【航天工业行业标准(QJ)】 低温铁路罐车设计、制造和安全管理规范

中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准QJ 2481-93
低温铁路罐车设计、制造
和安全管理规范
1993-03-20发布
中华人民共和国航空航天工业部1993-11-01实施
中华人民共和国航空航天工业部航天工业标准低温铁路罐车设计、制造和安全管理规范1主题内容与适用范围
QJ2481-93
本标准规定了低温铁路罐车（以下简称罐车）的设计、制造和安全管理的基本技术要求。
本标准适用于罐体工作压力不大于1.6MPa的液氮、液氧、液氢铁路罐车，2引用标准
GB146.1标准轨距铁路机车车辆限界钢制压力容器
GB3323
钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB3836.1爆炸性环境用防爆电气设备通用要求GB5599
GB5600
GB5601
铁道车辆动力学性能评定和试验签定规范铁道货车通用技术条件
铁道货车组装后的检查与试验规则GB7703.1
铁道车辆标记一般规则
铁道车辆标记文字与字体
铁道车辆强度设计及试验鉴定规范TB13354
TB1532
TB1560
TB1944
JB1580
JB4708
罐车通用技术条件
货车安全技术的一般规定
铁路客货车辆车型车号代码
铝制焊接容器技术条件
钢制压力容器焊接工艺评定
JB／T4709钢制压力容器焊接规程CD130A7铅制焊接容器设计技术规定JJG140铁路罐车容积试行检定规程《压力容器安全技术监察规程》航空航天工业部1993-03-20批准劳锅字（1990）8号劳动部颁发
1993-11-01实施
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《车辆验收工作条例》铁道部（78）铁辆字1501号《关于对路外企业自备车施行验收的通知》铁道部（84）铁辆字176号《军用危险货物铁路运输规则》1986年6月总参谋部、总后勤部、铁道部共同颁发3总体技术要求
3.1承担罐车设计的单位，须经国务院主管部批准后再报劳动部备案，在取得设计资格证书后，方可设计，
3.2罐车的设计、制造、安装、检验与验收、使用、检修等，应符合《压力容器安全技术监察规程》（以下简称监察规程）、GB150和铁道部有关标准的规定．设计应安全可靠、经济合理、技术先进.
3.3罐车设计图样及文件资料，应按铁道部和劳动部有关规定进行核准和备案，3.4罐车走行部分，除特种罐车外，一般选用国家定型的产品，并有产品合格证书。如重新设计走行部分，应符合GB5600、TB1335的有关规定。3，5车的满载质量载荷不得超过所选转向架轴允许的承载质盘载荷，并应按照铁道部有关规定确定合理的质心位置、轴荷分配及质量均衡性要求，3.6罐车落成应符合图样和GB5601、TB1335、TB1532、TB1560、《车辆验收工作条例》、《关于对路外企业自备车施行验收的通知》等标准、文件的规定。3.7罐车的轨距为1435mm，其外形尺寸应符合GB146.1的规定，3.8罐车的构造速度一般不小于100km／h。3.9车能通过的轨道最小曲线半径为145m（专用线除外）3.10罐车的车型车号按TB1944执行，3.11罐体容积的充满率不得超过90%，3.12液氧、液氢罐车的走行部分、罐体、管路、阀门、电缆屏蔽层均应与车上接地母线相通，各组件连接处及电连接器应设跨接线，罐车应设置接地环，各零部件至铁轨间的电阻值不得超过42。停车和操作时，车上接地母线应可靠接地，3.13液氧、液氢罐车的操作间及监视间的地板，应选用不会产生火花的材料；车上的电气设施，应按GB3836.1中dIICT1的防爆要求设计。罐车上应配备适量的与介质物化性质相容的消防器材。
3.14罐车应设置自动泄压装置，以保证罐车在运行和停放状态时内罐不超过规定压力。液氢罐车的自动泄压装置工作时，应能保证排出至车体外的气体中氢气的体积浓度小于4%，且液氢罐车应配置氢气浓度监察器。3。15采用真空绝热的贮罐，应设夹层抽真空阀及可靠的真空监测装置。3.16罐车应具有风气制动和于制动装置。3.17装卸用的管路接头、阀门、仪表等应集中布置，并设保护罩，2
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3.18安全装置及附件的设计、制造，应符合《监察规程》和相应国家标准、行业标准的规定，
3，19罐车设计单位，应向用户提供设计总图和使用说明书。总图（蓝图）上必须盖有罐车设计资格印章，
3.20使用单位应持罐车的出厂文件，在劳动部门及铁道部门办理*压力容器使用登记证”、罐车安全运输许可证等文件后，方可使用，3.21罐车投人运行后，罐车所属单位应指定专职或兼职的技术人员进行管理，建立完整的技术档案（制造、使用、维修、检验、故障等）.3.22行车前要对罐车全面检查：安全装置及测量指示装置应工作正常；罐体与底架的连接应牢固可靠；管接头及阀门应不泄漏；制动装置应灵活可靠；备件、附件及消防器材应齐全。
4详细技术要求
4.1材料
制造罐体和受压元件的材料应满足：4.1.1
使用条件下的力学性能和良好的焊接性能：8.
