Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 56217-2014 "Автомобильные транспортные средства, использующие газ в качестве моторного топлива. Общие технические требования к эксплуатации на сжиженном природном газе, техника безопасности и методы испытаний" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2014 г. N 1531-ст) (отменен)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 56217-2014
"Автомобильные транспортные средства, использующие газ в качестве моторного топлива. Общие технические требования к эксплуатации на сжиженном природном газе, техника безопасности и методы испытаний"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2014 г. N 1531-ст)

Automotive vehicles using gas as a motor fuel. General technical requirements for the operation of liquefied natural gas, safety testing methods

Дата введения - 1 июня 2015 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" (ФГУП "НАМИ")

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 56 "Дорожный транспорт"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 ноября 2014 г. N 1531-ст

4 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает технические требования к эксплуатации криогенных бортовых топливных систем (далее - КБТС), установленных на автомобильных транспортных средствах (далее - АТС), работающих на сжиженном природном газе (далее - СПГ); методы испытаний.

Настоящий стандарт распространяется на КБТС, устанавливаемые на АТС категорий М и N в соответствии с ГОСТ Р 52051, снабженные двигателями внутреннего сгорания.

Технические требования к криогенным системам питания и методы их испытаний установлены в ГОСТ Р 56218.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.601-2013 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 8505-80 Нефрас-С 50/170. Технические условия

ГОСТ 9968-86 Метилен хлористый технический. Технические условия

ГОСТ Р 56218-2014 Автомобильные транспортные средства, работающие на сжиженном природном газе. Криогенные системы питания. Технические требования и методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вскипание: Процесс парообразования при снижении давления ниже равновесного значения.

3.2 дренаж: Выход паров криогенной жидкости из сосуда в окружающую среду.

3.3 дренажный вентиль: Запорный вентиль на дренажном трубопроводе.

3.4 максимально допустимый уровень жидкости: Уровень жидкости в сосуде, при котором исключено переполнение сосуда при термическом расширении жидкости.

3.5 заправочный резервуар: Резервуар, из которого производится заправка криогенной бортовой топливной системы.

4 Характеристика криогенной бортовой топливной системы

4.1 КБТС входит в состав силовой установки АТС с газовым двигателем и должна проектироваться, изготавливаться и эксплуатироваться с учетом особенностей конкретного типа силовой установки. В качестве газомоторного топлива используется сжиженный природный газ (далее - СПГ), теплофизические свойства которого можно определять как для жидкого метана (см. приложение А).

4.2 КБТС характеризуется параметрами, значения которых должны быть обоснованы при проектировании, подтверждены испытаниями и приведены в технической документации на КБТС:

- геометрический объем криогенного бака, л;

- наибольшее количество СПГ, заправляемого в бак, кг;

- рабочее давление, МПа;

- максимальная производительность испарителя, ;

- допустимое давление в баке, МПа;

- время подъема давления в баке, мин;

- время заправки холодного бака, мин;

- время заправки теплого бака, мин;

- величина потерь от испарения, кг/ч;

- масса КБТС (нетто), кг;

- АТС или силовая установка/силовые установки, для которых может быть использована данная КБТС.

Значения параметров указывают в технических условиях на конкретное изделие.

4.3 КБТС включает (см. приложение Б, рисунок Б.1):

- бак криогенный топливный (далее - БКТ);

- систему регазификации СПГ;

- запорную и распределительную арматуру;

- систему обеспечения безопасности;

- систему измерений параметров жидкой и газовой фазы;

- заправочное устройство;

- фильтры;

- трубопроводы (включая газопроводы), аппараты технологической обвязки, машинное оборудование, (включая насос для подачи СПГ в двигатель, насос для циркуляции теплоносителя и др.);

- комплект крепежных элементов;

- запасное оборудование, инструмент, принадлежности - комплект ЗИП.

Состав КБТС может уточняться при конкретном исполнении.

4.4 КБТС должна обеспечивать:

- поддержание устойчивого расхода газа на входе в газовый двигатель при любом количестве СПГ в БКТ;

- параметры мощности двигателя в соответствии с характеристиками, заявленными в технических условиях (ТУ) на двигатель;

- стабильность температуры газа на входе в двигатель;

- запуск газового двигателя в диапазоне рабочих температур, указанных в ТУ на двигатель;

- бездренажное хранение;

- возможность проведения всех технологических операций.

4.5 При эксплуатации КБТС проводят следующие технологические операции:

- хранение и регазификация СПГ на борту АТС;

- подготовка КБТС к заправке СПГ и заправка теплого и холодного БКТ;

- опорожнение и отогрев КБТС;

- проверка КБТС на герметичность;

- обезжиривание системы;

- вакуумирование изоляционного пространства.

