[發明專利]LNG鐵路運輸罐箱沖擊試驗的模擬介質充填方法及裝置

有效

• 申請號: 201310625080.5
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103712763A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 洪玉;王紅霞;楚勤學;陳普;潘曉娥
• 申請（專利權）人: 石家莊安瑞科氣體機械有限公司
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

技術領域

??本發明涉及到易燃、易爆、或嚴重污染環境的液體在采用鐵路運輸時對專用罐箱結構安全性的一種檢測方法，以及相關檢測裝置的設計方案。該方法用來檢測專用罐箱的結構設計強度，具體涉及到鐵路罐車沖擊例行試驗，特別是以模擬介質充填下進行的沖擊試驗過程中的具體方法和裝置。

背景技術

近年來，隨著國民經濟的持續快速發展，社會對各類危險化學品的需求逐年擴大，危險品運輸過程中發生的事故數量也呈現出明顯上升的趨勢。然而眾所周知，危險化學品具有易燃、易爆、有毒和強腐蝕等特性，一旦出現運輸事故則是一種危害性極大的災害，給許多地方造成了巨大的生命和財產損失。

為防止危險品運輸過程中事故的發生，降低由于危險品運輸而造成的危害，相關部門機構對運輸系統、危險品儲存裝置、運輸狀態檢測系統都進行了嚴格的規定。鐵道部相關標準規定，鐵路運行中應用的封閉式車廂的需進行鐵路動態沖擊試驗。運輸LNG的專用罐箱當然不能例外。但是，LNG實行鐵路運輸尚屬新生事物，LNG屬于低密度、危險品，幾十噸的LNG進行沖擊試驗無疑是附帶很大的危險性。唯一的方法是采用模擬介質充填替代LNG從而安全進行沖擊試驗。

然而，以其他介質代替上述危險品，也存在一些困難。水或者液氮，作為安全、易得且廉價的液態物質，是理想的試驗介質，但由于密度問題，模擬試驗中難以實現與危險品介質的等重量等重心高度，罐箱或罐車的受力狀態必然發生改變，不能真實反應實際受力狀況，增加了沖擊試驗通過的難度，罐箱或罐車生產單位無法接受。以運輸LNG介質的罐箱或罐車為例，水的密度是LNG的2.4倍，液氮的密度是LNG的2倍，按等重量充裝進行試驗，無法滿足等重心高度的原則；按等容積充裝進行試驗，雖可滿足等重心高度的原則，但試驗時介質重量與運行時介質充裝質量又相差較大，罐箱或罐車的受力狀態必然發生改變，不能真實反應實際受力狀況，引起模擬失真，試驗數據不可信，對實際情況估計不準確，由此造成的危險性難以估計。

因此選用安全、理想的介質，采用合適的介質充填方法及裝置，保證沖擊試驗模擬的真實性、安全性，對危險化學品運輸風險的估計、事故預警和應急救援決策具有重要作用，是危險品運輸領域的研究重點。

發明內容

本發明要設計一種模擬介質組合形式、以及將其充填入專用罐箱中的步驟，使充填好的模擬介質與實際參加測試的LNG重量、體積、重心高度關鍵參數基本再現例行沖擊試驗的客觀環境條件。

本發明為實現真實、安全的模擬危險品運輸沖擊試驗所采用的技術方案是，LNG鐵路運輸罐箱沖擊試驗的模擬介質充填方法，所述方法包括以下步驟：

1）確定參加檢測加入的LNG的重量，測定它的比重和計算它的體積；

2）在被檢測罐箱內充入額定LNG，測定充入后液面高度和確定罐箱內液體重心高度H，并在罐內做出液面高度標志線；

3）選取安全液體和輕質固態物形成的混合模擬充填物充入被測罐箱中：

3.1在罐箱底部均勻設置并借助索具固定比重不大于25kg/立方米、吸水率在2.5-3.5kg/立方米的輕質固態物，輕質固態物的高度為液面高度的45%-68%，

3.2向罐內計量注入安全液體至所記錄的LNG液面高度標志線，記錄實際注入安全液體的總重量；

4）基于實測輕質固態物、包括定位索具和安全液體在內的模擬充填物總重量與額定LNG重量相同和所占據空間特征，測算并推定出模擬充填物重心位置距罐箱底的高度值H′，并與注入LNG狀態下的重心高度相比較；

5）當高度誤差率ΔH=（H′－H）/H的絕對值小于5%，視為ΔH符合測試模擬充填標準，填充完畢；如該絕對值大于5%的誤差率，則退回從執行從第3）步驟開始，首先調整輕質固態物的高度，H′－H＞0降低、反之升高；直至ΔH=（H′－H）/H的絕對值小于5%為止。

為實現上述LNG鐵路運輸罐箱沖擊試驗的模擬介質充填方法，本發明還提供了一種與該方法配套的試驗用罐箱裝置，所述裝置結構中包括罐體、位于罐體上的充填孔及與充填孔配套的蓋體，所述罐體內安裝有用于固定輕質固態物、高度可調節的索具。