b。应满足使用温度条件下不产生冷脆，并有小的热导率和线胀系数；c.与所装低温液体物化性能相容.4.1.2低温密封材料应满足：
使用压力条件下密封低温液体（包括其蒸气）的密封比压，又要求不发生冷脆、a，
热胀系数小、不变质和不产生火花；b.承受设计的烘烤温度；
c．与低温液体（包括其蒸气）物化性能相容，4.2设计压力
4.2.1内罐的设计压力应符合设计任务书的规定；内罐的内压力，按TB1335确定的压力及所装液体的液柱静压力之和，加上0.1MPa，但其数值应高于内罐爆破片的爆破压力．罐体的壁厚、强度和刚度，应按GB150或CD130A7中的有关公式计算，4.2.2外罐按外压容器设计，其设计压力应不小于0.1MPa；外所能承受的内压，应不小于外罐爆破片爆破压力的1.15倍与外罐爆破片爆破压力加上0.1MPa两者中的较大值。
4.3设计温度
4.3.1内罐髓的设计温度应不高于内罐盛装的低温液体的温度。4.3.2外罐的设计温度应取使用环境的最低温度.4.4罐体焊缝
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4.4.1髓体焊缝应采用全焊透结构，内罐的对接焊缝的焊缝余高不得大于焊件厚度的10%，且不大于3mm，超高部分应平（液氢内罐对接焊缝要求全部铲平），内罐焊缝需做液氮处置时，图样应注明技术要求，4.4.2伸出臂与罐体之间应采用双面焊，且一侧焊缝不应封闭，4.4.3罐体焊缝100%射线探伤.钢制焊缝质量不低于GB3323中的Ⅱ级（氢内罐焊缝应为I级）；铝制焊缝质量不低于JB1580中的I级.4.4.4内外罐焊缝应进行氮质谱检漏，真空多层绝热罐体每米焊缝漏气速率应小于133.32×10-l0Pa·L／s；真空粉未绝热罐体每米焊缝漏气速率应小于133.32×10\9Pa*L/s.
4.5髓体的内外表面处理
4.5.1外罐的内表面应喷砂处理.4.5.2内罐的内外表面应进行脱脂、除油、除锈、除氧化皮等，并进行清洗，4.5.3用活净干燥的热空气（或氮气）吹干内罐的内表面，并包扎管口。4.6罐体的压力试验和气密性试验4.6.1钢内罐按GB150.中1.9和1.10条要求，铝罐按CD130A7中1.9条要求。4.6.2真空夹层做气压试验，试验压力按4.2.2条确定．试验前应对内罐进行设计稳定性校核，否则试验时内罐应充压，确保其不失稳。4.7罐体的绝热层
4.7.1采用真空粉未绝热时，填充物应是导热系数小，适用溢度范围广，吸附量大，装填前含水量低，且与低温液体物化性能相容的多孔绝热材料，如珠光砂、硅气凝胶、碳酸镁等。
4.7.2采用真空多层绝热时，反射屏材料应选用高反射率的铝箔，镀铝聚酯薄膜等。间隔物应采用导热系数小，放气率低的脱脂玻璃纤维布、植物纤维纸、填碳纸等材料，反射屏与间隔物交替缠绕，要避免相邻层间的反射屏接触，缠绕层不允许有脱落，且多层绝热材料在缠绕前应进行脱脂、烘干处理。缠绕的结构及工艺应便于抽真空。4.8支承装置设计
4.8，1支承装置应选取热膨胀系数小，强度一热传导系数比（2／）大的材料制造，并采用减小热传递的结构。4.8.2支承装置的载荷按TB1335要求设计。4.8.3支承装置的结构应考虑内罐周期性的冷却和回温及运输时的振动冲击等因素的影响。
