（载运工具运用工程专业论文）气瓶直立道路运输方式及安全保障研究.pdf

摘要 气瓶是与工业生产和人民群众生活密切相关的特种设备，目前其道路运输方式包括 卧式运输和直立运输两种。相比传统卧式运输，气瓶直立运输更可靠、更高效、更安全， 正为解决气体危险品相关运输安全问题发挥着巨大作用。因此，气瓶直立运输在我国的 推广和普及迫在眉睫，对其安全性研究是很有必要的一项战略性任务。 基于上述现象，为充分发挥气瓶直立运输方式优势，从技术要求、管理制度上为运 输安全提供科学依据，加快其在全国的推广和进一步成熟。本论文在总结与对比国内外 气瓶直立道路运输应用现状和发展趋势基础上，掌握了国内直立运输主要问题；同时， 全面分析了两种运输方式在运输效率、运输安全水平方面的差异，研究得出气瓶直立道 路运输具有整车装载率高、装卸劳动强度小、劳动伤害少、装卸方便、固定更可靠、事 故危险性低等特点；提出了典型的直立运输气瓶编组固定方式，从极限运输状态角度出 发建立运输物理模型分析其可靠性和安全性，并以道路试验验证其在我国具有较好的适 用性；结合我国具体国情和国际行业发展趋势，并广泛吸收国内相关企业的意见建议， 从气瓶直立运输编组结构、车辆与安全设施、装卸、固定与运输等方面归纳了符合国情 且较为具体的安全技术要求；深入研究气瓶直立道路运输目前安全管理现状，并讨论实 际管理中在普遍存在的问题，有针对性地提出了现阶段可行的安全管理对策。本论文研 究成果具有较强的社会实用价值，也可产生一定的社会经济效益。 关键词：气瓶：直立运输；安全；技术要求：管理对策 a b s t r a c t c y l i n d e ri st h es p e c i a le q u i p m e n tc l o s e l yr e l a t e dt oi n d u s t r i a lp r o d u c t i o na n dp e o p l e sl i f e ， w h i c hi n c l u d e st w ot r a n s p o r t a t i o nm o d e sa tp r e s e n t ，h o r i z o n t a la n dv e r t i c a l c o m p a r e dw i t h h o r i z o n t a lm o d e ，v e r t i c a lm o d ei sm o r er e l i a b l e ，m o r ee f f i c i e n ta n ds a f e r c u r r e n t l y , v e r t i c a l m o d ep l a y sas i g n i f i c a n tr o l ei ns o l v i n gt h et r a n s p o r t a t i o ns a f e t yi s s u e so fd a n g e r o u sg a s g o o d s t h e r e f o r e ，t h ev e r t i c a lm o d ei sp r e t t yu r g e n tt op o p u l a r i z ei nc h i n a ，w h o s es a f e t y r e s e a r c hi san e c e s s a r ys t r a t e g i ct a s k b a s e do nt h ea b o v ep h e n o m e n o n ，t op l a yf u l la d v a n t a g e so fv e r t i c a lm o d e ，t op r o v i d e s c i e n t i f i cb a s i sf o ri t ss e c u r i t yf r o mt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t sa n dm a n a g e m e n ts y s t e ma n dt o s p e e du pi t sp r o m o t i o na n df u r t h e rm a t u r a t i o n ，t h ep a p e rf i r s t l yc o n c l u d e sa n dc o m p a r e st h e c u r r e n td o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a la p p l i c a t i o ns t a t u sa n dd e v e l o p m e n tt r e n do fc y l i n d e r v e r t i c a lt r a n s p o r t a t i o na st og r a s pi t sm a j o ri s s u e s m e a n w h i l e ，i tc o m p r e h e n s i v e l ya n a l y z e s t h ed i f f e r e n