质量监管
汽车电子杂志
2021年1月（下）/ 总第277期
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引 言
LNG 汽车是以低温液态天然气为燃料的新型汽车，由于LNG 本身能量密度大的特性，LNG 汽车相较于传统的燃油汽车具有更长的续驶里程，并且其经济效益也更加突出，因此到得了迅速普及。但在LNG 汽车使用过程中，人们对车载LNG 气瓶的运行安全也更加关注，安全阀就是保证LNG 气瓶安全运行的重要设施，因此对于车载LNG 气瓶失效成因的分析，对于LNG 汽车产业发展有着重要意义。
1　车载LNG 气瓶安全阀结构及运行原理
安全阀是LNG 汽车阀类之一，是一种自动性质的泄压装置，对于LNG 汽车的安全运行有着重要意义。在实际运行过程中，一旦LNG 汽车车载LNG 气瓶内压力超标时，安全阀就会自动开启，将LNG 气瓶内气体排出，以保证其运行。LNG 汽车常见气瓶安全阀主要包含弹簧式和杠杆式两种，而应用较为广泛的就是弹簧式结构的安全阀。
一般情况下，LNG 汽车气瓶的安全阀主要由七个部分构成，即阀体、活门组件、承托环、阀座、弹簧结构、调节螺母以及钢球[1]。而安全阀的运行原理与其结构有着密切关联。LNG 汽车气瓶安全阀的阀体和活门组件是密封面，弹簧结构则是其运行的载体，在实际运行中，安全阀的弹簧会通过其压缩力，对LNG 气瓶内的天然气气体施加压力作用在阀瓣上，当其压力超过了弹簧的弹力界限时，活门组件就会运行，密封块就会作用在阀座结构上，使安全阀处于关闭情况。而在对安全阀的设置与调节过程中，由于弹簧结构的压缩量发生变化，就能实现对弹簧和活门组件密封力范围的调控，以实现对安全阀调开启压力的控制与调节。一般情况下，LNG 汽车的气瓶安全阀包含两级安全阀，一主一副，通过不同的压力设定，来充分保证安全阀运行的稳定性和可靠性。
2　车载LNG 气瓶安全阀保养要点
在LNG 汽车的运行中，安全阀作为车载LNG 气瓶安全运行的重要保障，一旦安全阀失效问题发生，就会给驾驶人员带来严重的安全威胁。因此，在LNG 汽车的使用中，就需要注重对气瓶安全阀的保养，以保证LNG 汽车的使用安全[2]。安全阀作为一种限压、泄压的安全保护附件装置，对于LNG 汽车的安全保障有着重要意义。根据车载LNG 气瓶的特性，气瓶内LNG 的日蒸发率一般在2.0%，以450L 规格的气瓶为例，在安全阀关闭的状态下，450L 满液的气瓶每天会有9L LNG 转化为5400L 气态天然气，使气瓶压力骤升，当气瓶内压力达到预设指数时，安全阀就会打开，而当LNG 汽车长时间停放时，就会导致安全阀频繁跳动，使安全阀的弹簧结构出现应力疲劳，增加LNG 气瓶泄漏的风险。因此，
在LNG 汽车的使用过程中，也需要注重车载LNG 气瓶安全阀保养工作的开展，以降低其失效问题的发生概率。一般情况下，车载LNG 气瓶安全阀保养要点包含以下四个方面：
第一，在LNG 汽车长时间停放时，不能满瓶停放，要保证停放时LNG 气瓶内的LNG 液量不超过气瓶总容积的三分之一；第二，在LNG 汽车长时间停放并不使用气瓶时，需要将气瓶的内压力泄放为0 MPa；第三，在安全阀出现泄放情况，但不马上使用车辆时，也要将LNG 气瓶内的压力泄放数值调整为0 MPa；第四，当车载LNG 气瓶安全阀出现泄放情况时，气瓶的低温天然气会导致安全阀阀门出现积冰情况，要第一时间进行处理，以避免积冰问题对安全阀的弹簧结构产生影响，使弹簧结构能够回座，以延长LNG 气瓶安全阀的使用寿命。
昌河q353　车载LNG 气瓶安全阀失效的成因分析
在LNG 汽车的使用中，车载LNG 气瓶安全阀失效的情况时有发生，增加了LNG 汽车的运行安全风险，得
车载LNG气瓶安全阀失效成因及对策分析
■■马■卓
（青海朗第特种设备检验有限公司）
摘　要：随着我国汽车产业的逐渐发展，为响应国家节能减排号召，LNG汽车数量逐渐提升，相较于柴油或汽油汽车，具
有更高的经济效益。但随着国民安全意识的提升，对LNG汽车的安全思考愈加深入，加强对车载LNG气瓶安全阀失效成因的研究，已经成为推动我国天然气汽车产业发展的必然途径。本文对车载LNG气瓶安全阀结构和运行原理展开分析，提出车载LNG气瓶安全阀保养要点，并对其失效成因加以分析，在此基础上研究其解决对策。
关键词：LNG汽车；车载LNG气瓶；安全阀；失效成因
福克斯 节气门马卓：车载LNG气瓶安全阀失效成因及对策分析
到了汽车消费者的高度关注。因此，对于车载LNG气瓶安全阀失效成因的分析，对于LNG汽车产业的发展以及LNG汽车的普及有着重要意义。现阶段车载LNG气瓶安全阀失效的成因主要包含以下几个方面：
