關(guān)于氣瓶充裝行業(yè)發(fā)展方向的思考

氣體對于國民經(jīng)濟的發(fā)展至關(guān)重要，各種氣體應(yīng)用于各行各業(yè)，其作用相當于電對我們生活的重要性一樣，是最基礎(chǔ)的工業(yè)產(chǎn)品。我們常見的醫(yī)療用氧氣，生活用煤氣、天然氣，工業(yè)用氮氣、氬氣、二氧化碳，半導體用電子氣體，標準行業(yè)用標準氣體，以及科技前沿用氙氣等種類繁雜，不一而足。氣體如此重要，但由于大眾對其了解不深，接觸使用量少，故而成為一個不為大眾熟知的偏門行業(yè)。

氣體在使用上分為液態(tài)氣體大宗供氣和管道大宗供氣及瓶裝氣體供氣三種形式，其中瓶裝氣體供氣適用于使用量少、使用地點零散、經(jīng)常進行移動作業(yè)等區(qū)域。雖然大宗供氣近年來發(fā)展突飛猛進，但瓶裝氣體依舊是氣體行業(yè)的主力軍，而且長久看會長期存在。

本文主要探討瓶裝氣體充裝的發(fā)展方向。

氣瓶充裝目前現(xiàn)狀
目前充裝站主要工藝是：貯槽液體（或供氣設(shè)施）→充裝泵（壓縮機）加壓→匯流排充裝，充裝過程中有些氣體是通過壓力來確定是否充滿，有些氣體是用磅秤計量是否充滿。

氣體充裝過程中由于氣體自身性質(zhì)及包裝容器屬于壓力容器，充裝過程充滿危險性，如有些氣體易燃易爆有毒有害充裝過程泄漏，氣瓶檢查不到位等都會出現(xiàn)無法控制的事故。而目前充裝站都需要大量人員進行現(xiàn)場操作，一旦出現(xiàn)事故，人員安全無法得到保障。即使現(xiàn)在流行的花籃式充裝，也只是對匯流排的形式及遠程控制充裝進行了改變，仍然需要人工進行卡具連接和瓶閥的開關(guān)及其他現(xiàn)場操作，而開關(guān)瓶閥恰恰是充裝事故的高發(fā)期，這種改進部分降低了勞動強度，但相對于解決充裝難題和投入成本來說，收割了不少人的智商稅。

氣瓶充裝的目標
無人化充裝是氣瓶充裝的目標，它既可以完全降低勞動強度，提高充裝質(zhì)量控制，又可以避免在事故出現(xiàn)時對人的損害。

無人充裝需要解決的技術(shù)難題
氣瓶充裝前、充裝中、充裝后的自動識別和檢查；
氣瓶在車間內(nèi)的自由移動；
氣瓶瓶閥瓶嘴的自動識別及自動卡具連接；
氣瓶瓶閥的開關(guān)及檢測；
氣瓶充裝管路自控閥的研發(fā)；
氣瓶充裝控制及上傳系統(tǒng)的研發(fā)；
氣瓶全自動外測法水壓試驗系統(tǒng)的研發(fā)；
氣瓶外觀自動處理系統(tǒng)的研發(fā)；
氣瓶自動烘干系統(tǒng)的研發(fā)；
氣瓶內(nèi)壁自動處理系統(tǒng)的研發(fā)；
氣體企業(yè)內(nèi)部管理系統(tǒng)整合。
協(xié)力氣體對上述難題的研發(fā)進度
1．目前國內(nèi)施行的二維碼追溯系統(tǒng)起到了一定效果，但因無法自動掃描，增加人工，使用和監(jiān)管效果不佳。協(xié)力氣體研發(fā)RFID氣瓶追蹤系統(tǒng)克服了掃描遺漏缺點，并節(jié)省了人力。在充裝前、中、后的自動識別及氣體銷售中的追蹤已得以應(yīng)用，取得良好效果。唯一不足是氣瓶外觀檢查及氣瓶余氣判定仍需人工進行。

