Zbiorniki LPG - bezpieczeństwo przede wszystkim

Wymagania

Zbiorniki LPG jako urządzenia ciśnieniowe podlegają obowiązkowi dozoru technicznego, a ich zastosowanie w samochodach powoduje, że są budowane w oparciu o szczegółowe wymagania zawarte w regulaminie homologacyjnym nr 67 EKG ONZ (Europejska Komisja Gospodarcza Organizacji Narodów Zjednoczonych). Dzięki temu nadzór nad zbiornikami LPG jest prowadzony już od etapu ich projektowania, a obowiązek dozoru technicznego zapewnia pełne bezpieczeństwo eksploatowanego już zbiornika.

Zbiornik LPG musi zapewnić możliwość  bezpiecznego przechowywania LPG, którego ciśnienie w zależności od temperatury otoczenia może sięgać nawet 2 MPa. W procesie konstruowania przyjmuje się jeszcze wyższe ciśnienie obliczeniowe o wartości 3 MPa.

Materiały

Wymagania regulaminu 67 nakazują wykonywanie samochodowych zbiorników LPG ze stali zgodnych z normą EN 10120. Określa ona wymagania dla stali na urządzenia ciśnieniowe.

Są to stale niestopowe o niskiej zawartości węgla (do 0,2%). Materiały stosowane na zbiorniki LPG z powodzeniem poddają się obróbce mechanicznej (także tłoczeniu). Są to także materiały dobrze spawalne. Obie te cechy są bardzo ważne ponieważ te technologie są wykorzystywane w produkcji zbiorników LPG.

Konstrukcja

Najczęściej spotykane zbiorniki LPG mają kształt toroidalny (dostosowany do montażu w miejscu koła zapasowego) lub walcowy (montowane w przestrzeni bagażowej). Czasami buduje się także zbiorniki o innych kształtach, specjalnie dostosowane do miejsca montażu w samochodzie (np. podwójne walcowe). Z reguły są to jednak zbiorniki przeznaczone dla producentów samochodów na pierwszy montaż w nowych pojazdach.

fot. STAKOProdukcja zbiorników LPG w firmie STAKO

W zależności od wielkości zbiornika LPG grubość jego płaszcza może wynosić od około 2,5 do 4 mm. Grubość wynika z obliczeń wytrzymałościowych oraz zapisów w regulaminie. Definiuje on obliczeniową metodę określającą minimalną grubość ścianek zbiornika LPG.

Technologia

fot. gazeo.plSprawdzanie próbki stali na rozciąganie

Oprócz grubości płaszcza i dennic regulamin Nr 67 określa także sposób łączenia poszczególnych elementów zbiorników oraz rodzaj spoin jakie należy stosować w tych połączeniach. Spoiny zbiorników LPG poddaje się kontroli radiograficznej (prześwietla się je). Szczególną uwagę przywiązuje się do wykonywania najbardziej odpowiedzialnych połączeń, czyli mocowania płyty armaturowej i króćca wielozaworu, a także elementów za pośrednictwem których zbiornik jest mocowany do nadwozia.

Testy

Materiał rodzimy zbiornika wraz ze spoinami określonej liczby zbiorników z serii produkcyjnej jest poddawany badaniom wytrzymałościowym na rozciąganie i zginanie. Próbki materiałów są pobierane ze ściśle określonych w regulaminie miejsc. Polega to na wycięciu niewielkich próbek materiału zbiornika oraz spoin i poddaniu ich badaniom pod kątem wytrzymałości na rozciąganie i zginanie na specjalnych stanowiskach laboratoryjnych.

fot. gazeo.plZbiorniki LPG muszą rozrywać się w ściśle określony sposób, przede wszystkim bez powstawania odłamków

Rozrywanie

Zbiorniki poddaje się także próbom rozrywania pod działaniem ciśnienia hydraulicznego. Ciśnienie w czasie próby musi w odpowiedni sposób narastać, a jego zmiany muszą być rejestrowane w czasie. Określone w regulaminie Nr 67 EKG ONZ minimalne ciśnienie, przy którym może nastąpić rozerwanie zbiornika LPG wynosi 6,75 MPa. W praktyce ciśnienie rozrywające zbiornik jest znacznie większe i osiąga wartości nawet 12 MPa. Ciśnienie robocze panujące w zbiorniku w czasie normalnej eksploatacji nie przekracza 2 MPa.

Rozerwanie zbiornika musi nastąpić po odpowiednim, określonym w regulaminie wzroście jego objętości (od 8 do 20% w zależności od typu zbiornika). Bardzo ważnym wymogiem regulaminowym jest także to, że przy rozerwaniu zbiornika nie może nastąpić jego fragmentacja (nie mogą powstawać odłamki, które mogłyby kogoś zranić).