4.9管路设计
4.9.1罐车的装卸管路对内罐必须采用上装上卸的装卸方式。4.9，2由内罐引出的管路要求如下：4
。具有最少的热传导；
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b。当管路、内罐发生冷缩，以及内外罐相对运动而使管路受交变应力情况下不致失效，内外罐引出臂必须设计补偿结构，不允许用接头连接；c。与低溢介质接触的管路，必须采用绝热结构，内管均应设置补偿装置，外管套管不允许用单边角焊连接。
4.9.3罐体的气相管路一般设计在髓体中部，并应保证车辆在上、下坡时，液体不至进人气相管路中。
4.9.4液氢的液相和气相管路，除压力监测和液面监测管路可不绝热外，均需采用绝热管路和绝热阀门。
4.9.5液再监测如采用压差式监测原理，其管路设计应考虑管路中液柱对测量精度的影响，
4.10吸附剂
4.10.1采用的吸附剂的物化性质应与低温液体相容，液氧容器禁止使用活性炭作为吸附剂。
4..10.2装填前，吸附剂应进行活化处理，4.10.3吸附剂应紧靠内罐的外表面放置.4.11罐体绝热空间的真空度和放气速率4.11.1罐体真空夹层空间的常温封口真空度（静态稳定48h）及罐车出厂五年后的真空度，一般按表1的规定。
绝热形式
真空粉末绝热
真空多层绝热
封口真空度
≤133.32×10-2
≤133.32×10-4
五年后真空度
≤ 133.32 × 10-2
罐体真空夹层常温封口时放气速率2应不大于由下式确定的值：4. 11. 2
P,-P。
式中：P，一五年后真空夹层中的真空度，Pa；P。常温封口时真空夹层中的真空度，Pa；一粉末材料的压缩系数（多层绝热时5=1）；V真空夹层的几何容积，L；
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1贮运罐真空封口后使用时间，s，4.12安全阀
4.12.1安全阀的开启压力应大于容器的最大工作压力，而不得超过内罐的设计压力。4.12.2安全阀的最大泄放量，应不小于汽化器的最大汽化能力。4.12.3安全阀必须具有自动和手动开启的功能，手动机构应使于操作。4.12.4安全阀的材料应与低温液体物化性能相容，且在低温下有良好的冲击韧性及力学性能。
4.12.5安全阀在装到罐体上之前，应具备合格证和质量证明书。并经低温复验合格4.12.6安全阅应铅直安装在罐体的排气管路上，并应便于检查和维修。4.13爆破片装置
4.13.1内罐爆破片的最低标定爆破斥力与容器的最大工作原力之间的关系按GB150附录B（补充件）中B6.1条确定，且应大于安全阀的泄放压力。真空夹层爆破片的设计压力为0.07～0.1MPa（表）。
4.13.2爆破片的截而积，应保证膜片爆破时能迅速释放出罐内或罐体夹层里的气体。4.13.3爆破片装置的材料应与低温液体物化性能相容，且在低温下应具有良好的冲击韧性和力学性能。液氧、液氢罐车爆破开装罩的材料，爆破时应不产生火花和金属碎片。4.13.4爆破片的设计爆破斥力，制造厂必须通过试验验证，试验件数量为每批的10%～15%，且不少于5件，其爆破压力的偏差按GB150附录B（补充件）B6.3.2条规定，特殊要求可按图样执行.
