《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

NB/TXXXXX—202X《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

編制說明

一、工作簡況

1.1編制目的

隨著我國氫能市場的快速發(fā)展，我國已是汽車用氫氣加氫站數(shù)量最多的國家。全國多地正在醞

釀和興建氫氣液化工廠，為我國氫能汽車行業(yè)以及氫能工業(yè)應(yīng)用提供高能密度的液氫能源。液氫是

比較經(jīng)濟(jì)和高效的氫能儲(chǔ)存方式，受到裝備制造企業(yè)和相關(guān)企業(yè)的廣泛關(guān)注。2023年1月，中國技

術(shù)監(jiān)督情報(bào)協(xié)會(huì)?；穬?chǔ)運(yùn)裝備技術(shù)與信息化工作委員會(huì)頒布了T/CATSI05007-2023《移動(dòng)式真空

絕熱液氫壓力容器專項(xiàng)技術(shù)要求》并實(shí)施，規(guī)定了移動(dòng)式液氫容器材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與試驗(yàn)

等方面的專項(xiàng)技術(shù)要求。文件編制中遵循了TSGR0005-2011《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

（含第1、2、3號修改單）的要求，并且參考了美國DOT49CFR《Transportation》、美國CGAH-3

《StandardforCryogenicHydrogenStorage》和ASMEBPVC.VIII.1《RulesforConstructionofPressure

Vessels》等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，以及國外相關(guān)工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器

的材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與試驗(yàn)等方面提出了專項(xiàng)技術(shù)要求。生產(chǎn)單位在執(zhí)行本文件時(shí)，應(yīng)根據(jù)

不同產(chǎn)品的技術(shù)條件制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器的生產(chǎn)。所制定企業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)的技術(shù)要求應(yīng)不低于本文件的規(guī)定，同時(shí)應(yīng)符合特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范的要求及相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)、

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，已有幾家企業(yè)完成移動(dòng)式液氫容器（包括汽車罐車、罐式集裝箱）的企標(biāo)編制和

產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)，樣車（箱）已啟動(dòng)制造。但是，移動(dòng)式液氫容器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)仍處于缺失狀態(tài)，國外

可借鑒的標(biāo)準(zhǔn)也比較少，為了解決移動(dòng)液氫裝備制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失問題，有必要制定移動(dòng)式液氫儲(chǔ)

運(yùn)容器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，鍋容標(biāo)委移動(dòng)分會(huì)已于2022年2月提交了《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》產(chǎn)品建造

標(biāo)準(zhǔn)制定的立項(xiàng)申請，并于2022年10月經(jīng)國家能源局批準(zhǔn)下達(dá)了該標(biāo)準(zhǔn)編制任務(wù)[國能綜通科技

[2022]96號]，項(xiàng)目編號：能源20220169。

1.2主要工作過程

專家遴選及工作組組建階段：2022年10月，鍋容標(biāo)委移動(dòng)分會(huì)完成了全國范圍內(nèi)遴選移動(dòng)式

真空絕熱深冷壓力容器產(chǎn)品相關(guān)的材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、安全防護(hù)方面的專家，并于2022

年11月15日成立了標(biāo)準(zhǔn)制定工作組。

起草階段：2022年11月中旬，移動(dòng)分會(huì)秘書處聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位完成了標(biāo)準(zhǔn)草案的編制

工作，并于11月25日通過網(wǎng)絡(luò)會(huì)議形式，召開了《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂

首次工作組會(huì)議，對標(biāo)準(zhǔn)草案的編制原則及重點(diǎn)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)討論，明確了后續(xù)編制計(jì)劃。

2023年5月，標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)修改完善，形成了征求意見稿（草案）。

征求意見階段：2023年6月30，鍋容標(biāo)委移動(dòng)分會(huì)完成了《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿的定稿，開始開展《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在全國范圍內(nèi)征

求意見工作。

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送審階段：

報(bào)批階段：

1.3主要起草單位

本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位為南通中集能源裝備有限公司、上海市氣體工業(yè)協(xié)會(huì)、空氣化工產(chǎn)品（中

國）投資有限公司，其他參加單位還有：中國特種設(shè)備檢測研究院、張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有

