危化品罐车防波板的安全质量保证

在检查中，大多数防波板存在整体脆断和严重变形的情况，图为整体脆断的防波板

严重变形的防波板

　　众所周知，危险化学品罐车是物流行业危险性最大的长途运输设备之一，它承担着大量承压、有毒、易燃、易爆或有腐蚀的危险化工产品液体的运输任务。随着科技的不断进步，其设计、制造和使用管理水平已经有了较大的提高。然而，笔者检验工作中发现，在高原地区罐车防波板的安全质量仍存在不少问题，现根据国家相关现行法规标准和罐车设计理论并结合检验工作实践，研究分析危险化学品罐车防波板安全质量问题的现状和原因，同时提出改进的方法和建议供参考。

防波板的作用及结构特点

　　根据移动式罐车的运行理论，它在行驶过程中由于紧急制动、道路颠簸和弯道爬坡，尤其是高原地区在惯性力的作用下，罐车内液体将对罐壁产生附加冲击载荷使得罐壁产生总体一次薄膜应力，它将与压力载荷、重力载荷、装卸载荷、震动载荷产生的应力叠加严重影响罐体的强度、刚度和稳定性。防波板是一个比较重要的安全部件，它的安全防护作用是能减缓容器内危险液体的波动，改善汽车行驶的平稳性，安全防护的工作原理是在罐体中均匀布置几块金属隔板，用于防止液体危险货物在罐体内部由于车体的剧烈波动造成对设备的损伤。在防波板的设计中，防波段的大小与罐体直径、防波板的具体结构、材料、厚度、罐体所装介质的黏度、密度等有关。根据《液化气体汽车罐车安全监察规程》和GB18564.1-2006《道路运输液体危险货物罐式车辆第1部分：金属常压罐体技术要求》标准以及有关设计文件的规定，罐内应设置防波板，每个防波板的有效面积应大于罐体横断面积的40%，防波板的安装位置，应使上部弓形面积小于罐体横断面积的20%。防波板与罐体的联接采用牢固的结构，防止产生裂纹和脱落。每个防波板段容积一般不大于3m3。另外防波板设置要求还要按照ADR《国际危险货物公路运输的欧洲协议》规范规定，当作为加强件时按照ADR规范的要求等同于封头、隔仓板，非加强件防波板要求按照相关国家技术标准的规定执行。

整体防波板

水平分块防波板

　　目前，国内常见的防波板结构有整体式、水平分块式、垂直分块式和交叉分块式等，一般情况下危险化学品常压罐车采用整体式较多。从防波板与罐体连结结构特点可分为螺栓连结和焊接连结两大类。螺栓连结结构是用角钢和罐体焊接并用螺栓将防波板与角钢相连。通常螺栓连结采取的防松措施是双螺母自锁，同时将螺栓点焊并将防松螺栓加开口销等。焊接连结结构则是用角钢或扁钢加强筋与罐体焊接然后将防波板与角钢焊接，也有的是将防波板直接与罐体焊接。

高原地区防波板质量问题现状

　　云贵高原地区地势险要，多数是盘山公路，弯多坡陡，这就对罐车防波板的安全质量提出了更高的要求，笔者在多年的检验工作实践中发现，罐车罐内防波板因选材不当或与罐体连结构设计不合理以及制造质量问题，造成防波板开裂甚至完全脱落，严重影响了罐车的安全和正常使用，云贵高原地区海拔均在2000m以上，危险液体化工产品的运输穿插在崇山峻岭之中，使得危险化学品罐车的运行工况比起平原地区较为复杂，道路颠簸弯多坡陡造成罐车防波板开裂甚至脱落，从而失去了它减缓容器内液体波动的安全防护作用，断裂的部件在罐体内和易燃易爆危险液体货物一起与金属罐壁磨擦将会产生静电火花引起爆炸，同时也会造成罐壁局部磨损导致钢板厚度减薄，最终导致通洞泄漏和罐体整体变形。

　　根据国家安全生产监督管理总局、国家质量监督检验检疫总局、公安部和交通部的有关文件要求，各地方质量监督检验机构对危险化学品汽车常压罐车实行每年一次的定期质量检验，对于承压罐车还要求每5年进行一次全面的技术检验鉴定。据我院的检验工作统计，2010年1500台罐车中防波板质量问题占送检问题总数的 18.6%，主要表现在大多数防波板存在整体脆断和严重变形现象，由于实行了罐车年度检验制度，能够及时开罐检验发现防波板存在的质量问题，并修复消除了安全隐患，目前尚未发现因为防波板质量问题引发的重大人身伤亡事故。