4.13.5罐体真空夹层爆破片装应进行氮质谱检漏。内罐爆破片装置应按图样要求进行气密性等检查。夹层爆破片装置应设安全保护盖，4.14气体排放管
4.14.1罐体必须设置用下紧急泄压的气体排放管。对液氢罐车，排放管通径的设计应使其排放的氢气流速不大于16m／s.4.14.2连接安余阀及爆破片装置的管路，其通径而积应不小于爆破片的进口面积若罐车上装有数个爆破片，则此管路通径面积应不小于数个爆破片的进口面积之和，4.14.3液氢罐车的排放管未端应设置阻火器和防雨、雪装置。4.15压力监测装置
4.15.1罐车至少要设置-套压力监测装置。4.15.2检测用压力表精度等级应不低于1.5级，压力表盘的刻度极限值应为罐体最高工作压力的1.5～2.0，表盘直径应不小于100mm，并于压力表内表盘上在罐体设计压力和运输时允许最高压力处，涂以红色标记。4.15.3压力表的安装位罩应便下操作人员观察和维护，并应避免震动。4.16液面指示装置
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4.16.1罐体至少要设置一套抗震性能好、安全可靠的液而指示装置，4.16.2液面指示装置的安装应便下操作人员观察。液面指示装置的最高安全液位和最低指示液位，应作出明显的标记。4.17罐车的涂色和标志
4.17.1罐体的涂色和标志，除满足本标准规定外，还应符合GB7703.1和GB7703.2的要求。
4.17.2根据低温液体的种类，在外罐外表面沿罐体水乎中心线涂刷一道宽为300mm的标志带、在罐体两侧中央部位（此处标志带空出不涂色），喷写“严禁烟火”、“禁止溜放\字样，字高不小于300mm标志带及文字颜色按表2。表2
低温液体种类
标志带颜色
天蓝色
深绿色
文字颜色
4.17.3罐体两侧左上部（距上述标志带上界线200mm）应喷写罐车型号和编号，字体尺寸为100mm×100mm，字体为黑色4.17.4罐体两侧右上部（距标志带上界线200mm）喷写介质名称，如液氢、液氧或液氮，字体尺寸为200mm×200mm，字体颜色与标志颜色相同。4.17.5除军用罐车外，罐体两侧左下部（距标志带下界线200mm）应喷写：“到站××”。字体尺寸为200mm×200mm，字体为黑色，4.17.6罐车两侧右下部（距标志带下界线200mm）喷写罐车技术性能字样，包括：载重：（保留小数点后一位数字）白重：t（保留小数点后一位数字）容积：m（保留小数点后一位数字）换长：
大修日期：
（保留小数点后一位数字）
字体尺寸为70mm×70mm，黑色；计量单位和小数点后一位数字尺寸为50mm×50mm，黑色，
4.17.7罐体两侧中下部（距标志带下界线200mm）设置铭牌，铭牌铆接在铭牌底板上，铭牌底板应与外壳等厚，铭牌严禁直接铆焊在罐体上。4.18制造、检验与验收
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4.18.1罐车制造厂必须经所属国务院主管部和劳动部批准，取得铁路罐车制造许可证后，方可制造。
4.18.2新型低温罐车必须经过试制和试验，并经技术签定合格届，方可按审批图纸批量制造。
4.18.3罐车的制造和检验，必须按本标准和经过批准的图样施上和检验，凡本标准和图样及技术要求上无明确规定者，按GB150、JB／T4709和JB1580及有关规定执行．罐车走行部分应按铁道部有关规定制造和检验。4.18.4制造厂如需改变罐体和受压件材料，须经本厂总工程师同意和原设计单位技术负责人审查批准，并取得证明文件，设计单位若做结构和部件的重大改动时，应事先报部主管部门审批.
4.18.5材料检验要求：
制造罐体和受压元件的原材料，必须其有质量合格证明书，没有合格证的材料，制造厂应化验鉴定，出具证明。
材料使用前，应对材料按炉号复验化学成分，按批复验力学性能、弯曲试验和低温冲击韧性（每炉批至少检查一组试件）；逐张检查板材的表面质量；对钢厂无探伤保证的材料，应逐张进行探伤检查材料复验结果，各项性能应符合相应材料标准的规定，不合格的材料不准使用。
4.18.6焊接人员、焊接试板、焊接施工、焊缝的质量、焊缝的返修，均应按《监察规程》、GB150、JB4708和JB1580有关规定，4.18.7焊接区域内，包括对接焊缝和角焊缝的表面，不得有裂纹、气孔和咬边等缺陷，并应平滑过渡。对焊缝及热影响区需做低温夏比（V型缺口）冲击试验，其指标应符合GB150的规定，