c e so ft r a n s p o r t a t i o ne f f i c i e n c ya n dt r a n s p o r t a t i o ns a f e t yl e v e lb e t w e e nt h et w o m o d e s ，p r o v i n gt h a tt h ev e r t i c a lm o d ei sm u c hm o r ea d v a n c e d i nt h i sp a p e r , t h et y p i c a lf i x e d a p p r o a c ho fv e r t i c a lg r o u pc y l i n d e rt r a n s p o r t a t i o ni sp r e s e n t e da n dat r a n s p o r tm o d e li s e s t a b l i s h e dt oa n a l y z ei t sr e l i a b i l i t ya n ds e c u r i t yf r o mt h ep e r s p e c t i v eo fl i m i t e dt r a n s p o r t a t i o n s t a t ea n di t sb e t t e ra p p l i c a b i l i t yi no u rc o u n t r yi sv e r i f i e dw i t hr o a dt e s t i n g c o m b i n i n gt h e s p e c i f i cc o n d i t i o n si no u rc o u n t r ya n di n t e r n a t i o n a lt r a d et r e n d sa n de x t e n s i v e l ya b s o r b i n gt h e s u g g e s t i o n so fd o m e s t i cr e l a t e de n t e r p r i s e s ，t h em o r es p e c i f i cs a f e t yt e c h n i c a lr e q u i r e m e n t s a d a p t e dt on a t i o n a lc o n d i t i o n sa r es u m m a r i z e d t h ec u r r e n ts e c u r i t ym a n a g e m e n ts t a t u so f v e r t i c a lr o a dt r a n s p o r t a t i o ni sd e e p l ys t u d i e da n dt h ep r a c t i c a lc o m m o nm a n a g e m e n t p r o b l e m s a r ed i s c u s s e di no r d e rt op r o p o s ef e a s i b l es a f e t ym a n a g e m e n ts t r a t e g i e sa tt h i s s t a g e t h e r e s e a r c ha c h i e v e m e n t so ft h i sp a p e rh a v ea s t r o n gp r a c t i c a lv a l u ea n dc a na l s op r o d u c es o m e s o c i a le c o n o m i cb e n e 行t s k e yw o r d s ：c y l i n d e r ；v e r t i c a lt r a n s p o r t a t i o n ；s a f e t y ；t e c h n i c a lr e q u i r e m e n t s ；m a n a g e m e n t s t r a t e g i e s 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 引言 改革开放以来，随着我国经济建设、工农业生产的发展和人民生活水平的逐步提高， 石油化学工业取得了巨大发展，大量危险化学品不断出现，危险化学品需求逐年攀升， 道路危险货物运输需求量也随之不断上升。据有关部门统计，近几年我国每年通过公路 运输的危险货物运量近2 亿吨【。道路危险货物运输虽然属货物运输范畴，但在装卸、 运输、存储等方面有着明显高于普通货物运输的技术要求，其已逐渐成为一个特殊的行 业在我国蓬勃发展，截至2 0 0 8 年底，全国已有道路危险货物运输企业7 6 3 2 家，专业运 输车辆1 5 5 2 1 3 辆，从业人员达4 9 6 6 3 4 0 人【2 】。 近些年，属于危险品范畴的工业气体广泛应用于石油、机械、轻工、电子、化工、 冶金、纺织以及航天、航空、核工业等诸多领域，在医疗卫生和国防建设等领域中的作 用也十分突出。