安全质量问题的原因分析

　　罐车防波板安全质量问题主要包括：一是选材不当，罐车运行仅一年，有的防波板就已开裂成为碎片，散落在罐体底部。经检验鉴定制造商采用的是冷轧钢板制作，其他没有脆断的防波板上多数存在贯穿性裂纹。选用的材料强度低、韧性和焊接性能差而造成防波板自身开裂和连接焊缝开裂等现象。二是加工和装配质量差，表现在钢板下料、开孔(包括螺栓连接孔)采用氧切割或电焊条直接开孔且不清除毛刺，由于开孔太大且不规则导致整个螺栓孔穿过，或使垫片被拉变形而使整块防波板脱落。三是焊接质量差，主要是焊缝成型质量差又不按设计要求进行满焊，而是采用间断焊或点焊，特别是在转角处不连续焊，造成裂纹产生。由于防波板直接与罐体焊接，且与罐体接触面少(点接触)、焊缝连接强度不够，而导致整块防波板脱落。四是结构不合理，笔者在检验中发现：采用垂直分块式结构的局部变形要比水平分块式和交叉分块式的大得多，从罐车运行载荷受力分析垂直分块式结构承受能力较差，加之不考虑特别加强固定和高原道路因素，就很容易造成防波板从中间大幅度变形甚至裂断。在检验中还发现螺栓连结结构采用长圆孔比圆孔的防波板变形要小甚至没有变形，这就使得防波板与罐体的连接存在一定的活动余量延缓了冲击变形。

防波板质量的改进方法和建议

　　通过以上分析，我们可以看到危险化学品罐车的防波板安全质量问题在高原地区较为突出，由于地理原因和产品质量问题将对危险化学品罐车的安全使用带来较大的影响，笔者结合检验工作实践，提出一些防波板安全质量改进的方法和建议。

　　首先是合理选用材料。选择综合性能和焊接性能良好的材料作为防波板，尤其是韧性要高，杜绝使用脆性冷轧钢板，应尽量采用压力容器专用钢板。具体可选用Q235A、Q235B等，由于防波板在罐体内起着减缓容器内液体波动的作用，它必然受到流体的猛烈冲击，选用韧性好的罐体材料可以防止脆性裂断和局部变形，对于保证防波板的安全防护作用是非常重要的。

　　其次是改进结构设计。高原地区不要采用垂直分块式结构，由于路况原因液体危险货物的冲击能量比较平原要大得多，所以要求在防波板的结构设计上应强调整体强度和刚度的可靠性，检验工作实践证明采用整体式、水平分块式和交叉分块式结构对于防止防波板拉裂和变形效果显著，另外对防波板结构突变处要用圆弧过渡，减少应力集中，如采用板与罐体连接的部分做折边处理再进行焊接，将大大改善防波板的可靠性，同时改进螺栓孔结构为长园孔，可以缓解应力集中防止防波板变形过大。

　　第三是提高制造质量。建议对于防波板与罐体的焊接采用满焊并保证焊缝成型质量，制造中严格执行JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》和JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》的有关要求，焊接头表面不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣和飞溅物等缺陷。就制造而言，应当严格按照压力容器非承压件的相关技术标准要求进行制作，对于采用螺栓连结结构的要提高与罐体连结螺栓的抗拉强度，防止螺栓滑牙和垫片被拉变形，螺栓连接应采取防松措施。总之采取上述措施就是为了防止罐车防波板的严重变形和脱落造成重大安全隐患。

　　尽管危险化学品罐车防波板只是罐车上的一个部件，但是它的安全防护作用是很重要的，尤其在高原地区路况复杂，对于安全要求更高的情况下，一旦因为其设计制造质量问题引起严重变形和脱落，将危及整个罐车的安全运行。除了在生产环节严格执行《液化气体汽车罐车安全监察规程》和GB18564.1-2006《道路运输液体危险货物罐式车辆第1部分：金属常压罐体技术要求》等有关的技术法规和标准外，在设计结构上应结合高原地区的特点，在质量上提高和改进，同时罐车业主和第三方质量检验机构，应及时向制造商反馈罐车在运行和检验中存在的质量问题，以促进危险化学品罐车设计制造技术的健康发展。

　　编辑 韩 颖