2．AGV小車和智能行車是實現(xiàn)氣瓶在車間內(nèi)自由移動的主要工具，目前協(xié)力激光導航AGV小車已調(diào)試成功，正在進行地面加固施工，預(yù)計2023年3月份前投入使用。

3．氣瓶瓶閥瓶嘴識別、卡具自動連接、瓶閥的開關(guān)及檢測，協(xié)力在秤量法氣體充裝中已投入使用幾年，期間多次改造，目前效果良好?，F(xiàn)正在研發(fā)散瓶集中充裝，難點是在直徑219mm范圍內(nèi)實現(xiàn)尋找瓶嘴、連接卡具、開關(guān)瓶閥，其中電動防錯裝卡具已實驗成功，氣動防錯裝卡具正在試驗調(diào)試。試驗成功后，協(xié)力將在壓力法氣體充裝中實現(xiàn)無人充裝。

4．對于大口徑高壓管道自控閥門存在國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量不佳，國外產(chǎn)品銷售價格高，不易維護的缺點，我公司研發(fā)自控閥門直徑∮5-∮20，壓力22.5MPa，真空2Pa,泄漏率低于進口閥門，通過效率高，長期免維護，維護費用低，現(xiàn)已使用一年，效果良好，在協(xié)力自用高端閥門中已開始替代國外進口閥門。該閥門系列包括配氣專用自控閥、氧氣專用自控閥、二氧化碳專用自控閥和其他氣體自控閥。

5．充裝控制和上傳系統(tǒng)包括充裝泵（或壓縮機）的自動啟停，管路閥門的自動開關(guān)切換，充裝壓力或重量的自動數(shù)據(jù)采集和判定，自動倒排處理，余氣回收處理，及充裝數(shù)據(jù)上傳監(jiān)管部門，這些內(nèi)容在秤量法氣體充裝中和單質(zhì)氣體壓力法充裝中已足夠，但在壓力法混合氣體充裝中需要加裝溫度控制系統(tǒng)，以補償因充裝溫度變化而引起氣體比例偏差過大，目前協(xié)力壓力法混合氣體充裝偏差能控制在±0.25%以內(nèi)，完全滿足工業(yè)氣體使用要求。

6. 無縫氣瓶定期檢驗國內(nèi)標準要求采用外測法進行，但該法存在檢驗效率低下的嚴重問題，協(xié)力針對此情況正在研發(fā)全自動氣瓶外測法水壓試驗裝置，現(xiàn)已進入安裝階段，設(shè)計兩人操作每天可檢無縫氣瓶300只左右。

7. 氣瓶在使用期內(nèi)脫漆銹蝕不可避免，人工進行處理存在污染大、勞動強度大、效率低下、質(zhì)量難以保證的缺點，協(xié)力已成功實現(xiàn)全自動氣瓶外觀處理并投入使用，每小時處理氣瓶30只左右。

8. 氣瓶烘干處理是去除氣瓶中含水量并置換合格進行高純氣體充裝前的準備工作，對于保證氣體正常使用意義非凡，目前國內(nèi)通用烘箱處理，存在處理效率低（約5-6小時一批），處理后氣瓶含水量達標合格率低（每一批瓶合格率約70%左右），能耗高，需人工操作等缺點。協(xié)力研發(fā)全自動氣瓶烘干系統(tǒng)解決了以上難題，目前國內(nèi)銷售已從觀望轉(zhuǎn)為認可，今年銷售已達 30余臺套。

9. 目前國內(nèi)氣瓶內(nèi)壁處理方法主要是涂層法和研磨拋光法，目的是通過遮蓋或減小金屬縫隙來減少氣瓶對充裝氣體的質(zhì)量影響，主要應(yīng)用于超純氣體和易吸附氣體的充裝，目前兩種方法各有千秋，但都存在一些缺陷，我們后續(xù)會開始研究改進措施。