因此，广泛的应用决定各类气体危险品具有很大的社会需求，而成千上 万的各类规格气瓶作为大部分气体危险品运输的一大类盛装容器更是被普遍采用，由于 气瓶充装、运输、使用和回收等各个环节操作简单、安全可靠，在气体危险货物运输过 程中发挥着不可替代的作用，其运输量和周转量相对就更大，据测算目前我国在用气瓶 总量已经超过1 亿只，而且每年新投入市场运输的气瓶数量在2 0 0 0 万以上【3 】。 然而，国内气瓶运输爆炸伤亡事故频频发生，每年都有大量气瓶爆炸事故发生，气 瓶运输安全问题日益严峻，急待对其进行深入研究以寻求最佳解决途径。因此，在现阶 段我国经济高速发展和气体工业飞速崛起的前提下，如何在全国范围内有效规范气体行 业瓶装气体危险品运输的标准法规和技术要求，大力确保气瓶道路运输气体危险货物安 全、高效、有序，全面提升各类气瓶道路运输气体危险货物管理水平，对于推动全国道 路危险货物运输业的快速、健康、协调发展，保持社会稳定及促进区域经济和谐发展具 有极为重要的现实意义。为此，迫切需要就我国现行气瓶道路运输企业现状进行调查分 析，借鉴国外发达国家相对成熟的气体运输技术和经验研究我国气瓶运输气体危险品的 相关技术规范，积极探索与完善适合国情的气瓶道路危险货物运输安全管理对策，建立 一套长效管理机制，从而较好地解决发展、安全与管理三者之间的关系。 1 2 研究背景及意义 1 2 1 研究背景 进入二十一世纪，各行各业对瓶装工业气体的品种、品质和数量的需求日益增多。 第一章绪论 据中国化工报报道，中国工业气体论坛上与会专家表示，到2 0 1 6 年，中国工业气 体产值将达到1 0 0 0 亿元，发展速度每年在1 0 左右【4 1 。以上数据表明，在未来中国工 业发展的近十年中，庞大的气体消费量决定了气体将在经济建设中扮演重要角色，气瓶 运输作为气体产品物流的一个重要环节也必将发挥巨大作用。另一方面，根据对6 0 0 余 起道路危险品运输事故的调查分析，近1 8 的事故涉及气体危险品，4 1 是在运输过程 中发生的1 5 , 6 】。这足以说明气体危险品运输过程中存在诸多隐患，而这恰恰又是与逐年攀 升的气体需求量和气瓶运输量完全不和谐的表现。 汽车道路运输由于具有点多、线长、面广、批量小、易组织、机动灵活、f - n 门运 输服务和为其他几种运输方式提供衔接服务等一系列特点和优势，而气瓶在实际使用过 程中，不同客户用量大小不一，且生产到使用的运输半径较小，使得汽车运输成为一种 主要方式，在我国的气瓶运输气体危险品方面发挥了重要作用c 7 1 。与此同时，在国民经 济中发挥关键性作用的气体工业也迅速崛起，不同规模企业或单位对气体危险货物的多 元化需求，必将引起气瓶这一大类盛装媒介的道路运输量和周转量需求不断攀升，汽车 道路运输各类气瓶气体危险货物的运量越来越大，运输品种也越来越多，其在促进工农 业生产、保障人民生活需求方面做出了积极的贡献。 气瓶属于移动式压力容器，常以液态或高压来储存气体，是生产企业充装压缩气体 并进行储存和运输的一种常用便捷方式，具有数量多、分布广、流动性大、使用环境恶 劣等特点。逐渐加大的气体需求量使得具有危险性的气瓶运输量剧增。一方面，需满足 工业生产和科研的需要；另一方面，气瓶的安全运输应具有特殊的重要地位。这是因为 气瓶运输相当于气体爆炸品或毒性源在公共场合的运动，其将危险源从相对密闭的工 厂、车间、仓库带到敞开的，可能与公众密切接触的空间，使事故的危害程度大大增加； 运输是连接生产和使用的重要环节，在运输过程中，气瓶货物变成流动的危险源，由于 运输过程中道路交通情况复杂多变而使交通事故和自身事故发生的概率大大增加；气瓶 如果在道路运输、装卸过程中无严格的国家有关政策、法规、技术要求可以依据执行， 那么必将导致操作不规范，极易引发爆炸、燃烧、中毒、灼伤等事故，一旦发生事故， 将对生命和财产安全以及人类赖以生存的自然环境有破坏性影响，甚至会造成不可估量 的重大人身伤亡事件和国家财产巨大损失。而伴随事故的发生，容易诱发更为严重的气 瓶泄露、坠落、破裂和污染环境等二次事故，放大事故后果和严重程度，气瓶运输的相 关问题正引起方方面面的密切关注。另外，日益多样化的瓶装气体供应商、消费群体和 多元化的运载工具使得各类气瓶道路运输组织和管理难度越来越大，瓶装气体运输市场 2 长安人学硕l ：学位论文 出现不同程度的问题，在一定程度上阻碍了气体工业健康蓬勃发展，影响社会安全和稳 定，不利于我国和谐社会的构建。 气瓶道路运输方式按瓶体中心轴线与车厢地板位置关系可分为卧式运输方式和直 立运输方式两种【8 】o 相比传统卧式运输方式，气瓶直立运输方式不仅可以大大减轻装卸 人员的劳动强度，提高气瓶运输效率，还可以有效降低运输各环节事故的发生，预防气 瓶在运输途中不慎坠落而引发的恶性事故，进而也有利于提高相关运输企业安全管理质 量，其推广将产生十分巨大的经济效益和社会价值。而目前国内部分气瓶危险货物运输 企业采用的直立运输方式缺乏统一的科学研究，大多靠实践经验来操作和运行，仍然在 运输、装卸、车辆以及运输装卸设备、安全管理、操作规程等方面存在诸多问题。如何 使气瓶直立运输方式在全国瓶装气体危险品生产运输企业中推广和普及，直到最终安全 实施就成为当前需要深入研究和探讨的问题。