文/王如君 魯長(zhǎng)波 徐曦萌 多英全 王媛媛

根據(jù)《應(yīng)急管理部辦公廳關(guān)于印發(fā)2020年應(yīng)急管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)計(jì)劃的通知》（應(yīng)急廳函〔2020〕3號(hào)），安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ/T3001—2021《加油（氣）站油（氣）儲(chǔ)存罐體阻隔防爆技術(shù)要求》以AQ3001—2005為依托，對(duì)加油（氣）站油（氣）儲(chǔ)存罐體阻隔防爆安全技術(shù)提出要求。

現(xiàn)行AQ3001—2005《汽車加油（氣）站、輕質(zhì)燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆技術(shù)儲(chǔ)罐技術(shù)要求》（以下簡(jiǎn)稱“AQ3001—2005”），由于制定時(shí)間較早，主要針對(duì)的是當(dāng)時(shí)唯一較成熟的阻隔防爆材料鋁合金。實(shí)際使用證明，鋁合金材質(zhì)的阻隔防爆技術(shù)材料由于本身自重塌陷，會(huì)極大污染儲(chǔ)存介質(zhì)，堵塞儲(chǔ)罐油路，對(duì)儲(chǔ)罐原有功能造成嚴(yán)重的影響。同時(shí)其制定的技術(shù)要求已無法滿足現(xiàn)在的阻隔防爆材料技術(shù)發(fā)展要求。

根據(jù)《應(yīng)急管理部辦公廳關(guān)于印發(fā)2020年應(yīng)急管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)計(jì)劃的通知》（應(yīng)急廳函〔2020〕3號(hào)），中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院和軍事科學(xué)院軍事新能源技術(shù)研究所等單位負(fù)責(zé)AQ/T 3001—2021《加油（氣）站油（氣）儲(chǔ)存罐體阻隔防爆技術(shù)要求》（以下簡(jiǎn)稱“AQ/T 3001—2021”）的制定工作。AQ/T 3001—2021是以AQ3001—2005為依托，對(duì)加油（氣）站油（氣）儲(chǔ)存罐體（以下簡(jiǎn)稱“儲(chǔ)罐”）阻隔防爆安全技術(shù)提出要求。

新舊標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)比

AQ/T 3001—2021的修訂主要包括以下4個(gè)方面的內(nèi)容。

修訂阻隔防爆材料基本物理性能參數(shù)指標(biāo)

AQ3001—2005中 僅 對(duì) 采 用特種合金制成的阻隔防爆材料的基本物理性進(jìn)行了限定要求，包括外觀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸，無法滿足對(duì)目前其他種類主流阻隔防爆材料的基本物理性能進(jìn)行規(guī)范的目的。且AQ3001—2005標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語定義也與發(fā)展現(xiàn)狀不符，應(yīng)作出修訂，例如應(yīng)修訂留空率、置換率等術(shù)語和定義，使其與國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r相一致；同時(shí)，應(yīng)增加容積降低率指標(biāo)，更能說明阻隔防爆材料對(duì)燃料實(shí)際使用產(chǎn)生的影響。

修訂阻隔防爆材料的性能要求

在AQ3001—2005中，對(duì)于阻隔防爆材料的性能要求，僅在條款5.1.3、5.1.5中簡(jiǎn)單提到對(duì)阻隔防爆材料與儲(chǔ)存介質(zhì)相容性和振動(dòng)性能的要求，且沒有具體指標(biāo)限定。

本次修訂著重增加了阻隔防爆材料與油品或石油氣的相容性指標(biāo)。相容性指標(biāo)是考核阻隔防爆材料最為重要的指標(biāo)之一，必須做到在使用壽命周期內(nèi)，使用的阻隔防爆材料不能與儲(chǔ)存介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，才能確保阻隔防爆材料的加入不會(huì)對(duì)接觸介質(zhì)（油品或石油氣）的品質(zhì)產(chǎn)生影響，并且應(yīng)建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法體系將相容性指標(biāo)量化。