5 Хранение и регазификация сжиженного природного газа на борту автомобильного транспортного средства

При хранении и регазификации СПГ на борту АТС необходимо обеспечить:

- устойчивую подачу газа в двигатель в необходимом количестве и при заданной температуре;

- безопасность при хранении и регазификации СПГ.

5.1 Особенности хранения сжиженного природного газа на борту автомобильного транспортного средства

5.1.1 Хранение СПГ на борту АТС может проводиться при открытом или закрытом дренажном вентиле.

5.1.2 Потери СПГ при хранении с открытым дренажным вентилем определяются величиной внешнего теплопритока (см. приложение В), значение которого приводится в эксплуатационной документации на КБТС.

5.1.3 Расчет длительности бездренажного хранения СПГ в криогенном топливном баке при различной степени заполнения приведен в приложении Г.

5.2 Меры по устранению засорения коммуникаций и аппаратов твердыми отложениями

Наиболее вероятными местами для кристаллизации являются криогенная арматура, через которую проходит СПГ, необогреваемые участки испарителя-газификатора. Перед началом отогрева следует убедиться, используя газоанализаторы или другие аппаратные средства, в отсутствии взрывоопасной концентрации метана около КБТС. Для отогрева можно использовать горячую воду. Не разрешается использовать для отогрева устройства с открытым пламенем.

5.3 Требования безопасности при хранении и регазификации сжиженного природного газа на борту автотранспортного средства

5.3.1 Хранение АТС на открытой площадке с централизованным сбросом газа на свечу проводится с открытым дренажем. В этом случае дренажный газопровод КБТС должен быть присоединен к устройству сброса на свечу. Также допускается хранение АТС на открытой площадке с открытым дренажем при сбросе газа.

5.3.2 Если в конструкции КБТС отсутствует система поддержания наименьшего допускаемого давления, то при хранении с открытым дренажем следует контролировать изменение атмосферного давления, чтобы при необходимости путем отключения дренажного устройства исключить подсос атмосферного воздуха в БКТ.

5.3.3 Проверку герметичности предохранительного клапана проводят сигнализатором или обмыливанием выходного отверстия дренажного трубопровода. При протечках предохранительного клапана эксплуатация АТС не допускается.

6 Заправка криогенной бортовой топливной системы сжиженным природным газом

6.1 Общие положения

6.1.1 В процессе заправки следует уменьшать длительность операции и сокращать потери жидкости, а также обеспечивать условия безопасности при выполнении операции.

6.1.2 Скорость заправки бака определяют расходом жидкости, зависящим от давления в заправочном резервуаре, и потерями на трение в подающих и дренажных коммуникациях.

6.1.3 Упрощенный расчет длительности заправки КБТС и потерь жидкости при заправке приведен в приложении Д. Существенное отклонение реальной длительности процесса заправки от расчетного значения свидетельствует о появлении паровой фазы в заправочной коммуникации, о засорении заправочной коммуникации или о повышенном сопротивлении дренажной коммуникации.

6.2 Порядок проведения заправки криогенной бортовой топливной системы сжиженным природным газом

6.2.1 Во время заправки давление в заправочном резервуаре поддерживают на уровне рабочего значения, но не выше, чем рабочее давление КБТС.

6.2.2 Прекращение процесса заправки проводят одним из способов:

- при срабатывании ограничителя уровня БКТ;

- по электрическому сигналу от уровнемера бака на автоматическое прекращение заправки;

- по звуковому или световому сигналу от уровнемера на прекращение заправки оператором.

6.2.3 По окончании заправки следует закрыть вентиль подачи жидкости из заправочного резервуара, снизить давление в баке до атмосферного, отсоединить заправочное устройство, закрыть заправочную горловину заглушкой.

6.3 Требования безопасности при проведении заправки криогенной бортовой топливной системы сжиженным природным газом

6.3.1 Заправку КБТС СПГ на криогенной заправочной станции проводят в автоматическом режиме управления в соответствии с технологическим регламентом станции, а заправку вне криогенной заправочной станции - по соответствующей технологии заправки, которая должна быть разработана эксплуатирующей службой, исходя из технической документации на заправщик и на КБТС.

Рекомендуются следующие значения параметров:

- наибольшее количество СПГ, заправляемого в бак. БКТ должен включать в себя механизм защиты от переполнения, предотвращающий перелив бака более чем на 90% от внутреннего объема и автоматически останавливающий заправку при заполнении;

- наименьшее допустимое давление в баке - не менее 0,3 МПа (3,0 );

- наибольшее допустимое давление в баке - не менее 1,6 МПа (16 );

- время бездренажного хранения - не менее 72 ч;

- потери от испарения (на жидком азоте) - не более 0,18 кг/ч.

