓶，则不属于本标准的范围，可以按GB5100《钢质焊接气瓶》设计制。）

钢瓶的护罩结构尺寸、底座结构尺寸应符合产品图样的要求。——意思是 “钢瓶的护罩结构尺寸、底座结构尺寸”并非要求统一，只要符合产品图样的要求即可。

二 液化石油气钢瓶结构 钢瓶结构（见图1）

以YSP35.5型钢瓶为例，钢瓶的瓶体由上、下封头组成，中间有一条环焊缝，焊缝为带垫板（或缩口）的单面自动焊。

阀座焊接在上封头上，用以装配瓶阀。

护罩与上封头采用焊接连接，即不可拆卸连接。护罩的作用一是保护瓶阀，二是便于提携。护罩上刻有钢字，表示钢瓶的型号、规格、参数、制造厂名称等内容。

底座焊接在下封头上。底座的作用是使钢瓶稳定直立。底座上钻有小孔，便于排除积水，防止底座和下封头腐蚀生锈；底座应有一定高度，以便使瓶底与地平面保持一定的距

离。钢瓶座直立，如果不直立，瓶内液面会倾斜，至使液体直接从瓶阀流出，迅速气化造成

事故。

为了保护钢瓶外壳，钢瓶表面涂有一层油漆或喷涂上一层环氧树脂粉末，油漆或粉末经加热后固化在钢瓶表面上。美国和欧洲的一些国家要求钢瓶表面必须镀锌，以防空气中有害离子的侵蚀。瓶阀主体材料是黄铜HPb59-1棒材。

第三章 气瓶的应力分析和强度计算

气瓶是一种承受内压的压力容器，一般由圆筒、封头、封底所组成。气瓶的设计需建立在科学的应力分析和强度计算的基础上，以确保安全。

强度设计的基本原则是安全可靠，经济合理。 一 气瓶筒体的应力状态

气瓶筒体部分是一薄壁圆柱形壳体，或称薄壁圆筒。根据力学分析及有关压力容器的设计规定，当圆筒外、内直径之比Do/Dt≤1.2时，可认为是薄壁圆筒，均可按薄壁圆筒设计。当圆筒的壁厚相对于半径很小时，圆筒断面上承受弯矩的能力很小，筒壁主要承受拉力或压力，因此，可以近似地认为应力在整个筒壁上，沿壁厚度是均匀分布的，即所谓无力矩理论，按无力矩理论计算求得的应力称为薄膜应力。

以图为例，如果我们在气瓶中部以垂直于轴线的平面（横截面）将气瓶截为上下二段，则作用在环断面的经向应力（亦称轴向应力）的合力为πDSσ经，此力应与由内压P作用在气瓶底端的总轴向力（不管封头形状如何，均为л/4D2iP）相平衡。即：

因系薄壁圆筒，故内径Di，可近似地等于平均直径D，即Di≈D，由此，可求得作用于圆筒横截面上的经向应力。

为了求得环向应力（亦称周向应力或切向应力），则可取长度为L的一段圆筒，并以通过轴线的纵向截面将此圆环轴线切开，如图所示，一辟两半，并沿Y-Y方向列静力平衡方程式，由于内压P引起的Y方向合力为P·Di·L，此合力应与作用在二块长为L宽为S的纵向断面上的环向应力的合力2·L·S·σ环相平衡，因此，

可见：气瓶的筒体的环向应力较经向应力为大，σ环=2σ经。所以环向是薄弱环节。气瓶爆破试验或气瓶爆破事故实例一般也是瓶身纵向开裂爆破，即是由于作用在气瓶筒体轴向断面上的环向应力达到材料抗拉强度所引起的。故焊接气瓶（如液化石油气钢瓶）尽量不用或少用纵向焊缝，也就是这个道理。如果爆破试验或气瓶爆破事故中发生环向断裂，则应分析出现轴向强度低于环向强度的具体原因。