相容性測(cè)試后應(yīng)考核阻隔防爆材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的變化，以確保阻隔防爆材料的防爆性能不會(huì)發(fā)生變化或失效。振動(dòng)試驗(yàn)是對(duì)阻隔防爆材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的考量指標(biāo)，阻隔防爆材料安裝后會(huì)經(jīng)常受到儲(chǔ)存介質(zhì)反復(fù)填充的沖擊和振動(dòng)，將耐振動(dòng)性能指標(biāo)量化，能夠反映出阻隔防爆材料結(jié)構(gòu)使用的耐久性。還應(yīng)增加對(duì)阻隔防爆材料的導(dǎo)靜電和阻燃性能的要求，以滿足非金屬基阻隔防爆材料在油品或石油氣領(lǐng)域使用的基本要求。

修訂阻隔防爆材料的防爆性能要求

在AQ3001—2005中，對(duì)阻隔防爆材料的防爆性能要求僅有燃爆增壓一項(xiàng)，采用的試驗(yàn)裝置是激波管。由于激波管采用小分子可燃?xì)怏w（如丙烷等）作為防爆介質(zhì)進(jìn)行點(diǎn)火爆炸試驗(yàn)，但小分子可燃?xì)怏w的爆炸特性與輕質(zhì)石油燃料（如汽油或柴油）飽和蒸氣的爆炸特性有很大不同，不能反映汽油或柴油燃料真實(shí)爆炸的情況，并且激波管內(nèi)的爆炸條件與真實(shí)的燃料爆炸相差太多，與外場(chǎng)的爆炸相比，二者點(diǎn)火能量相差上萬倍，爆炸后的瞬間壓力相差幾百倍，爆炸后的溫度差幾十倍。因此AQ3001—2005中的激波管燃爆增壓試驗(yàn)作為考核防爆性能的最終依據(jù)缺乏合理性。

修訂用戶使用環(huán)節(jié)的要求

在AQ3001—2005中，僅對(duì)阻隔防爆材料、裝置安裝和清洗過程的安全性和操作規(guī)范進(jìn)行了要求，對(duì)于其便捷性沒有作出要求。本次修訂增加了便捷性條款，要求采用阻隔防爆技術(shù)的儲(chǔ)罐應(yīng)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化裝填和清洗，這也是近幾年來用戶普遍反映的問題。按照此次修訂提出的儲(chǔ)罐阻隔防爆技術(shù)要求，可避免大部分情況下儲(chǔ)罐因不同意外情況產(chǎn)生的爆炸，能夠顯著提升現(xiàn)有儲(chǔ)罐的整體防護(hù)水平。

此次標(biāo)準(zhǔn)的修訂同時(shí)也建立了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法體系，提升了現(xiàn)有儲(chǔ)罐使用阻隔防爆材料不能跟隨技術(shù)發(fā)展水平的短板，有利于行業(yè)健康發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)要求

AQ/T 3001—2021規(guī)定了儲(chǔ)罐采用阻隔防爆技術(shù)的要求、檢測(cè)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、分類和標(biāo)記以及技術(shù)文件，適用于建設(shè)各種場(chǎng)所的儲(chǔ)罐阻隔防爆的設(shè)計(jì)、制造、安裝和驗(yàn)收。同時(shí)，AQ/T 3001—2021中加氣站儲(chǔ)罐要求僅適用于液化石油氣（LPG）儲(chǔ)罐，不適用于壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）和液化-壓縮天然氣（L-CNG）儲(chǔ)罐。

