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(天津市特种设备监督检验技术研究院，天津 300112)

汽车罐车是运输液化石油气、液化天然气及液氨等介质的重要工具，汽车罐车内充装的介质大都是易燃、易爆、有毒、有害的化学危险品，一旦发生泄漏必须立即采取措施防止事故扩大和蔓延，为此汽车罐车上均配置了紧急切断装置。按照预定的设计目标，紧急切断装置可以实现远程控制，控制方式有机械、气压或液压等，在发现介质泄漏时可以快速闭止，或在发生火灾或者介质的流量超过额定值时自动闭止。而实际上，紧急切断装置的功能在使用一段时间后会逐渐变差，成为汽车罐车安全运行中的隐患。

文中对汽车罐车定期检验中发现的一些常见紧急切断装置问题，结合相关技术标准的规定和实施情况进行探讨。

1 常见汽车罐车紧急切断阀配置要求及安装类型

1.1 紧急切断阀配置要求

汽车罐车属于移动式压力容器。按照TSG R0005—2011《移动式压力容器安全技术监察规程》[1]的要求 ，充装易燃、易爆及毒性程度为中度危害以上(含中度危害)类介质的移动式压力容器，均应配置紧急切断装置。汽车罐车的紧急切断装置主要由紧急切断阀、远程控制系统、过流控制阀及易熔合金塞组成。

1.2 紧急切断阀安装类型

液化气体汽车罐车和冷冻液化气体汽车罐车是最常见的2类汽车罐车。液化气体汽车罐车常见紧急切断阀结构形式见图1，这种结构与液化气体汽车罐车的单层结构相适应，以法兰连接形式安装在罐车的筒体上。

图1 液化气体汽车罐车用紧急切断阀结构形式

冷冻液化气体汽车罐车常见紧急切断阀结构形式见图2，这种结构与冷冻液化气体汽车罐车的夹套型结构相适应，采用焊接形式安装在罐车的管路系统中。

图2 冷冻液化气体汽车罐车用紧急切断阀结构形式

2 汽车罐车定期检验常见紧急切断装置问题

汽车罐车定期检验中常见的紧急切断装置问题主要包括密封面损坏、拉绳故障、远程控制系统不稳定及手轮操作错误。

2.1 液化气体汽车罐车

某公司33台液化气体汽车罐车充装介质为液化石油气，2019年在天津市特种设备监督检验技术研究院接受定期检验。检验中发现，所有汽车罐车上的紧急切断阀均有损坏，损坏集中在密封面上，密封面受损的过流阀瓣见图3，密封面受损的先导式阀杆见图4。另外，检查时还发现紧急切断阀远程控制系统的拉绳故障率较高，存在腐蚀、生锈甚至断裂的情况。

图3 受损的过流阀瓣处密封面

图4 受损的先导式阀杆密封面

紧急切断阀内部附着有液化石油气残渣，阀杆外表面腐蚀严重，罐内存在大量残渣，外观与阀体内部附着残渣相同。根据经验断定，紧急切断阀损坏是大量介质残渣冲蚀、腐蚀造成。

2.2 冷冻液化气体汽车罐车

为保证冷冻液化气体汽车罐车用紧急切断阀密封良好，阀瓣上镶有非金属密封圈，通过压板及全金属自锁螺母紧固[2]。但在检验充装液化天然气的冷冻液化气体汽车罐车时，发现部分罐车紧急切断阀的密封性能不好，拆解后进一步确定是非金属密封面损坏。冷冻液化气体汽车罐车用紧急切断装置的远程控制系统通常采用气动形式，在检验时发现经常出现气源气压不稳、管路气密性不好等情况导致紧急切断阀无法动作，部分罐车的紧急切断阀在进行切断试验时有卡阻现象。另外由于紧急切断阀顶部设置有手轮，设计意图是在紧急情况下使用手轮打开紧急切断阀，但操作人员经常将紧急切断阀手轮打开，导致紧急切断阀形同虚设。

3 汽车罐车紧急切断装置检出故障分析

3.1 制造

根据GB/T 22653—2008《液化气体设备用紧急切断阀》[3]，过流阀的阀瓣可选用碳素钢锻件制造，也可选用不锈钢锻件制造。先导式阀杆应选用不锈钢制造，其表面应经热处理，也可用碳素钢制造。其表面应镀镍磷合金，硬度不低于874 HV。出厂进行气密性试验时，应检查先导式阀杆密封面和过流阀密封面是否有渗漏[3]，这说明制造中对先导式阀杆和过流阀瓣已有重点关注。

3.2 试验

根据GB/T 24918—2010《低温介质用紧急切断阀》[4]，紧急切断阀在空载下启闭2 000次后应能够达到性能要求。这条规定可以解读为，紧急切断阀连续反复进行启闭操作试验的条件和性能要求仅涉及在空载条件下，性能要求包括操作性能、密封性能、壳体强度、紧急切断时间、耐振动、超温关闭、自然闭止、防静电等，其中操作性能具体要求为动作灵活、无卡阻、无爬行现象。

3.3 使用

汽车罐车实际检验中发现，紧急切断阀出现各种问题通常发生在汽车罐车投用1 a或数年之后，这是因为标准规定中的空载条件与液化气体汽车罐车的实际工况相差较大，实际工况下紧急切断阀内部有介质甚至夹杂物，比空载运行条件差很多，所以紧急切断阀的实际使用寿命会比试验使用寿命短。