基于此原因，必须针对现阶段国内直立道 路运输方式进行全方位深入研究，这样才能为其发挥巨大优势提供安全保障。 气瓶是与工业生产和人民群众生活密切相关的特种设备，气瓶运输安全涉及千家万 户。因此，气瓶直立道路运输在我国的推广和普及迫在眉睫，对气瓶直立运输安全性进 行研究是很有必要的一项战略性任务。2 0 0 8 年2 月，交通运输部道路运输司组织长安大 学等单位制定推荐性交通行业标准气瓶直立道路运输技术要求( j t 厂r7 7 3 2 0 1 0 ) ( 见 附录一) ，并列入2 0 0 8 年交通标准化计划项目( 交科教发 2 0 0 8 1 6 2 号) ，项目计划编号： j t2 0 0 8 0 2 。本论文就是以此项目为背景，依托课题展开研究，进行气瓶直立运输安全 研究的各项调研任务和试验工作，从而完成各项研究目标。 1 2 2 研究目的和选题意义 2 0 0 9 年5 月2 4 日，某重型机械厂铆工段某因急用氨气，在没有征得领导同意的情 况下让装配工刘某、陈某去充氧站拉了一车氨气瓶，卸车时，陈某去一边接电话，刘某 因等不急便自己卸车，于是就用脚蹬滚动气瓶到车厢边，然后就抛掀气瓶到地上。当刘 某在抛落第三个氨气瓶的时候，突然发生爆炸，刘某当场被炸身亡。当地派出所民警和 附近群众在清理现场时，第一只被抛下的气瓶又突然爆炸，造成2 人中毒受伤，从气瓶 喷出的大量液氨迅速挥发成氨气向周围扩散，致使1 0 0 米外下风头的几名过路群众中毒 倒地，这起事故造成1 人死亡，5 人重伤，直接经济损失1 0 万余元【9 1 。 据国家质量技术监督局统计，2 0 0 0 年共发生气瓶压力容器爆炸事故1 5 5 起，严重事 故1 5 1 起，死亡1 7 5 人，受伤3 6 8 人，直接经济损失4 5 0 3 2 3 万元【1 0 】。上面仅仅是一起 比较典型的例子，可以看出，瓶装气体危险品运输事故严重的危害性以及落后的运输技 3 第一章绪论 术、不健全的管理体制。 鉴于气瓶运输重要作用及其事故严峻性，社会各方都给予了相当的关注，气瓶直立 运输方式也正为解决相关安全问题发挥着重要作用。基于上述现象，为确保汽车直立道 路运输气瓶危险品的安全，并充分发挥汽车直立道路运输气瓶在装卸效率、运输效益等 方面的优势，就必须依靠先进的科学研究、先进的技术设备，建立科学、系统、合理、 实用的相关技术服务和安全管理体系。 本论文研究主要目的是对现有危险货物运输中气瓶直立运输方式的各环节进行可 靠性分析，以及对气瓶直立运输企业安全问题进行深入剖析以及提出相应安全管理对 策，为从技术上、管理制度上做好气瓶直立安全运输保障工作，从而减少气瓶道路运输 事故发生后对人员的伤害、环境的破坏和污染，保障社会公共安全。 本论文结合我国目前的整体运输技术水平和气瓶道路运输现状，并借鉴国外先进技 术进行我国气瓶直立道路运输安全性研究，以此达到规范气瓶直立道路运输技术要求， 适应我国气体工业迅速发展对瓶装气体直立道路运输提出的新要求，并满足国内瓶装气 体各生产运输企业安全高效运输的需要。因此，其研究意义在于为国内瓶装气体各生产 运输企业提供产品直立道路运输先进的技术保障和支持、安全管理对策，从而提高运输 效率，预防安全事故的发生，增加企业经济效益，制定科学合理的技术标准，改进车辆 和相关技术设备，提高相关企业运输安全管理水平，规范我国气瓶运输宏观管理，建立 科学系统的气瓶运输管理保障体系。同时，对于指导生产并节约运输资源，提升我国危 险货物运输整体技术水平和服务水平，推进其它类型危险品运输技术要求规范的建立也 具有十分重要的意义。其研究成果具有很强的社会实用价值，也可产生一定的社会经济 效益，旨在全方位为气瓶直立道路运输安全提供科学依据，加快气瓶直立道路运输技术 在全国的推广和进一步成熟。 1 3 国内外气瓶直立道路运输研究状况 1 3 1 国外研究现状及发展趋势 目前，世界几大工业气体供应商如b o c ( 英国氧气公司) 、德国梅塞尔、德国林德、 美国普莱克斯、法国法液空、日本酸素等企业不仅生产规模较大且种类齐全，除供本国 使用外，还利用先进的生产技术和管理经验在世界各地建立了分支机构【1 1 , 1 2 】。 国外发达地区气体工业经过近一个世纪的发展，积累了大量经验和技术研究成果， 气瓶采用直立运输方式的研究和应用在欧美、日本等发达国家或地区已经相当普遍，其 较高的安全性被广泛认可，甚至在某些国家已经被作为气瓶运输的强制性运输方式，并 4 长安大学硕1 二学位论文 受到相关部门的高度重视和政策上的大力扶持，其运输安全性研究成果也得到了应用和 推广。这不仅反映在瓶装气体生产运输企业采取积极措施去制定内部的操作规范上，例 如b o c 公司的( ( a b o u tp r o d u c tl o a d i n ga n du n l o a d i n g ，p r o d u c tl o a d i n g u n l o a d i n gu s i n g s i d ea n dt a i ll i f t s ) 、林德的( ( s e c u r i n gw a y sf o rp a l l e t sa n dp a c k s ) 与随车人员工作手册、 日本酸素的( ( m e a s u r e st op r e v e n ts h o c kb yf a l la n dt u m b l et oc y l i n d e r s ) ) 等，而且早在几年 前，各国或地区针对气瓶直立道路运输方式的相关技术安全保障体系也已建立，经过不 断的发展趋于成熟，形成了较为先进的相关标准及法规。