二 气瓶筒体的壁厚计算

气瓶筒体强度设计主要任务就是要确定气瓶筒体所需的最小壁厚，对已有的气瓶也可以运用强度计算公式进行强度校核或最高允许充装压力的计算。

要计算气瓶筒体壁厚，就需要有强度计算公式，而强度计算公式则是根据筒体受力情况所确定的应力状态，然后应用一定的强度理论制定的。

强度理论有四种。

（一）第一强度理论（最大主应力理论） （二）第二强度理论（最大主应变理论） （三）第三强度理论（最大剪应力理论） （四）第四强度理论（最大变形能理论）

一般认为第一强度理论只对脆性材料在拉伸情况下与实验结果比较符合；第二强度理论对脆性材料的实验结果比较一致；第三强度理论则和实验结果相当接近，特别对塑性材料，且偏于安全；第四强度理论也得到塑性材料实验结果的证实。但是，所有强度理论也各有缺点和矛盾，实际上也很难找到一种强度理论它能适应所有的材料、各种不同的应力状态和破坏形式。对于气瓶筒体这一特定构件的应力状态来说，当采用第一和第三强度理论时，其结果是一致的。目前国际上在气瓶设计或压力容器设计多数是采用第一或第三强度理论公式。我国标准采用第三强度理论公式，ISO气瓶标准亦采用第三强度理论公式。（国外有些原来按

第四强度理论公式计算的规定，现在也改用第三强度理论公式。）其基本表达式如下：

公式中Ph为水压试验压力，单位为MPa。水压试验压力一般为公称工作压力的1.5倍，公称工作压力或充装系数则采用该气体在60℃时的饱和蒸气压来设计。用充装系数计算低压液化气瓶时，还应考虑留有2～3%的安全空间。

三 气瓶筒体屈服压力和爆破压力的计算

筒体是气瓶的主体，因为气瓶封头的强度应等于或略大于筒体，以便充分利用筒体材料的强度，所以气瓶屈服压力及爆破压力实际上就是筒体的屈服压力及爆破压力。

根据弹性失效准则，气瓶筒体屈服就意味着气瓶失效。水压试验中测定残余变形率的目的就是以此来判定气瓶是否已经产生屈服，并进而确定气瓶仍可继续使用或需降级、报废。但是从气瓶失效所造成的后果看，即从安全的角度看，爆破压力具有更重要的意义。

四 凸形封头

无缝气瓶的封头，管制气瓶的收底部分基本为凸形封头。这种封头的壁厚一般较筒体为厚，强度一般是富裕的。GB 5842《液化石油气钢瓶》考虑品种和受力状态，统一规定采用椭圆形封头；GB 5100标准中规定封头形状应为椭圆形、碟形或半球形

（一）球形封头

球形封头的优点是在同样体积下，它的表面积最小，在同样直径与壁厚和在同样压力作用下球形封头的应力最小。但是球形封头（实为半球）深度大，制造困难。

（二）椭圆形封头

椭圆形封头是由半个椭球壳和高度为H的圆筒两部分组成。由于椭圆部分的曲率是连续变化的，所以，它的应力分布比较均匀，受力情况较好，加之椭圆形封头的深度较球形封头为浅，制造比较方便，所以在气瓶、压力容器、或石油化工设备中用得很多。为了保证椭圆形封头的形状准确，椭圆形封头均采用模压成型。标准椭圆形封头的长短轴之比2：1；常见椭圆形封头的 长短轴之比为 (2.5～1.66)：1。