阻隔防爆技術(shù)一般要求

AQ/T 3001—2021規(guī)定了采用阻隔防爆技術(shù)后，儲(chǔ)罐應(yīng)滿足以下要求：

一是儲(chǔ)罐的有效容積率應(yīng)不大于6%。由于儲(chǔ)罐內(nèi)部阻隔防爆材料的加入，應(yīng)要求其對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)部的原有容積基本不能產(chǎn)生影響，即不能顯著影響儲(chǔ)罐自身固有的有效填裝容積。主要是考慮到阻隔防爆材料填充到罐體中使用，基本的要求是不能影響罐體的原有性能，即自身固有的裝填容積。美軍標(biāo)MIL PRF 87260B《Performance Specification FoamMaterial,ExplosionSuppres sion,Inherently Electrostatically Conductive, for Aircraft Fuel Tanks》和MIL B 87162A《Military Specification Baffle Material,Explosion Suppression, Expanded Aluminum Mesh, For Aircraft Fuel Tanks》分別對(duì)防爆材料填充在油箱中使用的燃油置換率和燃油滯留率作出要求。燃油置換率和燃油滯留率兩個(gè)指標(biāo)要放在一起考慮，這是因?yàn)槎咧头从沉藘?chǔ)罐容積的損失。因此本標(biāo)準(zhǔn)定義了燃油置換率和燃油滯留率之和作為阻隔防爆材料填充后造成罐體的容積降低率。

因此，先測(cè)定置換率和滯留率，計(jì)算置換率和滯留率之和為容積降低率。測(cè)定方法按照J(rèn)T/T 1046—2016《道路運(yùn)輸車輛油箱及液體燃料運(yùn)輸罐體阻隔防爆安全技術(shù)要求》（以 下 簡(jiǎn) 稱“JT/T 1046—2016”）附錄A執(zhí)行。

二是阻隔防爆材料應(yīng)能采用機(jī)械化方式安裝、取出和清洗。通常儲(chǔ)罐的容積較大，通過人工操作的方式進(jìn)行阻隔防爆材料的安裝、取出和清洗，效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高，因此要求能夠采用機(jī)械化方式安裝、取出和清洗。

阻隔防爆材料要求

AQ/T 3001—2021規(guī)定了采用的阻隔防爆材料本身應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：

一是體積電阻率應(yīng)不大于1.0×108Ω·m，測(cè) 定 方 法 符 合GB/T 31838.2—2019《固體絕緣材料 介電和電阻特性 第2部分：電阻特性(DC方法) 體積電阻和體積電阻率》要求。為了避免罐體填充非金屬類阻隔防爆材料后，在裝卸油（氣）過程中，儲(chǔ)存介質(zhì)與非金屬類阻隔防爆材料相互碰撞摩擦積累靜電，引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)，阻隔防爆材料應(yīng)具有導(dǎo)電能力，因此提出體積電阻率指標(biāo)。

二是阻隔防爆材料應(yīng)具備良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，確保在裝入儲(chǔ)罐后，在安裝或使用過程中不發(fā)生塌陷。由于儲(chǔ)罐大部分容積較大，需要的阻隔防爆材料體積較大，中國(guó)石油化工集團(tuán)公司等用戶單位以使用報(bào)告和聯(lián)合發(fā)文的形式，明確提出鋁合金類阻隔防爆材料填充至罐體運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，存在材料自身結(jié)構(gòu)坍塌和變形等損壞現(xiàn)象，一定程度破壞了阻隔防爆材料效果。同時(shí)出現(xiàn)了影響罐體安全附件、輸送油料泵體油路正常工作等問題。為了保證儲(chǔ)罐的正常工作和阻隔防爆材料的長(zhǎng)期有效性，故AQ/T 3001—2021在附錄A的相容性試驗(yàn)中增加了相容性試驗(yàn)前后對(duì)材料整體結(jié)構(gòu)保持能力的考核。