例如欧洲执行的e i g a5 2 0 4 ( ( l o a ds e c l 瓜i n go fc l a s s2r e c e p t a c l e s i g cd o c u m e n t5 2 0 4 标准、亚洲部 分地区执行的a i g a0 3 8 0 6 ( ( v e r t i c a lc y l i n d e rh a n d l i n ga n dt r a n s p o r t a t i o n ) ) 行业指南、德 国工业气体协会标准和法规系列之 t r a n s p o r ty o nd r u c k g a s f l a s c h e np a l e t t e n ，b i i n d e l n ， d r u c k f 翘s e mu n d k r y o g e f a l 3 e nm i ts t r a j 3 e n 鼬z e u g 饥以及澳大利亚执行的行业系列指南 ( ( l o a d i n gg a sc y l i n d e r s ，s e c u r i n gg a sc y l i n d e r sf o rt r a n s p o r ti n s i d eap a l l e t ，s e c u r i n gg a s c y l i n d e r sf o rt r a n s p o r to n t ov e h i c l e so v e r2 5t o n n eg r o s sl a d e nw e i g h t ) ) 等。 膏 在气瓶道路运输安全管理方面，发达国家在各个方面及层次上投入了大量的人力、 物力和财力，使气体危险品安全管理达到了较高的水平，普遍建立了安全体系，气瓶运 输安全理论研究水平较高。美国最早进行了相关研究并得到了诸多应用成果。1 9 9 8 年， 美国d o t 对气瓶进行全过程管理，对气瓶的设计、材料、制造方法，气瓶标记、记录 存档、检验试验方法和检验周期、使用、评定，报废的标准、销毁的方法以及气瓶充装、 运输、装卸的技术要求，d o t 规程中都作了详细规定，这其中包括直立运输时的一些 管理政策和措施，例如e m e r g e n c ya c t i o n f o rh a n d l i n gl e a k i n gc o m p r e s s e dg a s c y l i n d e r s ) ) 0 3 1 。另外，欧盟及联邦德国根据联合国制定的危险货物运输有关建议，进一 步细化、形成适用于欧洲或德国实践操作的德国关于道路危险货物运输的有关规定， 以法律的形式细化、明确了气瓶包装、仓储、装卸、搬运、运单填写、运输各环节的具 体要求及各作业或管理人员的具体职责，非常重视道路运输气瓶全过程、全员的管理【m 】。 与此同时，针对各地区气体协会也纷纷成立并发挥着协调和指导的职能，如亚洲工 业气体协会成立于2 0 0 2 年1 2 月，总部设在新加彼，创建者为法国液空公司、美国空气 制品公司、英国氧气公司、h y d r o g a s 公司、l w a t a n i 公司、林德公司、日本氧气公司及 美国普莱克斯公司。成立此协会是为建立一个关于事故和事件的数据基地，以便成员单 位分享安全方面的经验。而国外气瓶直立道路运输的相关标准和法规的制定都是以行业 协会的指导性文件为基础来完成的。这些形成标准和法规的安全性研究成果已经在实践 5 第一章绪论 的检验下和技术的进步中，经过多次更新得到了完善，在相互借鉴、相互参照中趋向于 同一性。尤其对气瓶直立道路运输的装卸作业、固定方法和运输技术要求等有着详细的 研究结论和应用成果。目前，这些关于气瓶直立道路运输技术与管理方面的研究正对生 产社会化各环节中减轻劳动强度和提高运输安全等方面起着不可替代的作用。 1 3 2 我国研究现状及发展趋势 建国以来，工业气体行业在我国已逐渐成为基础产业，合理、高效和广泛地发挥工 业气体的作用，对国民经济和人民生活质量的提高具有重要意义。气瓶道路运输作为连 接工业气体从生产到使用的重要环节，为规范国内气瓶运输市场和提高气瓶安全运输水 平，国家民政部于2 0 0 7 年批准成立了中国工业气体工业协会气瓶专业委员会，旨在在 气瓶行业内，自主开展行业管理、技术交流、业务培o i i 、标准制定、书刊编辑、咨询服 务及国际合作等项工作，气瓶直立运输方式推广业已作为其一项重要工作计划，足以说 明气瓶直立运输研究的重要性。 在我国现行状况下，我国瓶装气体生产运输行业中还主要采用卧式运输方式，大量 气瓶置于水平横卧的位置进行运输仍然是普遍采用的做法，特别是在一些经济欠发达地 区的瓶装气体生产运输企业就更为严重，重大安全运输事故屡见不鲜。与气瓶传统卧式 运输方式的形式相比，直立运输方式不仅可以提高劳动效率减轻劳动负担，而且能够降 低损伤和降低事故风险。 