隨著燃油成本的提高和人類環(huán)保意識的增強,車用壓縮天然氣(CNG)氣瓶在汽車上的應用日益廣泛。但同時,在充裝和使用過程中發(fā)生的氣瓶燃燒、爆炸等事故也屢屢發(fā)生,使車用CNG氣瓶的安全問題成為人們關注的焦點。2004年7月,一輛使用CNG的出租車在成都市二環(huán)路南四段魯能永豐充裝站內(nèi)爆炸,司機當場死亡,另一輛待充裝CNG的出租車的司機受傷。2006年4月,一輛奧拓車在重慶巴南區(qū)魚胡路口充裝站充裝CNG時,車用氣瓶突然爆炸,司機受重傷,附近的信息電纜線被炸斷。2007年8月,成都2輛燃氣公交車在CNG加氣站內(nèi)自燃,一名司機嚴重燒傷。2007年12月,哈爾濱連續(xù)發(fā)生2起使用CNG燃料的出租車爆炸事故。
從上述事故中總結(jié)經(jīng)驗教訓,加強車用氣瓶安全性能的研究,制定防止事故發(fā)生的對策和措施,是進一步推廣車用氣瓶、確保車用氣瓶安全性的重要課題。
危險因素
車用CNG氣瓶包括汽車用CNG鋼瓶、鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶、鋁質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶及塑料內(nèi)膽全復合材料氣瓶等多種類型。車用CNG氣瓶事故往往會造成車毀人亡的慘重后果,其安全性應引起高度重視。導致車用CNG氣瓶事故的原因,主要有以下幾個方面。
1.氣源質(zhì)量不合格
(1)硫含量超標
目前,大多數(shù)CNG氣源中都含有硫化氫等酸性物質(zhì),特別是四川、重慶等氣源質(zhì)量不佳的地方。硫化氫溶于水后,會造成鋼材的電化學腐蝕,產(chǎn)生氫鼓包現(xiàn)象。即使沒有水分,CNG中的硫化氫在高壓力作用下,也會對氣瓶造成腐蝕破壞。
在SY0092-98《汽車用壓縮天然氣加氣站設計規(guī)范》中,對CNG的硫化氫、水分等雜質(zhì)含量都有嚴格限定,但如果CNG生產(chǎn)工藝中脫硫、脫水裝置失效,或加氣站經(jīng)營者對硫化氫、水分指標把關不嚴,就可能導致CNG中硫化氫、水分含量超標。硫含量超標對于汽車用CNG鋼瓶、鋼內(nèi)膽車用CNG纏繞氣瓶的破壞作用尤為嚴重。
?。?)二氧化碳含量較高
如果CNG中二氧化碳和水分含量較高,會對鋼材或鋁材造成局部電化學腐蝕,這種安全隱患在汽車用CNG鋼瓶及鋼、鋁內(nèi)膽車用CNG纏繞氣瓶上比較突出。
2.外界環(huán)境影響
?。?)化學品侵蝕
車用CNG氣瓶在實際運行環(huán)境中,可能遭受酸雨等化學物質(zhì)的侵蝕。這些物質(zhì)會與氣瓶表面的材料發(fā)生化學反應,即會對有纏繞層的車用CNG氣瓶造成纏繞層纖維的斷裂、溶解、松動或者產(chǎn)生應力腐蝕裂紋等,對于鋼瓶則直接造成壁厚減薄、產(chǎn)生凹坑等后果。
?。?)大氣侵蝕
車用CNG纏繞氣瓶的纖維纏繞層如果長期暴露在陽光及大氣中,其外表面涂層的狀況會變化,可能導致纏繞纖維松動、斷裂,從而降低車用CNG氣瓶的強度,影響其安全性能。
(3)外力作用
車用CNG氣瓶在使用、搬運等過程中,由于操作不當或者汽車本身發(fā)生事故等影響,可能造成車用CNG氣瓶受到?jīng)_擊、碰撞、磨損、過熱等損傷,導致車用CNG鋼瓶表面受損,或造成車用CNG纏繞氣瓶表面纖維層松動、斷裂、樹脂破碎等后果,會降低車用CNG氣瓶的安全性能。