6.3.2 При проведении заправки КБТС СПГ двигатель АТС не должен работать.

6.3.3 Перед заправкой должны быть приняты меры, исключающие самопроизвольное движение АТС.

6.3.4. При заправке из питающего резервуара (вне криогенной заправочной станции) необходимо обеспечить заземление питающего резервуара.

6.3.5 Подсоединение и отсоединение заправочного устройства к заправочной горловине проводят при атмосферном давлении в БКТ.

6.3.6 В процессе заправки давление в питающем резервуаре в соответствии с 6.2.1 не должно превышать значение рабочего давления в КБТС.

6.3.7 Движение АТС по окончанию заправки необходимо начинать только после отсоединения заправочного устройства и установки заглушки на горловину.

7 Опорожнение и отогрев криогенного топливного бака

7.1 Штатное опорожнение криогенного топливного бака

7.1.1 Штатное опорожнение БКТ проводят перед заездом АТС в помещение до проведения регламентных работ и ремонта КБТС. Штатное опорожнение с последующим отогревом БКТ также проводят для удаления накопившихся в нем примесей, восстановления вакуума в изоляционном пространстве, ремонта и технического освидетельствования КБТС.

7.1.2 Допускается вырабатывать остаток СПГ при работе двигателя АТС на холостом ходу.

7.1.3 Опорожнение заканчивают при полном удалении СПГ из бака. Контроль над полным опорожнением проводят через трубопровод нижнего слива или по уровнемеру (если трубопровод нижнего слива отсутствует). Определение длительности процесса и расхода газа на отогрев БКТ производят в соответствии с приложением Е.

7.2 Аварийное опорожнение криогенного топливного бака

7.2.1 Аварийное опорожнение бака КБТС проводят при нарушении герметичности тепловой изоляции (неуправляемое повышение давления в баке), или при разгерметизации системы (утечки СПГ, наблюдаемые визуально), при засорении коммуникаций, арматуры и испарителей твердыми отложениями.

7.2.2 Для проведения аварийного опорожнения КБТС необходимо остановить АТС, вызвать резервную цистерну и перелить в нее СПГ. Если цистерну вызвать невозможно, то в ближайшем месте, удаленном от жилых и промышленных зданий, с подветренной или перпендикулярной ветру стороны от КБТС слить СПГ на грунт с последующим испарением в атмосферу. После полного испарения жидкости необходимо закрыть запорную арматуру КБТС и транспортировать АТС на буксире.

7.2.3 При аварийном опорожнении на грунт следует за счет регулирования скорости опорожнения поддерживать площадь пятна СПГ на грунте не более 1,5  (рекомендуется не более 1,0 ). Скорость опорожнения регулируют вентилем слива или давлением в БКТ.

8 Периодическое устранение загрязнений криогенной бортовой топливной системы в процессе эксплуатации (обезжиривание)

8.1 Наибольшая часть высококипящих примесей накапливается в следующих узлах:

- испаритель;

- нижняя часть криогенного резервуара (район слива);

- арматура.

8.2 Удаление накопившихся примесей из узлов системы КБТС проводят путем продувки системы горячим воздухом или промывки ее неорганическими растворителями.

8.3 Перечень оборудования, приспособлений и материалов, используемых при промывке КБТС растворителями, а также порядок проведения работ приведены в приложении Ж.

9 Проверка криогенной бортовой топливной системы на герметичность

9.1 Методы испытаний криогенных бортовых топливных систем автотранспортных средств, общие положения

9.1.1 Приемочные испытания проводят на головном образце КБТС, разработанной для конкретного типа АТС.

9.1.2 Целью испытаний является проверка соответствия технических показателей изделия требованиям технических условий и настоящего стандарта.

9.1.3 Испытания включают проверку:

- прочности крепления оборудования КБТС при перегрузках в соответствии с 9.2;

- основных технических характеристик КБТС, приведенных в технической документации на изделие согласно 4.2;

- условий работы КБТС совместно с двигателем согласно 4.3; 4.4;

- регламента на основные технологические операции согласно 4.5.

Объем и методы испытаний арматуры и отдельных устройств КБТС определяет их изготовитель.

9.1.4 Изделие допускают к испытаниям при полной комплектности оборудования, технической документации на изделие и при отсутствии замечаний после внешнего осмотра изделия.

9.1.5 Проверку на герметичность элементов КБТС проводят в соответствии с 9.3.

