關(guān)于金屬渦街流量計(jì)出廠檢驗(yàn)問(wèn)題討論解析

上海自動(dòng)化儀表有限公司常壓罐車(chē)出廠檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件中汽油飽和蒸氣壓錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤數(shù)據(jù)源于標(biāo)準(zhǔn) GB 18564.1-2006 實(shí)施指南的取值。通過(guò)對(duì)比計(jì)算，發(fā)現(xiàn)飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)錯(cuò)誤對(duì)一般車(chē)型壁厚影響不大，但對(duì)罐車(chē)出廠檢驗(yàn)時(shí)氣密性壓力、水壓試驗(yàn)壓力及軟管試驗(yàn)壓力影響較大，建議各罐車(chē)制造廠及時(shí)改正，避免由此帶來(lái)安全隱患。

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。

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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）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 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：

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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#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#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#大，則其等效壓力P 2 為：

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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)#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)#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)#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

（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）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)，上海自動(dòng)化儀表有限公司確保渦街流量計(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。