我国的道路危险货物运输相关研究起步较晚，对适合国情的气瓶直立道路运输安全 性研究也仅限于部分规模较大的运输企业，导致了至今仍在行业管理水平、企业规范程 度、工具设备条件等方面与发达国家存在一定差距，行业内也存在较大的差距。正是以 上所述高风险、高需求，高要求和目前较低生产力水平和较低管理水平之间的不协调发 展，引起了气瓶道路运输气体危险货物事故频发，导致了直立运输方式在全国气体生产 运输行业内推广缓慢。 从2 0 0 0 年起，虽然我国规模较大的瓶装气体生产运输企业就引进了直立道路运输 的新技术和相关技术配套设施，制定和强化了相应的安全管理措施，但仍未形成规模， 行业化程度不够，直立运输方式的优势并未充分发挥。国内气体供应商由于历史原因、 地区差异导致规模大小有别、公司性质多样化，相应的车辆或集装格规格五花八门，虽 然各企业也在积极努力探索如何向直立运输方式过渡的最佳途径，但由于缺少气瓶直立 运输的安全性研究以及政策上的扶持，至今仍未形成适合我国国情的气瓶运输标准和规 范，难以形成有序发展，从而阻碍了直立道路运输在国内行业的推广和进一步应用。 6 长安人学硕k - 学位论文 目前，我国气瓶危险品的运输方式正处于卧式运输方式向直立运输方式过渡的阶 段，直立运输方式在北京、上海、深圳、厦门等经济发达的地区某些企业开始尝试、展 开和实施的较早，已形成较为完善为各自企业服务的技术和规范保障体系，在降低气瓶 事故发生率和提高运输效率两方面都取得了显著成效。新的运输方式虽然促进了气瓶运 输业的发展，但由于成本、政策、理念、管理等原因，其推广和应用受到限制，气瓶运 输业仍处于较低发展水平【l5 。 在道路危险货物运输管理方面，政府高度重视危险货物道路运输安全问题，在“安 全第一、预防为主、综合治理”方针指导下，制订了诸多相关国家、行业标准，其中， 对九大类危险货物运输的运输作业、安全要求均有较为严密的标准体系进行严格的规范 和要求。气瓶直立运输属于危险货物运输的范畴，但在当今国内的运输条件下，现有的 道路运输危险货物有关标准和规定已难以满足汽车直立运输气瓶的管理要求，相关技术 标准和相关研究主要体现的是卧式运输要求，例如气瓶安全监察规程、气瓶安全 监察规定、j t6 1 8 汽车运输、装卸危险货物作业规程都集中为卧式运输服务，。且 无专门针对气瓶直立道路运输的技术要求标准；另外，气瓶直立运输安全研究处于借鉴 国外的阶段，并无针对我国国情而进行的深入研究成果。 本世纪金融危机过后，国际气体工业仍然呈上升趋势，中国市场也有待于繁荣。这 给中国气体工业带来了活力，以及先进的生产技术和应用技术，同时也带来了更多的挑 战，而直立运输方式作为国外发达国家或地区的普遍运输方式已经被广泛采用，所取得 的效果是显而易见的。目前，国家交通运输部、国家安全监督局、国家质量监督检验检 疫总局以及各省市运输管理部门正在出台相应政策或规范大力发展和推广直立运输方 式，气瓶直立道路运输安全性研究正在进行中。 1 4 本论文主要研究内容 本文主要研究内容如下： 1 ) 国内外研究状况归纳在分析我国气瓶道路运输气体危险品趋势和问题的基础 上，对国内外气瓶直立道路运输应用现状和发展趋势从技术层面上、管理制度层面上进 行总结与对比，以此作为本文研究基础。 2 ) 两种气瓶道路运输方式分析与比较从道路运输常用气瓶相关安全特点出发， 分别介绍两种气瓶道路运输方式并进行多角度比较，分析得出气瓶直立道路运输巨大优 势，为安全性物理模型的建立提供科学支持。 3 ) 直立运输方式可靠性探究在比较两种运输方式基础上，从极限运输状态角度 7 第一章绪论 出发，选取典型气瓶直立运输车辆、满载气瓶、捆绑固定方式以及特定道路的参数数据， 建立几种运输物理模型以分析直立运输方式可靠性和安全性，并以道路试验验证理论数 据，表明此方式有较好的适用性。 4 ) 直立运输技术安全要求总结调研直立运输技术较为成熟的企业，为统一和规 范气瓶直立道路运输企业的技术要求，从运输装卸作业、捆绑固定方式、运输车辆和设 备等方面提出了相关安全技术要求，对完善相关企业安全管理对策奠定基础。 5 ) 直立运输安全管理对策提出运用调研资料总结企业在气瓶直立运输时所存在 的几方面问题，结合我国各地区气瓶直立运输企业状况，提出可行的安全管理对策。 8 长安人学硕士学位论文 第二章气瓶及其直立道路运输介绍 2 1 气瓶定义与分类 气瓶作为气体道路运输企业进行各种作业的主体对象，一般根据气瓶安全监察规 程总则第二条可以这样定义：正常环境温度( 4 0 6 0 ) 下使用的、公称工作压 力为1 o 3 0 m p a ( 即表压，后文相同) 、公称容积为0 4 - - 3 0 0 0 l 、盛装永久气体、液化 气体或混合气体的无缝、焊接和特种气瓶( “特种气瓶”指车用气瓶、低温绝热气瓶、 纤维缠绕气瓶和非重复充装气瓶等，其中低温绝热气瓶的公称工作压力下限为0 2 m p a ) ； 不包括灭火器气瓶和盛装溶解气体( 如乙炔) 、吸附气体的气瓶，也不包括机器设备上 附属的瓶式压力容器【l6 1 。 运输常用气瓶一般按以下方法进行分判1 7 】： 第一种分类方法，按充装介质的性质分为永久气体气瓶和液化气体气瓶。 永久气体( 压缩气体) 因其临界温度小于一l o ，常温下呈气态，所以称为永久气 体，如氢、氧、氮、空气、煤气及氩、氦、氖、氪等。