3.4 监管

TSG R0005—2011第9.5条规定，充装易燃、易爆介质以及毒性程度为中度危害以上(含中度危害)类介质的移动式压力容器，其罐体的液相管、气相管接口位置应当分别装设一套紧急切断装置，紧急切断装置应当动作灵活、性能可靠、便于检修，紧急切断阀阀体不得采用铸铁或者非金属材料制造；紧急切断阀与罐体液相管、气相管的接口，应当采用螺纹、焊接或者法兰的连接形式；一般液化气体汽车罐车均设置有紧急切断阀，采用法兰连接形式与筒体相连。此规定在执行过程中存在多方面问题。

3.4.1标准规定冲突

目前对充装液氧、液氮、液氩的冷冻液化气体汽车罐车未强制要求设置紧急切断阀，仅要求充装液化天然气的冷冻液化气体汽车罐车全部设置紧急切断阀。设置的紧急气动阀采用焊接形式布置在管路中，造成冷冻液化气体运输半挂车用紧急切断阀无法拆卸，因此无法完整地检验紧急切断阀的性能，这与TSG R7001—2013《压力容器定期检验规则》[5]要求对紧急切断装置进行解体检验的规定相冲突。

3.4.2标准规定落实难

(1)性能试验方面 国内大部分检验机构仅通过外观检查和解体检查对紧急切断阀进行检验，无法进行性能试验[6]。为了解决检验标准要求与检验实践的矛盾，部分检验机构和研究机构自行研制了紧急切断阀校验设备。广东省特检院研制的校验设备可以对紧急切断阀过流性能进行校验[7]，福州大学研制的基于 RS485 总线分布式紧急切断阀新型校验系统能够完成紧急切断阀的切断时间和过流切断性能的校验[8]，天津特检院的紧急切断阀校验系统可以对阀门密封性能、耐压性能、切断时间和过流性能进行校验[9-10]。这些校验设备可以完成规程要求的性能校验，但是由各家机构自行研制，无相应的国家验收标准。根据TSG Z7001—2004《特种设备检验检测机构核准规则》[11]，开展汽车罐车定期检验需要具备紧急切断阀校验装置，但在无国家验收标准的情况下，如何保证校验装置的检验质量值得探讨。

(2)结构改进方面 为防止在发生碰撞、火灾等事故时紧急切断阀受损，保证罐内介质不发生泄漏，TSG R0005—2011规定，紧急切断阀及其安装基座应当得到保护，以防被外力损坏；紧急切断装置应当具有能够提供独立的开启或者闭止切断阀瓣的动力源装置(手动、液压或者气动)，其阀门和罐体之间的密封部件必须置于罐体内部或者距离罐体焊接法兰(凸缘)外表面的25 mm处，碰撞受损的紧急切断阀不能影响阀体内部的密封性。GB/T 19905—2017《液化气体汽车罐车》[12]和NB/T 47058—2017《冷冻液化气体汽车罐车》[13]均规定罐体的装卸口处的紧急切断阀在非装卸状态时应处于闭合状态，在罐车发生意外移动或发生火灾时应自动关闭，且能通过远程控制系统进行关闭。紧急切断阀操纵装置的设计应能防止任何由于冲击或其他疏忽而引起的意外开启，在操纵装置一旦损坏的情况下，紧急切断阀应能继续有效。缪克在[14]指出对于液化气体运输半挂车，可以将紧急切断阀设计为剪切槽结构。但是对于冷冻液化气体汽车罐车用紧急切断阀未见相关研究报道。

(3)指导性细节待补充 在GB/T 22653—2008和GB/T 24918—2010中，对紧急切断阀技术性能要求、材料使用、试验和检验方法、要求作出了明确的规定，但没有给出检查、维护、保养的指导性细则。

4 汽车罐车紧急切断装置维护改进建议

在开展检验机构定期检验和使用单位例行检查时，应对紧急切断阀所有拉绳运动部位进行清污和润滑，以保证其灵活无阻滞现象。如果远程控制系统是液压式，应定期更换新油，以确保油缸活塞进出顺畅。密封垫片应根据充装介质、工作压力和工作温度进行选用。聚四氟乙烯具有优异的耐温性能、高度的化学稳定性、良好的不燃性和自润滑性[15]，普通聚四氟乙烯适用于公称压力0.25～1.6 MPa，使用温度-50～100 ℃的工况，其硬度较低、冷流性大、刚性尺寸稳定性差，在生产中常采用填料的方法对其进行改性，改善其综合力学性能[16]。对于冷冻液化气体运输半挂车汽车罐车，应当选用膨胀或者填充改性型聚四氟乙烯材料。

5 结语

针对汽车罐车用紧急切断阀使用过程中出现的问题，提出以下建议：①国家相关部门应尽快制定冷冻液化气体汽车罐车用紧急切断阀检验技术标准和维护保养指导意见。②检验机构应当配置满足要求的紧急切断阀校验装置，并严格按照规程要求进行检验。③使用单位应当加强对紧急切断装置的日常维护保养及操作人员的培训，及时更换拉绳、密封垫片等部件，保证紧急切断阀功能正常使用。