第一，密封故障导致的安全阀失效。LNG汽车车载LNG气瓶的安全阀是低温软密封的安全结构，而低温软密封失效也包含了密封副失效和垫片密封失效两种，在LNG 汽车的车载LNG气瓶安全阀失效中，较为常见的就是密封副失效。而造成安全阀密封副失效的主要原因就是由于密封材料在长时间运行中，
其自身的脆性转变以及膨胀系数影响，或者由于杂质入侵导致密封面受损等原因，进而造成安全阀密封副失效，导致安全阀泄漏，车载LNG气瓶出现持续喷液的情况。而一般情况下，安全阀密封副失效与密封材料选择、密封结构之间具有之间关联。
第二，阀座泄漏导致的安全阀失效。阀座是车载LNG 气瓶安全阀的主要结构组成部分，而阀座泄漏就是LNG 气瓶在工作压力作用下，导致安全阀的活门组件与阀座密封出现超出允许程度的渗漏。而在LNG汽车的运行中，一旦LNG气瓶出现阀座泄漏的情况，就会导致天然气进入安全阀的二级压力区，对安全阀的导向套和弹簧产生破坏影响，严重威胁车载LNG气瓶安全阀的运行安全。
烟台长途汽车站电话第三，安全阀起跳不回弹导致的安全阀失效。安全阀起跳不回弹也是造成安全阀失效的常见原因，而导致安全阀起跳不回弹的原因也包含了多个方面：其一，安全阀回座导向被破坏；其二，LNG气瓶内存在气液混合的情况，或者LNG气瓶内部含有水珠或杂质；其三，受LNG气瓶低温液态天然气影响，安全阀弹簧结构弹性模量变大[3]。而较为常见的原因就是由于LNG气瓶内的天然气不洁净，安全阀在压力排放时，有杂质通过密封面排出，并残留在密封面上，导致密封面密封不严，使LNG气瓶出现气体持续喷射的情况。同时，安全阀运行中，杂质也会进入到弹簧结构，导致弹簧无法正常回位，使安全阀失效。
第四，安全阀变形或损坏。在车载LNG气瓶安全阀失效问题中，安全阀装配时由于装配失误的原因，
就容易导致安全阀变形的情况发生，最终导致安全阀失效。同时，安全阀安装质量不达标，也容易导致零件的同轴度被破坏，引起安全阀泄漏的情况发生，甚至容易在颠簸行驶中，导致安全阀发生断裂损坏，严重威胁行车安全[4]。
4　车载LNG气瓶安全阀失效的处理对策
随着LNG汽车的逐渐普及，就需要高度重视对车载LNG气瓶安全阀失效问题的处理，以全面保证车载LNG 气瓶安全阀运行的稳定性和可靠性，保证LNG汽车的使用安全。针对上文中提出的车载LNG气瓶安全阀失效的成因，就需要采用针对性的处理对策，以保证安全阀的安全运行，具体对策如下：
第一，密封副失效处理对策。车载LNG气瓶安全阀密封副失效是与LNG汽车低温工况下密封面的材料与阀体、活门组件、阀座等原件材料选择以及密封结构设计具有密切关系的，因此在安全阀密封副失效的处理中，就需要根据LNG气瓶安全阀运行的实际情况进行科学处理。LNG气瓶安全阀的作业温度在-150℃，一般的金属材料会受低温工况影响而发生冷脆现象，这就需要注重对安全阀阀体、活门组件以及阀座等结构金属材料的选择，应采用奥氏体不锈钢、铜或者铜合金等受低温冷脆影响较低的金属材料[5]。同时，密封副的非金属材料选择也需要考虑到这一情况，宜使用PTFE材料作为车载LNG气瓶安全阀密封副材料，PTFE材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性，通过对PTFE改性处理后的PCTFE或者PTFE+MoS2材料，能够满足车载LNG气瓶安全阀密封件的运行需求，提升安全阀运行的
稳定性和可靠性。而在对安全阀的密封机构进行优化处理时，则可以采用平面密封、锥面密封或者球面密封的形式，实现对安全阀低温软密封结构的改良，满足安全阀运行的实际需求。
中国汽车三包网第二，阀座泄漏处理对策。在阀座泄漏导致的安全阀失效问题处理时，如果杂质落在密封面导致阀座失效，就可以通过检验台对安全阀进行加压处理，通过安全阀的开启，将杂质排出。如果阀座的弹簧结构松弛而导致阀座无法归位，就可以进行弹簧结构的更换，如果由于调整问题导致阀座泄漏，就需要对安全阀的调节螺栓进行拧紧处理。
第三，针对安全阀起座不回跳问题导致的安全阀失效，就需要注重对密封面杂质的处理，可以通过对安全阀加压的方式，随着安全阀开启压力而将密封面上的杂质排出安全阀。如果由于低温运行导致弹簧的性模量增加，可以通过弹簧更换的方式进行处理。
第四，针对安全阀断裂事故，在安装安全阀以及其出、入口管时，必须做到入口和出口引出管妥善支撑并安装牢固，使扭曲荷载不会传递到阀体上而导致安全阀失效。此外，安全阀引出管应加装管夹等紧固件固定在LNG 气瓶保护圈上，避免震动导致断裂。
5　结 语
综上所述，车载LNG气瓶安全阀失效会影响行车安全，需要注重对车载LNG气瓶安全阀失效成因的分
tmc析，并采用针对性的解决对策，全面提升车载LNG气瓶安全阀运行的稳定性和可靠性，推动LNG汽车产业发展。
参考文献
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