这类气瓶一般都以较高的压力充 装气体，目的是增加气瓶的单位容积充气量，提高气瓶利用率和运输效率。常见的充装 压力为l5 m p a ，也有充装2 0 - - - 3 0 m p a 。 液化气体气瓶充装时都以低温液态灌装。临界温度大于或等于- - 1 0 ，且小于或等 于7 0 c 为高压液化气体。如乙烯、乙烷、二氧化碳、氯化氢、三氟甲烷、氟己烯等，其 常见的充装压力有1 5 m p a 和1 2 5 m p a 等。临界温度大于7 0 则为低压液化气体。如溴化 氢、硫化氢、氨、丙烷、液化石油气等。气瓶安全监察规程规定，液化气体气瓶的 最高工作温度为6 0 ，而低压液化气体在6 0 时的饱和蒸气压都在1 0 m p a 以下，所以这 类气体的充装压力都不高于i o m p a 。 第二种分类方法，按制造方法分为钢制无缝气瓶、钢制焊接气瓶。 钢制无缝气瓶是以钢坯为原料，经冲压拉伸制造或以无缝钢管为材料，经热旋压收 口收底制造的钢瓶。瓶体材料采用碱性平炉、电炉或吹氧碱性转炉冶炼的镇静钢，如优 质碳钢、锰钢、铬钼钢或其它合金钢。用于盛装永久气体( 压缩气体) 和高压液化气体。 钢制焊接气瓶是以钢板为原料，冲压卷焊制造的钢瓶。瓶体及受压元件材料采用平 炉、电炉或氧化转炉冶炼的镇静钢，材料要求有良好的冲压和焊接性能。这类气瓶用于 盛装低压液化气体。 常见的是焊接绝热气瓶，又称杜瓦瓶，指用于在正常环境温度( 4 0 6 0 ) 下使 用，贮存介质为液氧、液氮、液氩、二氧化碳和氧化亚氮低温液体，设计温度不低于 9 第二章气瓶及其直立道路运输介绍 1 9 6 ，公称容积为l o l - - - 5 5 0 l ，工作压力为0 2 m p a 3 5 m p a 可重复充装的立式气瓶。 其主要用于储存液氧、液氮、液氩等低温液化气体的特种焊接气瓶。规格上目前国内市 场上较多见的有6 0l 、1 6 0l 、1 7 5l 、1 8 0l 、2 0 0l 、2 1 0l 、3 3 5l 、4 1 0l 和4 5 0l 。 低温绝热气瓶具有安全可靠、使用方便、装载率高和可反复充装等特点。 第三种分类方法，按公称工作压力分为高压气瓶和低压气瓶。 一般而言，气瓶的公称工作压力，对于盛装压缩气体的气瓶，是指气体在基准温度 下( 一般为2 0 ) 的充装压力；对于盛装液化气体的气瓶，是指按规定的充装系数完装， 温度为6 0 时瓶内介质的压力；对于盛装溶解乙炔的气瓶，是指在限定充装量下，温度 6 0 时瓶内乙炔气的压力。高压气瓶公称工作压力有：3 0 、2 0 、1 5 、1 2 5 、8 m p a ；低压 气瓶公称工作压力有：5 、3 、2 、1 6 、1 m p a e l 8 】。 本论文主要针对常用气瓶即钢制无缝气瓶、钢制焊接气瓶以及低温焊接绝热气瓶进 行直立运输各环节研究，其它类型的气瓶在以后研究中予以考虑。 2 2 气瓶安全特点 气瓶道路运输常用气瓶是具有潜在危险性的特种容器。瓶内充装的气体具有压力、 可燃性、氧化性、窒息性、毒性、腐蚀性、化学不稳定性等特点，使用环境的特殊性表 现在没有固定的使用地点，无专责的操作人员，使用环境多变且流动性大，可重复充装， 管理比较复杂。因此，介绍常用气瓶安全特点有助于气瓶道路运输企业制定合理的运输 操作规范及严密的安全管理对策，为气瓶运输、装卸、固定各环节提供更好的劳动保护 准备、应急处理方案，也可有效预防气瓶运输事故的发生，并降低其二次事故的危害性。 2 2 1 气瓶安全结构和附件 气体道路运输企业常用气瓶中，绝大部分是4 0 l 无缝钢瓶、容积较大( 4 0 0 l 为主) 的焊接钢质气瓶以及低温焊接绝热气瓶，一般由瓶体、瓶阀、底座等部分组成，而焊接 钢瓶还有护罩。气瓶的安全附件则包括气瓶专用爆破片、安全阀、易熔合金塞、瓶阀、 瓶帽、液位计、防震圈、紧急切断和充装限位装置等，这是保证气瓶安全的重要手段， 下面主要说明瓶阀和肪震圈发挥的重要作用。 就瓶帽而言，首先，其起保护瓶阀的作用。各种气瓶瓶阀一般比较薄弱，容易损坏， 其上端用于进出气体的瓶阀大多是用铜合金制成的，结构强度较低。如果气瓶在运输、 装卸过程中，由于操作不慎瓶阀受到碰撞、打击，很容易出现瓶阀接头与瓶颈连接处齐 根断裂的情况。瓶阀一旦断裂，里面的气体就会高速冲出，将毁坏设备，甚至造成人身 伤亡。如果气瓶中盛装氯气等毒性气体或乙炔、氢气等可燃性气体，还将造成人畜中毒 1 0 长安大学硕上学位论文 或燃烧、爆炸等事故。其次，气瓶戴上瓶帽后，油脂、灰尘等杂物也就不容易沾染到瓶 阀上，从而降低气瓶爆炸的可能，保证气瓶装卸与运输的安全【1 9 1 。 防震圈是套装在散装气瓶筒上的橡胶圈，其主要功用是防止气瓶免受直接冲撞。为 保证弹性，其套装位置应与气瓶上下端部距离为2 0 0 - - 2 5 0 m m ，厚度一般不应小于2 5 m m 。 气瓶装运之前，应该佩戴了两个防震圈有利于更好彼此固定，以预防在运输环节上出现 抛、滑、滚、碰等野蛮装卸方法，否则会使气瓶壁产生伤痕或变形，而且还会因其撞击 导致发生物理性爆炸事故。另外，其可以有效保护气瓶的颜色标记，还有减少瓶身磨损， 延长使用寿命的作用【2 0 1 。 