4.18.8罐车制造时，凡与真空系统有关的零部件均需进行严格的清洁处理，表面不得有油污、灰尘、铁屑、焊渣、氧化皮及其他杂质。4.18.9罐体采用真空粉未绝热时，应采用热负压充填多孔绝热材料，装后必须震实。4.18，10罐体容积由铁道部检测部门按JJG140进行检定。4.18.11撬车试制中，要对安全附件、车辆外形尺寸进行检测；要测定罐体的蒸发损失；要进行整车空载和满载运行试验；要按GB5599和GB5601进行讠验和验收。4.18.12罐车铭牌要求：
铭牌尺寸不小于300mm×300mm，按4.14.6条要求装设。铭牌内容：
罐车的型号和编号及名称：
设计单位的设计资格证号码：
制造单位的制造许可证导码：
类别：
设计压力：
设计温度：
容积：(精确到小数点后一位)
充装介质：
载重：（精确到小数点后一位）自重：(精确到小数点后一位）
出厂编号：
出广日期：
制造」‘名称：
成品检查员的钢印：此内容来自标准下载网
压力容器检验部门的钢印，
4.18.13罐车的出厂文件：
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产品合格证、产品质量证明-书、产品使用说明书、产品备、附件清单、产品峻工总图、罐体总图。
4.18.14罐车产品质量证明书应包括：车辆走行部分及各安全附件合格证；罐体材料牌号、化学成分、力学性能的复验结果，焊接材料牌号及焊接试板的检验（合格）数据；罐体焊缝无损探伤报告；压力试验及气密性试验报告；罐体夹层真空度、放气速率试验报告；罐车总装检验报告；不符合设计的有关补充说明等，
4.19使用与管理
4.19.1使用单位的技术负责人（主管厂长或总工程师），必须对罐车的安全技术管理负责。应指定具有低温车专业知识的工程技术人员，负责安全技术管理工作。4.19.2使用单位的安全技术管理工作主要包括：a.
贯彻执行本标准和有关压力容器、铁路货车安全技术规范：b.编制罐车的安全管理制度：
c.参加罐车的试验及验收：
d．检查罐车的运行、维修和安全附件校验情况：e。罐车的检验、修理、改造和报废等技术审查；f.结合铁道部对走行部分的检修要求，编制罐车定期检验计划，并负责组织实施；：向主管部门和当地劳动部门报送当年罐车数量和变动情况的统计报表，罐车定期检验计划的实施情况，存在的主要问题等；h。罐车事故的调查分析和报告；i。操作人员的安全技术培训管理；9
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j罐车使用登记及技术资料的管理，4.19.3罐车使用单位，必须建立《罐车技术档案》，内容应包括：，罐车登记卡；
b．3.19条规定的罐车设计技术文件；4.18.13条和4.18.14条规定的出厂文件；c.
检验、检测记录，以及有关检验的技术文件和资料；d.
修理方案，实际修理情况记录，以及有关技术文件和资料；e.
罐车技术改造的方案、图样、材料质量证明书、施工质量检验及技术文件和资f.
&。安全附件检验、修理、更换记录；h。有关事故的记录资料和处理报告、4.19.4在罐车投入使用前，使用单位应按铁道部和劳动部有关要求，办理罐车上路和使用登记手续。
4.19.5使用单位应在工艺操作规程和岗位操作规程中，明确提出罐车安全操作要求，其内容至少包括：
、罐车的操作工艺指标（含最高工作压力、最高或最低工作温度)；b.罐车的岗位操作法（含操作程序和注意事项）；c.罐车使用中应重点检查的项目和部位，操作过程中可能出现的异常现象和防止措施，以及紧急情况的报告程序，4.19.6使用单位应对罐车操作人员进行安全教育和考核，操作人员应持安全操作证上岗，
4.19.7罐车发生异常现象时，操作人员应立即采取紧急措施，并按规定的报告程序，及时向本单位及有关部门报告，4.19.8装有低温液体的罐车，应单独存放于规定的安全地点，接地母线应可靠接地。存放场地应通风良好，并设有遮阳散棚、避雷、消防、排气、接地点等措施。存放时应设值班人员定时检查罐车情况，
4.19.9充装或转注低温液体：
a。罐车应停放于指定的安全地点，且车两端应设置红色信号标志并采取切实措施，防止罐车滑动，液氧罐车距其他建筑物的安全距离应不小于8m；液氢罐车与其他建筑物的安全距离应满足表3的规定；b.液氧、液氢罐车的作业现场应通风良好，严禁烟火，不得使用产生火花的工具，并将车上的接地线可靠接地；
c.严禁向空罐车直接充装或转注低温液体，必须进行吹除置换，达到合格指标并经预冷后方可充装或转注。连续使用一年的罐车，必须回升温度后再进行吹除置换，达到合10
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