椭圆封头的直边高度h，在S02小于或等于8mm时，h应大于或等于25mm，如S02大于8mm时，h应等于或大于40mm。

（三）碟形封头

其封头最小壁厚计算公式以及直边高度h与椭圆封头相同，但封头开头系数k按Hi/Di比值查取。

5 液化石油气钢瓶瓶体的设计计算

以YSP-35.5液化石油气钢瓶为例，按照GB5842-2006《液化石油气钢瓶》标准进行设计计算，主体材料选用HP295。

5.1 瓶体设计壁厚 So

（3）瓶体名义厚度 S

考虑钢板厚度的负偏差和拉伸时工艺减薄量，初选钢板厚度为3.0mm 。

钢板厚度负偏差：0.21 mm

工艺减薄量：3.0×10% = 0.3 mm

S = 2.48+0.21+0.3 = 2.99 mm

∴ 选取瓶体板材名义壁厚 S = 3.0 mm

（4）瓶体刚度校核

5.2 钢瓶设计有效容积 V

V = 35.53L > 35.5L （计算过程省略）

符合GB5842-2006要求

5.3 钢瓶允许最大充装量W 计算

W = FV = 0.42×35.5 = 14.91 kg

实际选取允许的最大充装量 W = 14.9 kg

5.4 钢瓶安全容积校核

为避免瓶内液化石油气体因受热膨胀而导致发生事故，钢瓶最大充装量的确定应在60℃环境温度下瓶内所充装的液化石油气不会为液相所充满，应仍保留3%以上的气相空间。

按GB11174规定（37.8℃蒸气压

d = 0.947 d丙烷 + 0.053 d丁烷 = 0.947×0.4329 + 0.053×0.505 = 0.4367 kg/L

式中：d丙烷 —— 丙烷在60℃时饱和液体密度

d丁烷 —— 丁烷在60℃时饱和液体密度

V14.9 = V/d = 14.9÷0.4367 = 34.12 L

即在60℃时，充装14.9 kg液化石油气的钢瓶内尚有气相空间 VG 为：

∴ 选取最大充装量W = 14.9 kg，充装符合GB11174规定的液化石油气在GB5842-2006规定的环境温度下使用，钢瓶是安全的。

5.5 水压爆破试验压力计算

钢瓶热处理后，从每批(1002只)中抽取一只进行水压爆破试验，YSP35.5钢瓶水压试验压力按下式计算：

5.6 附件材料的选择

护罩、底座： Q235ak Q195普碳钢

瓶阀座：20号优质碳素钢

瓶阀：液化石油气瓶阀（GB7512）

5.7 护罩设计

护罩的作用一是保护瓶阀，二是便于钢瓶的提携，YSP35.5钢瓶护罩外径Φ190mm，高150mm，厚度3mm，材料采用Q235或 Q195普碳钢，用模具冷冲压成形，上圈为半圆弧卷边，以增强刚性，挽手为半圆弧形，便于提携，装配时护罩焊接在上封头上，不可拆卸。

5.8 底座设计

底座焊接在下封头底部，以保持钢瓶直立平稳。YSP35.5钢瓶底座外径Φ240mm，高48mm，厚度3mm，材料采用Q235KＱ195普碳钢，用模具冷冲压成形，下圈为半圆弧卷边，以增强刚性，下圈底部钻有小孔，在使用中以排出冷凝水。

5.9 瓶阀座设计

瓶阀座为下托式焊接结构，采用外部单面气体保护焊接方式，材料为20号优质碳素钢，具有良好的可焊性。YSP3.5.5钢瓶的瓶阀座螺纹为PZ27.8，应符合GB8335《气瓶专用螺纹》的要求，圆锥度为3：25。

5.10 瓶阀的要求

在国内通用的钢瓶，通常采用GB7512标准规定的角式液化石油气瓶阀，阀体及主要零部采用HPb59-1棒材，YSP35.5型钢瓶采用瓶阀的进气螺纹为PZ27.8，圆锥度为3：25。

附录 关于液化石油气钢瓶抽真空问题

液化石油气钢瓶制造完成后是否要进行抽真空？

历次GB 5842《液化石油气钢瓶》标准均未对钢瓶完成后进行抽真空作出规定。这是因为，如果新钢瓶在制造完工后进行抽真空，瓶外的大气压大于瓶内压力，钢瓶在搬运和运输过程中受到外力的撞击作用，瓶体有可能被撞瘪，导致钢瓶瓶体的失稳，所以,液化石油气钢瓶在制造完工后不宜抽真空。GB5842-2006标准中的公式（3）是钢瓶瓶体在不受外力情况下稳定性校核公式。

GB 17267-1998《液化石油气充装站安全技术条件》标准规定：液化石油气充装站对“首次充装的新钢瓶，未经抽真空的严禁充装”；液化石油气充装站“应保证新瓶抽至83.0kPa真空度以上。” 根据GB 17267-1998标准的规定，新钢瓶的抽真空应由液化石油气充装站在首次充装前完成。

为何新瓶在首次充装前要抽真空?

新生产的液化石油气钢瓶经气密试验放气后，瓶内充满着空气，如果直接充进液化石油气，两者混合会形成爆炸性气体。由于充进液化石油气时流速很大，可能会产生静电，若接地不良，很可能会产生静电火花放电，就可能会引起钢瓶内混合气体燃烧而产生强烈的化学爆炸。为了防止这种恶性事故的发生，钢瓶在充入液化石油气之前应进行置换，常用的置换方法有抽真空置换和充水置换。

关于液化石油气钢瓶真空度计算：

据有关资料介绍，当容器内气体中氧气的体积含量低于4%时，通入易燃气体后不会混合成爆炸气体。

已知：空气中氧气的体积含量为21%，标准大气压为0.101325MPa;

设钢瓶内气体中氧气的体积含量为3.8%，求瓶内的真空度。

解：设瓶内真空度为X：

所以, 新瓶在首次充装前真空度应抽至83.0kPa以上。

气体真空度是以大气压为基准，瓶内气压低于大气压时为“真空”，所以真空度不是负值。

充水置换方法（略）。