另外，为了便于识别气瓶填充气体的种类和气瓶的压力范围，避免在充装、运输、 使用和定期检验时混淆而发生事故，国家对气瓶的漆色和字样作了明确的规定，气体道 路运输企业常用气瓶外表面的颜色、字样的色环必须符合表2 1 【2 1 1 。 表2 1 常用气瓶涂漆颜色 序号气瓶内气体名称外表面颜色字样及其颜色色环 1 氢深绿氢红p = 1 5 不加色环；p = 2 0 黄色环一道 2 氧 天蓝 氧 黑 p = 1 5 不加色环；p = 2 0 白色环一道 3 氨黄液氨 黑 4 氯草绿液氯白 5 氮 里 氮黄p = 1 5 不加色环；p = 2 0 白色环一道 j 、 6 二氧化碳铝白液化二氧化碳黑p = 1 5 不加色环；p = 2 0 黑色环一道 7 二氯二氟甲烷铝白液化氟氯烷一1 2黑 8 二氟氯甲烷 锅白 液化氟氯烷2 2 黑 9 甲烷褐甲烷白p = 1 5 不加色环：p = 2 0 黄色环一道 1 0 乙烷褐液化乙烷白p = 1 5 不加色环；p = 2 0 黄色环一道 1 1 氩灰氩绿 1 2 氦灰氦 绿 1 3 氖灰氖绿p = 1 5 不加色环；p = 2 0 白色环一道 1 4 氪灰氪绿 1 5 氙灰 液氚 绿 注1 ：表中的p 为气瓶的，i ：作压力，单位为m p a 。 2 2 2 气瓶钢印标记和检验色标 气瓶的钢印标记是识别气瓶的直接依据，气瓶的钢印标记包括制造钢印标记和检验 钢印标记，其必须准确、清晰、完整，以永久标记的形式打印在瓶肩或不可卸附件上， 应尽量采用机械方法打印钢印标记。钢印标记打在瓶肩上或护罩上时，钢印标记的项目 和排列如图2 1 所示。检验钢印标记如图2 2 所示，检验钢印标记上，还应按检验年份涂 第一二章气瓶及其直立道路运输介绍 检验色标，颜色和形状如表2 2 。 图2 1 钢瓶钢印标记图2 2 检验钢印标记 注2 ：1 一充装气体名称或化学分子式；2 气瓶编号；3 一水压试验压力，m p a ；4 一公称工作压 力，m p a l5 一实际重量，k g ：6 一实际容积，l ；7 - 瓶体设计壁厚，m m ；8 一单位代码( 与在发证 机构备案的一致) 和制造年月；9 监督检验标记；1 0 一气瓶制造单位许可证编号；1 1 产品标准号。 表2 2 检验钢印检验色标颜色 检验年份颜色形状检验年份颜色形状 2 0 0 0 粉红色( i 冲0 1 )椭圆形 2 0 0 6 铁红色( r 0 1 )矩形 2 0 0 1 铁红色( r 0 1 )椭圆形 2 0 0 7 铁黄色( y 0 9 )矩形 2 0 0 2 铁黄色( y 0 9 )椭圆形 2 0 0 8 淡紫色( p 0 1 ) 矩形 2 0 0 3 淡紫色( p 0 1 )椭圆形 2 0 0 9 深绿色( g 0 5 )矩形 2 0 0 4 深绿色( g 0 5 ) 椭圆形 2 0 1 0 粉红色( p r 0 1 ) 椭圆形 2 0 0 5 粉红色( r p 0 1 ) 矩形 注3 ：1 括号内符号不u 数字表不该颜色的代号；2 椭圆彤的k 轴约为8 0 m m ，翘轴约为4 0 m m ； 矩形约为8 0 x 4 0 m m ；3 检验色标每1 0 年为一个循环周期。 2 2 3 气瓶配装要求 鉴于气瓶所盛装气体的化学性质，为避免不同类型气瓶配装泄露时因化学反应、物 理作用而发生运输安全事故，气瓶道路运输企业在进行同一车配装气瓶运输时应做到： a ) 易燃气体中除非助燃性的不燃气体、易燃液体、易燃固体、碱性腐蚀品、其他腐蚀品 外，不得与其他危险货物配装；b ) 助燃气体( 如，空气、氧气及具有氧化性的有毒气 体) 不得与易燃、易爆物品及酸性腐蚀品配装；c ) 不燃气体不得与爆炸品、酸性腐蚀品 配装；d ) 有毒气体不得与易燃易爆物品、氧化剂和有机过氧化物、酸性腐蚀物品配装； e ) 有毒气体液氯与液氨不得配装【2 2 1 。 2 2 4 气瓶相关安全标准和法规 截止现阶段，全国气瓶标准化技术委员会、国家安全监督局、国家质量监督检验检 疫总局等部门，先后出台了诸多标准和法规，以气瓶技术标准为主体、产品标准为辅助， 1 2 长安人学硕l 学位论文 并与安全运输、管理等标准以及相关标准配套法规而形成一个结构整体。气瓶道路运输 企业常用气瓶必须符合以下相关安全标准和法规的要求1 2 3 1 。 相关生产、设计、制造、检验、试验标准主要包括：g b7 1 4 4 气瓶颜色标志、 g b1 6 8 0 4 气瓶警示标签、g b1 5 3 8 4 气瓶型号命名方法、g b t9 2 5 l 气瓶水压试 验方法、g b t1 2 1 3 7 气瓶密封性试验方法、g b1 5 3 8 5 气瓶水压爆破试验方法、 g b t1 8 4 4 2 低温绝热压力容器、g b1 3 0 0 5 气瓶术语、g b t1 8 4 4 3 低温绝热压力 容器试验方法、g b1 9 0 危险货物包装标志、g b5 0 9 9 钢制无缝气瓶、g b5 1 0 0 钢 制焊接气瓶、g b2 4 1 5 9 ( ( 焊接绝热气瓶、g b1 2 4 6 3 危险货物运输包装通用技术条件、 g b8 3 3 5 气瓶专用螺纹、g b8 3 3 7 气瓶用易熔合金塞、g b1 5 3 8 2 气瓶阀通用技 术条件、g b1 6 9 1 8 气瓶用爆破片技术条件。 相关国家和行业运输技术标准主要有：g b6 9 4 4