三是燃燒性能等級(jí)應(yīng)滿足GB/T8624—2002《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》的B2級(jí)。由于阻隔防爆材料在阻止爆炸壓力、溫度的快速傳遞，阻止爆炸擴(kuò)大的過程中，需要吸收大量的熱量，同時(shí)接觸空氣，如果本身材料燃燒性能不達(dá)標(biāo)，容易造成已經(jīng)達(dá)到阻隔防爆效果后，因材料自身的猛烈燃燒，使儲(chǔ)存介質(zhì)重新面臨劇烈燃燒爆炸的危險(xiǎn)。因此AQ/T 3001—2021規(guī)定，阻隔防爆材料本身應(yīng)難燃，燃燒性能等級(jí)達(dá)到GB/T8624—2002《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》的B2級(jí)。

四是使用阻隔防爆技術(shù)后不應(yīng)對(duì)罐體液體燃料性質(zhì)產(chǎn)生影響，阻隔防爆材料與液體燃料的相容性，也是AQ/T 3001—2021中要求最為苛刻、最為重要的考核指標(biāo)。相容性試驗(yàn)前后，阻隔防爆材料的力學(xué)性能指標(biāo)及儲(chǔ)存介質(zhì)的理化性能指標(biāo)變化值不超出其精密度測(cè)量范圍。

由于M85甲醇汽油是目前市場(chǎng)上活性最高的液體燃料，因此，在相容性試驗(yàn)中采用M85甲醇汽油對(duì)不同種類阻隔防爆材料進(jìn)行相容性測(cè)試，采用的MA85甲醇汽油應(yīng)滿足GB/T 23799—2009《車用甲醇汽油（M85）》要求。阻隔防爆材料與M85甲醇汽油在相容性試驗(yàn)中，如果材料和M85甲醇汽油的性能指標(biāo)均不超過精密度測(cè)量范圍，則判定阻隔防爆材料與其他種類的油品均具有良好的相容性。

五是阻隔防爆材料在振動(dòng)耐久性試驗(yàn)后，產(chǎn)生的碎屑質(zhì)量不大于1.0mg/L。由于儲(chǔ)罐經(jīng)常需要進(jìn)行裝卸油操作，儲(chǔ)存介質(zhì)快速?zèng)_刷、振蕩裝填在儲(chǔ)罐內(nèi)的阻隔防爆材料，形成結(jié)構(gòu)振動(dòng)。因此，必須對(duì)阻隔防爆材料的振動(dòng)耐久性進(jìn)行規(guī)范，避免因結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生過多碎屑，堵塞管路。

阻隔防爆性能要求

AQ/T 3001—2021中規(guī)定，采用阻隔防爆技術(shù)后，罐體的防爆性能應(yīng)滿足以下要求：

一是在燃爆增壓試驗(yàn)中，試驗(yàn)容器內(nèi)燃爆增壓值不大于0.14MPa，測(cè)試方法符合JT/T 1046—2016中附錄D的要求。參照J(rèn)T/T 1046—2016及相關(guān)專利的規(guī)定，在形狀、容積、初始?jí)毫蜏囟纫欢ǖ拿荛]容器內(nèi)，特定濃度的某種可燃?xì)怏w和空氣的混合氣體經(jīng)相同點(diǎn)火能量和相同點(diǎn)火方式點(diǎn)燃后，其燃爆峰值壓力是一定的。在相同測(cè)試條件下，測(cè)定出安裝和未安裝阻隔防爆材料的燃爆峰值壓力，計(jì)算出燃爆增壓值ΔP值，即可對(duì)該阻隔防爆材料的防爆性能予以評(píng)定。裝置示意圖如圖1所示。

