Правила и порядок освидетельствования баллонов.

Баллоны для КПГ подлежат периодическому переосвидетельствованию на испытательных пунктах по освиде­тельствованию баллонов для КПГ.

Разрешение на проведение работ по освидетельствованию баллонов высокого давления выдается испытательным пунктам местными органами Госгортехнадзора после проверки ими про­изводственных помещений, технических средств н наличия необходимой технической документации, обеспечивающих воз­можность правильного выполнения работ.

Освидетельствование автомобильных баллонов должно вклю­чать следующие последовательные этапы:

приемку баллонов на освидетельствование;

демонтаж баллонных переходников и вентилей;

мойку и дегазацию баллонов;

осмотр внутренней и наружной поверхностей газовых бал­лонов;

проверку масс и объемов газовых баллонов;

проведение гидравлических испытаний;

осушку баллонов;

монтаж баллонных переходников и вентилей;

проверку герметичности вентилей и опрессовку резьбовых сое­динений под давлением 20,0 МПа.

Приемка газовых баллонов осуществляется в соответствии с требованиями нормативно-технической документации. После приемки баллоны поступают на участок съема запорно-предохранительной арматуры.

Затем баллоны поступают на участок визуального осмотра. На этом участке проводят их наружный осмотр. Для внутреннего осмотра до­пускается применять электрическое освещение при напряжении сети не выше 12 В.

Газовые баллоны, в которых при осмотре выявлены трещи­ны, вмятины, раковины, риски глубиной более 10% номинальной толщины стенки, выщербления, износ резьбы горловины, а так­же баллоны, на которые отсутствуют паспортные данные, долж­ны быть забракованы.

После осмотра газовые баллоны поступают на участок конт­роля массы и объема. Массу баллона проверяют на весах, а объем по разности масс баллона наполненного водой и порож­него. При понижении массы баллона более чем на 7,5% от ука­занной в его паспорте или увеличении объема более чем на 1,5% баллон подлежит выбраковыванию.

7. Расчёт и проектирование баллонов для сжиженного нефтяного газа.

Газовые баллоны рассчитывают и изготовляют в полном соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Баллоны для хранения СНГ рассчитывают прежде всего на прочность. Нормы и методы расчета баллонов регламентированы ГОСТ 14249—89. На первом этапе расчет сосуда сводится к определению толщины стенки обечайки и днища.

Расчетное давление СНГ в баллоне может быть определено по формуле

р_б = р_раб + р_д ,

где р_раб — рабочее давление в МПа; р_л— давление СНГ при гидравлическом ударе в результате резкого торможения авто­мобиля;

р_д = 10N_иб4/(πD_вн),

где N_иб — сила инерции жидкости в баллоне, Н;

D_вн - внутренний диаметр газового баллона, см.

Для режима резкого торможения в расчетах можно принять максимальное ускорение (замедление)

a = 3g,

где g — ускорение свободного падения.

Масса СНГ, находящегося в газовом баллоне,

M = V_п ρ,

где V_п — полезный объем баллона с учетом степени его запол­не- ния, м³; р — плотность пропан-бутановых смесей, ρ = 550 кг/м³.

Расчеты показывают, что максимальное давление, создаю­щееся в результате гидравлического удара при резком торможе­нии автомобиля, р_д = 0,015 МПа, а при ускорении р_д= =0,0003 МПа.

Основные конструктивные данные баллона, необходимые для расчета, приведены на рис. 4.

Расчетное давление в газовом баллоне принимают равным 1,615 МПа, а максимально допустимое 4,6 МПа. Обечайка и днища должны быть изготовлены согласно техническим усло­виям из листовых сталей: стали 3св или низколегированных ста­лей, ГОСТ 5520—79. Сортамент листовой стали должен соот­ветствовать ГОСТ 19904—90 с учетом допускаемых отклоне­ний по толщине.

Рис. 4. Основные конструктивные данные газового баллона для СНГ:

1 и 6 — муфты расходных вентилей соответственно газообразной и жидкой фаз; 2 — переднее днище; 3 — обечайка; 4 — заднее днище; 5 —бобышка спускной пробки ; 7 —муфта наполнительного вентиля; 8 — фланец указателя уровня СНГ

Муфты, фланцы, привариваемые к газовым баллонам, должны изготавливаться из углеродистой стали (ГОСТ 1051—73). Расчет газового баллона для грузового автомобиля сводится к следующему.

Толщина стенки (в см) обечайки

где D_вн = 56,5 см для грузовых автомобилей семейства ЗИЛ и ГA3; φ — коэффициент прочности сварного шва при автоматической сварке в продольном направлении, учитывающий качество шва или наличие отверстий в обечайке (для линейного шва φ =0,85; для радиального шва φ =1); [σ]— допускаемое напряжение при температуре +40°С, для стали 3св [σ ]=131,4 МПа; С₁ — поправка расчетной толщины материала, учитывающая коррозию металла, С₁=0,01см; С₂ — поправка расчетной толщины материала, учитывающая допуск на технологию изготовления, С₂=0,05 см.

Допускаемое напряжение в стенке баллона определяют, исходя из условий обеспечения запаса прочности не менее 3,76:

где σ_в — временное сопротивление разрыву, МПа.

Из приведенных данных следует, что толщина стенки обечай­ки баллона для грузовых автомобилей

Принимают толщину стенки обечайки S_об = 0,5 см.

Толщина стенки днища

где R_к — радиус кривизны вершины днища; R_к = D_нар – наружному диаметру, см; (для грузовых автомобилей семейств ЗИЛ и ГАЗ R =57,5 см);

Принимают толщину днища S_дн = 0,5 см.

Обечайку и днище соединяют автоматической сваркой. Контроль качества сварки 100%. Переднее и заднее днища для снятия напряжения подвергают термообработке нагревом до 640... 670 °Сс последующим охлаждением баллона на воздухе.

7.1. Задание на расчёт баллонов.

7.1.1. Из предлагаемой ниже «Таблицы 1» следует взять один вариант баллона со следующими данными: наружный диаметр баллона, мм; длина баллона, мм; высота днища баллона, мм.

7.1.2. По заданным размерам и примеру на рис. 4 нарисовать эскиз баллона.

7.1.3. Рассчитать:

- толщину стенки обечайки и толщину днищ баллона по формулам, приведённым выше;

Таблица 1.

Наружный диаметр баллона, мм	Длина баллона, мм	Высота днища баллона, мм

- полный и полезный объём баллона. Полный объём равен:

V = V_обеч + 2V_дн , л ,

где V_обеч - объём обечайки (цилиндрической части) баллона, л;

V_дн - объём одного днища баллона, рассчитанный по формуле:

V_дн = π h² (R₁- 1/3 h) 10^{-3, л ,}

где h - высота днища баллона, см;

R₁ - радиус сферы днища, равный 0,5 D_нар, см.

Полезный объём баллона составляет 80% от полного объёма.

- массу баллона по формуле:

М = М_обеч + 2М_дн , кг ,

где М_обеч - масса обечайки баллона, кг, считается по формуле:

М_обеч = π D L S_об ρ 10^{-3, кг ,}

где D_нар - наружный диаметр баллона, см;

L – длина цилиндрической части баллона, см;

S_об - толщину стенки обечайки, см;

ρ = 7,85 – плотность стали, г/см³.

М_дн – масса одного днища, кг , считается по формуле:

М_дн = 2 π R h S_дн ρ 10^{-3, кг ,}

где R₁ - радиус сферы днища, равный 0,5 D_нар, см;

h - высота днища баллона, см;

S_дн - толщина днища, см;

ρ = 7,85 – плотность стали, г/см³.