Автомобильные баллоны: особенности технического регулирования
Баллоны, как правило, являются компонентами более сложных изделий. Поэтому стандартизация и унификация баллонов представляет собой важную технологическую задачу. Учитывая потенциальную опасность, которую несет кинетическая энергия сжатого газа, находящегося внутри баллона, техническое регулирование в области газовых баллонов, оказывает существенное влияние на формирование требований безопасности ко всей конструкции в целом. Для примера, давление в баллонах водородного автомобиля Toyota Mirai с системой топливных элементов составляет 70 МПа. Это обстоятельство оказывает влияние на формирование требований безопасности не только к баллонам и конструкции автомобиля, но и к конструкции заправочных станций и станций технического обслуживания и ремонта таких транспортных средств.
Особенность применения автомобильных баллонов заключается в том, что они обслуживаются в составе транспортного средства. Срок службы самого автомобиля, как правило, меньше срока службы баллонов.
Органы государственной власти строго следят за соблюдением правил безопасности эксплуатации баллонов высокого давления. ГИБДД не даст разрешение на эксплуатацию транспортного средства, работающего на газовом топливе, если параметры баллонов не соответствуют паспортным данным, требованиям национальной нормативной базы НПБ или если срок переосвидетельствования баллонов просрочен.
Кроме того, за сроком переосвидетельствования баллонов следят соответствующие службы на автомобильных газонаполнительных заправочных станциях АГНКС и АГНС. Созданы специальные пункты для переосвидетельствования баллонов. С одной стороны, такая забота государственных органов, связанная с обеспечением безопасности при использовании сосудов высокого давления, безусловно, оправдана, но, с другой стороны, есть опасность, что эта сложная бюрократическая система может начать жить по своим правилам, не соответствующим предмету и целям технического регулирования.
В отечественной практике такие примеры есть, они актуальны и сегодня. Взять например, программу перевода на газ автомобильного транспорта. За последние 100 лет это пятая волна газификации транспорта, но парк газобаллонных автомобилей и сегодня неоправданно мал. Существующие АГНКС и АГЗС не загружены, а объемы продаж газового топлива не покрывают накладные расходы на облуживание таких станций. Необходимо существенно увеличить парк газобаллонных автомобилей и расширить сеть заправочных станций.
Несмотря на усилия российского автопрома, этот парк растет медленно. Учитывая, что российский автопром не является мировым лидером в области автомобилестроения, ждать от него решения задачи быстрого насыщения рынка газобаллонными автомобилями невозможно. Решение этой задачи может быть осуществлено за счет насыщения парка страны иностранными газобаллонными автомобилями. Во многом неудачи «газового проекта» связаны с архаичной базой НПБ, как по строительству газовых заправочных станций, так и производству, техническому обслуживанию и ремонту баллонов.
Так например, требования по запасу прочности автомобильных баллонов, установленные национальной НПБ, не соответствуют международным стандартам ИСО. Ряд национальных и межгосударственных стандартов, например ГОСТ Р 51753–2001 и ГОСТ ISO 11430–2014, вступают в противоречие с требованиями международного стандарта ИСО 11439–2013 «Баллоны газовые. Баллоны высокого давления для природного газа в качестве автомобильного топлива, используемые для хранения в автомобиле» (Gas cylinders – High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles). В частности, в разработанном ОАО «РосНИТИ» и ТК 357 ГОСТ ISO 11430–2014, идентичном ISO 11439 : 2000, устанавливается разрушающее давление баллона не менее 45 МПа, что соответствует требованиям ISO 11439:2013. Однако при этом сделана ссылка на то, что для Российской Федерации разрушающее давление баллона должно быть не менее 48 МПа, что уже не соответствует ISO 11439 : 2000.
Указанные противоречия во многом связаны с тем, что технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013), устанавливающий требования к безопасности оборудования при разработке (проектировании), изготовлении (производстве), определяет запас прочности (ЗП) для отечественных баллонов, равный 2,4.
Для автомобильных баллонов с максимальным рабочим давлением (МРД) 20 МПа это соответствует разрывному давлению 48 МПа. У иностранных автомобильных баллонов, для которых требования к безопасности оборудования при разработке (проектировании), изготовлении (производстве) ТР ТС 032/2013 не устанавливаются, запас прочности может быть равен 2,25, что соответствует разрывному давлению 45 МПа (МРД – 20 МПа).
В частности, в национальном стандарте ГОСТ Р 55891–2013 «Водород газообразный и водородные смеси. Бортовые системы хранения топлива для транспортных средств» ограничения по запасу прочности 2,25 отсутствуют. Это означает, что такие баллоны и транспортные средства с такими баллонами начиная с 1 июля 2013 года могут беспрепятственно импортироваться на таможенную территорию Российской Федерации.
В соответствии с национальной программой стандартизации (ПНС) в 2016 году был разработан проект межгосударственного стандарта ГОСТ 33986–2016 «Автомобильные транспортные средства. Баллоны высокого давления для сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива. Технические требования и методы испытаний», в котором ограничения для баллонов и транспортных средств, оснащенных газовыми баллонами по запасу прочности 2,25 также отсутствуют. Указанный стандарт вступил в действие в 2017 году. Принятые Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (РОССТАНДАРТ) меры позволят значительно расширить ассортимент автомобильных газовых баллонов и автомобилей, работающих на сжатом природном газе, что должно благоприятно отразиться на увеличении парка газобаллонных автомобилей, расширении сети АГНКС и улучшении эффективности их работы.
Если говорить о развитии водородного транспорта с использованием систем топливных элементов, то следует иметь в виду, что такие автомобили являются симбиозом электромобиля и газобаллонного автомобилей. И если наши коллеги, работающие над организацией эксплуатации газобаллонных автомобилей, сумеют решить задачу расширения автомобильного парка таких транспортных средств, это будет победа всех «зеленых автофанатов». Надо понимать, что от успехов в продвижении этим машин сегодня зависит и коммерциализация водородных газобаллонных электромобилей в будущем. Пожелаем нашим коллегам успехов и удачи, они нам сегодня всем очень нужны.
Визитная карточка
Александр Юрьевич Раменский, к.т.н.
Президент Национальной ассоциации водородной энергетики (НАВЭ РФ)
вице-президент Международной ассоциации водородной энергетики (IAHE)
Председатель технического комитета РОССтАнДАРтА «водородные технологии» (ТК 029)
h2org.ru