9.1.6 При обнаружении течи контрольного газа в месте соединения устройства допускаются повторный монтаж газовых соединений и проведение повторного испытания.

9.1.7 Перед началом заполнения КБТС сжиженным природным газом проводят "теплую" опрессовку системы в соответствии с 9.3 и проверяют герметичность КБТС в целом, включая заправочный узел.

9.1.8 Для подготовки КБТС к приему СПГ необходимо заменить газовую атмосферу в БКТ на рабочую среду (природный газ) методом полоскания (трехкратным периодическим разбавлением газообразным азотом) или вакуумированием внутреннего сосуда и других элементов КБТС.

9.1.9 Техническое обслуживание КБТС во время испытаний проводят в соответствии с технической документацией на изделие.

9.1.10 Заданные и фактические данные, полученные при испытаниях, отражают в протоколах испытаний, утвержденных в установленном порядке.

9.2 Проверка прочности крепления оборудования

9.2.1 Проверку прочности крепления оборудования КБТС на соответствие требованиям 4.10 ГОСТ Р 56218 проводят:

- расчетным методом;

- методом статических испытаний, имитирующих соответствующие величины перегрузки, с приложением их к центру масс БКТ;

- методом динамических испытаний АТС (на удар).

9.3 Проверка на герметичность элементов криогенной бортовой топливной системы

Проверку на герметичность элементов КБТС допускается проводить:

- путем заполнения КБТС газом с температурой окружающей среды при рабочем давлении с последующим обмыливанием разъемных соединений или по падению давления в системе ("теплая" опрессовка);

- путем заполнения КБТС жидким азотом или СПГ при рабочем давлении, с визуальным контролем разъемных соединений и сварных швов ("холодная" опрессовка);

- путем контроля воздушной среды вокруг КБТС с помощью газоанализатора или сигнализатора (контроль воздушной среды).

9.4 Проверка качества теплоизоляции и времени бездренажного хранения

9.4.1 Целью испытаний является подтверждение величины испарения и длительности бездренажного хранения, приведенных в технической документации на изделие.

9.4.2 Все клапаны и вентили перед испытаниями закрывают и проверяют на герметичность.

9.4.3 Качество теплоизоляции определяют потерями от испарения жидкого азота. Потери от испарения жидкого азота должны быть не более 0,18 кг/ч.

9.4.4 Длительность бездренажного хранения СПГ определяют по скорости повышения давления в БКТ при закрытых вентилях и клапанах. Повышение давления определяют по манометру КБТС.

9.4.5 Если время бездренажного хранения более 72 ч, то допускается определять длительность бездренажного хранения расчетным путем, используя экспериментально определенные значения теплопритоков к БКТ.

9.5 Состав и порядок согласования эксплуатационной документации на криогенную бортовую топливную систему

9.5.1 Эксплуатационная документация на КБТС включает:

- инструкцию по эксплуатации;

- паспорт на бак криогенный топливный установленной формы;

- паспорт-формуляр на КБТС согласно ГОСТ 2.601.

9.5.2 Разрешение на ввод в эксплуатацию КБТС выдается лицом, назначенным приказом по организации, эксплуатирующей КБТС, для осуществления производственного контроля над соблюдением требований промышленной безопасности при эксплуатации сосудов, работающих под давлением, на основании документации изготовителя после технического освидетельствования и проверки организации обслуживания.

9.5.3 Разрешение на ввод КБТС в эксплуатацию записывают в паспорте-формуляре на КБТС.

9.5.4 На каждую КБТС после выдачи разрешения на его эксплуатацию должны быть нанесены краской на видном месте или на специальной табличке форматом не менее 200 мм на 150 мм:

- регистрационный номер предприятия;

- рабочее и пробное давление;

- число, месяц и год последующих осмотров и испытаний.

9.6 Контроль воздушной среды

9.6.1 Контроль воздушной среды вокруг КБТС с помощью газоанализатора или сигнализатора проводят при рабочих температурах без специального повышения давления в системе.

9.6.2 Контроль воздушной среды проводят, как правило, при ежедневном осмотре КБТС:

- для проверки узла заправки на герметичность при заправке КБТС СПГ;

- при подозрениях на нарушение герметичности КБТС.

9.6.3 В качестве сигнализаторов можно использовать приборы (течеискатели) с допускаемой абсолютной погрешностью не ниже 5% от нижнего концентрационного предела распространения пламени, то есть погрешность не должна превышать 0,25%.

9.6.4 Перед проверкой на герметичность следует убедиться, что отсутствует фоновая концентрация метана в атмосферном воздухе.