用激波管內(nèi)各位置壓力峰值的平均增加值來表征阻隔防爆材料的防爆性能，定義燃爆增壓如下：

式中：

P1…Pn：激波管內(nèi)各傳感器檢測(cè)到的爆炸后峰值壓力；

P0：激波管內(nèi)各傳感器檢測(cè)到的爆炸前壓力，即大氣壓力；

ΔP1、ΔP2、ΔP3、ΔP4、ΔP5、ΔP6：激波管不同位置處峰值壓力增加值；

圖1 阻隔防爆性能激波管測(cè)試裝置示意圖

n：激波管中能測(cè)量到燃爆壓力的傳感器數(shù)量。

二是在靜爆試驗(yàn)中，試驗(yàn)容器內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)不發(fā)生二次爆炸。測(cè)試方法符合JT/T 1046—2016中附錄E的要求。等效靜爆試驗(yàn)是所有防爆性能評(píng)定中重復(fù)性最好的方法，得益于其引爆位置可以精確固定，引爆能量可以準(zhǔn)確控制，試驗(yàn)油桶和試驗(yàn)油料也可以很好重復(fù)。等效靜爆的藥量和燃料油數(shù)量決定了爆炸的苛刻程度，以5L油桶中裝有3L的軍用柴油，以雷管引爆10g海薩爾-3型高能炸藥為例，瞬間產(chǎn)生的起爆能量可達(dá)56000J。因此該項(xiàng)要求既能較好地判定阻隔防爆材料的防爆性能，作為產(chǎn)品質(zhì)量控制方法又具備較好的操作性。

三是在烤燃試驗(yàn)中，試驗(yàn)容器內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)不發(fā)生二次爆炸。測(cè)試方法符合JT/T 1046—2016中附錄F的要求?？救荚囼?yàn)主要是模擬考察罐體在實(shí)際的使用過程中，遇到意外事故等造成燃料泄漏著火的情況下，罐體在火中烘烤情況下的安全性能要求。

四是在破甲戰(zhàn)斗部穿透試驗(yàn)中，試驗(yàn)容器內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)不發(fā)生爆炸。測(cè)試方法符合JT/T 1046—2016中附錄G的要求。該項(xiàng)要求主要是針對(duì)邊疆地區(qū)維穩(wěn)的需求，防止恐怖分子利用火箭彈打擊加油（氣）站儲(chǔ)存罐體，造成大量傷亡。在試驗(yàn)過程中試驗(yàn)油桶、試驗(yàn)油料、引爆藥量、打擊位置等因素都可以準(zhǔn)確控制，因此其優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)試驗(yàn)的重復(fù)性較好，組織試驗(yàn)較為方便，具備較好的操作性。

阻隔防爆材料的安裝

阻隔防爆材料的材質(zhì)和規(guī)格選用，應(yīng)依據(jù)儲(chǔ)罐和所存儲(chǔ)燃料介質(zhì)的要求進(jìn)行。阻隔防爆材料的安裝首要考慮的是材料的填充密度和留空率，這關(guān)系到儲(chǔ)罐本身使用性能、有效容量等重要指標(biāo)，其次還有對(duì)罐體其他部件的影響。

一是填充密度。根據(jù)國(guó)內(nèi)目前的阻隔防爆材料生產(chǎn)工藝，注塑工藝生產(chǎn)的阻隔防爆材料填充密度為60～80 kg/m3，拉網(wǎng)工藝生產(chǎn)的阻隔防爆材料，填充密度為25～35 kg/m3，發(fā)泡工藝生產(chǎn)的阻隔防爆材料，填充密度為19～25 kg/m3。綜合各項(xiàng)情況，確定為填充密度不大于80kg/m3。

二是留空率。參照AQ3001—2005中5.4.2部分阻隔防爆材料的留空率、置換率和填充密度要求，規(guī)定阻隔防爆材料留空率要求為：罐體體積小于25 m3時(shí)，留空率不大于8%，其他情況下留空率不大于10%，AQ3001—2005中關(guān)于留空率要求可繼續(xù)在AQ/T 3001—2021中延用。

三是對(duì)罐體其他部件的影響。AQ/T 3001—2021規(guī)定，阻隔防爆材料安裝時(shí)，不應(yīng)進(jìn)入罐體的裝卸料管路，不應(yīng)影響罐體安全附件的正常工作

。