10. 協(xié)力研發(fā)氣體企業(yè)管理系統(tǒng)自2004年開始已18年了，從開始的氣瓶管理已發(fā)展到企業(yè)管理的方方面面，已轉(zhuǎn)化為企業(yè)辦公系統(tǒng)，是氣體企業(yè)進行專業(yè)管理的好工具，特別是最近剛研發(fā)成功單個產(chǎn)品成本核算功能，能讓管理人員及時了解每種產(chǎn)品真實成本及銷售利潤，這對于產(chǎn)品品種比較繁雜的氣體廠家非常有益。目前該款軟件協(xié)力仍在不斷補充和完善。

11. 氣瓶追蹤系統(tǒng)對于充裝和運輸使用安全非常重要，協(xié)力基于RFID研發(fā)的追蹤系統(tǒng)主要包括充裝控制及上傳系統(tǒng)、氣瓶收發(fā)追蹤系統(tǒng)、氣瓶檢驗及上傳系統(tǒng)、國家氣瓶檔案庫、監(jiān)管系統(tǒng)。目前正在將追蹤系統(tǒng)與企業(yè)管理系統(tǒng)整合，以實現(xiàn)企業(yè)管理數(shù)據(jù)實時獲得。

五、希望國家監(jiān)管部門予以解決的政策及技術(shù)協(xié)調(diào)難題

1.大力推進RFID電子標簽系統(tǒng)，只有RFID才能實現(xiàn)自動掃描，才能做到無遺漏，缺點是成本高，普通手機目前無法直接進行掃描。

2.建立氣瓶唯一標識，統(tǒng)一氣瓶檔案管理。

3.在RFID和無人充裝建立后，減少氣瓶充裝資格定員人數(shù)限制，根據(jù)充裝量來確定檢查人員人數(shù)。

4.在RFID和無人充裝建立后，因為氣瓶充裝及檢驗數(shù)據(jù)能在充裝前實時獲得并判定，而氣瓶流動又無法避免，建議取消充裝站只能充裝自有產(chǎn)權(quán)氣瓶的規(guī)定。

5.在RFID和無人充裝建立后，建議研究充裝次數(shù)與檢驗周期及氣瓶判廢的關(guān)系，改變以時間來進行檢驗周期判定和判廢的標準。

 六、對無人充裝站建立的思考

由于無人充裝裝置專業(yè)性強，維護要求比較高，價格不菲，除非是充裝量大，對充裝安全比較重視，實力比較強的單位可自行購買使用，不適用于一般充裝站。但對于一般充裝站有一個想法，個人感覺即可以降低充裝站運行成本，又可以減少監(jiān)管部門進行監(jiān)管的擔心和憂慮。

這個想法總體來說就是：集中建站，集中充裝、統(tǒng)一管理，自主經(jīng)營。

集中建站：鄰近充裝站集中在一處，各充裝站自備液體貯槽統(tǒng)一安裝在一處站內(nèi)。

集中充裝、統(tǒng)一管理：由協(xié)力建立集中無人充裝裝置，各充裝站貯槽通過管道與無人充裝系統(tǒng)相連，充裝哪家氣瓶就使用哪家貯槽液體。協(xié)力通過按充裝瓶數(shù)收取一定充裝費用（該費用應(yīng)遠小于自己建站運行費用）的方法，對整個充裝站的設(shè)備運行管理、維護、數(shù)據(jù)上傳、安全管理負責。

自主經(jīng)營：各充裝站各自負責自己貯槽液體采購及自己氣瓶的銷售、運輸、維護及安全管理。

該想法要得以施行需要兩個方面的努力：1.各充裝站思想上統(tǒng)一，搞清集中建站與獨立建站利害關(guān)系，認清充裝控制的危險性，努力將精力用于業(yè)務(wù)拓展和運輸使用安全上；2.政府監(jiān)管部門提高行業(yè)準入門檻，督促無人充裝施行。

七、無人充裝發(fā)展暢想

目前無人充裝只是實現(xiàn)充裝車間現(xiàn)場無人操作，但還需要人員在遠離充裝現(xiàn)場通過計算機進行控制操作，還需要人員對待充氣瓶的外觀和瓶內(nèi)余氣進行檢查判定，距離真正的無人工廠還有很長的路需要走，協(xié)力努力無止境，希望為氣體充裝行業(yè)的發(fā)展和進步盡心盡力。