限公司、查特深冷工程系統(tǒng)(常州)有限公司、航天晨光股份有限公司、浙江大學(xué)、江蘇國富氫能技

術(shù)裝備有限公司、液化空氣工程制造（煙臺(tái)）有限公司等20余家單位。

二、標(biāo)準(zhǔn)修訂原則和主要依據(jù)

2.1制定原則

本次行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編寫參考了國內(nèi)外與液氫容器以及移動(dòng)式壓力容器有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)資

料，結(jié)合美國、歐洲等世界先進(jìn)國家在過去將近五十年里液氫容器的制造經(jīng)驗(yàn)，并基于理論分析和

試驗(yàn)研究，力求本標(biāo)準(zhǔn)的制定符合我國特種設(shè)備的安全技術(shù)規(guī)范的基本技術(shù)要求，對移動(dòng)式真空絕

熱液氫壓力容器可能存在的失效和風(fēng)險(xiǎn)，提出相關(guān)要求。

2.2主要依據(jù)

液氫相關(guān)技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)制定工作在歐美已經(jīng)得到廣泛開展，在歐美技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，與移動(dòng)式液

氫容器相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，主要由DOT、CGA、NFPA、ISO、EN及ASME等標(biāo)準(zhǔn)化組織完成。

美國壓縮氣體協(xié)會(huì)（CGA）于2005年6月專門成立了氫技術(shù)委員會(huì)，致力于氫氣、液氫、吸

附氫在運(yùn)輸、操作、存儲(chǔ)以及使用過程中的安全與技術(shù)的研究工作。成立以來，該委員會(huì)已經(jīng)完成

了十余個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制，其中CGAH-3《StandardforCryogenicHydrogenStorage》對固定式液

氫容器的安全、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)等方面規(guī)定相關(guān)技術(shù)要求。

美國聯(lián)邦交通運(yùn)輸部（CFR49）運(yùn)輸部分相關(guān)章節(jié)涉及到液氫等低溫液體的運(yùn)輸，其中173.318

關(guān)于深冷液體貨物，178.277關(guān)于移動(dòng)式冷凍液化氣體運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)、建造、檢驗(yàn)和試驗(yàn)要求。

同樣，ASMEBPVC.Ⅷ-1:2021《ASME鍋爐和壓力容器規(guī)范第8卷第1分冊壓力容器構(gòu)

造規(guī)則》以及ISO21028-1：2016《低溫容器材料的低溫韌性要求第一部分：溫度-80℃以下》等

標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了最低設(shè)計(jì)金屬溫度低于-196℃的材料及焊接接頭的沖擊性能指標(biāo)要求。

移動(dòng)分會(huì)聯(lián)合中國技術(shù)監(jiān)督情報(bào)協(xié)會(huì)?；穬?chǔ)運(yùn)裝備技術(shù)與信息化工作委員會(huì)于2023年發(fā)布

了T/CATSI05007-2023《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器專項(xiàng)技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，對移動(dòng)式真空絕

熱液氫壓力容器的材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與試驗(yàn)等方面提出了專項(xiàng)技術(shù)要求。

在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，我們注意和采納上述技術(shù)規(guī)范的相關(guān)技術(shù)要求和規(guī)定。

三、行標(biāo)主要編制內(nèi)容說明

第1章范圍

1、本標(biāo)準(zhǔn)是移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器的材

料、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志標(biāo)識(shí)、出廠文件、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)纫蟆５?，本?biāo)準(zhǔn)沒

有必要、也不可能囊括適用范圍內(nèi)移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器的所有技術(shù)細(xì)節(jié)，也不能作為具體

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《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

產(chǎn)品建造及使用的技術(shù)手冊，亦不能替代培訓(xùn)、工程經(jīng)驗(yàn)和工程評價(jià)。

2、適用范圍主要內(nèi)容確定說明如下：

11.1移動(dòng)式低溫壓力容器目前主要有鐵路罐車、汽車罐車和罐式集裝箱，鑒于低溫鐵路罐車應(yīng)

用較少，應(yīng)用范圍特殊，且多式聯(lián)運(yùn)的液氫罐箱鮮有應(yīng)用案例，因此本標(biāo)準(zhǔn)僅限于汽車罐車和道路

運(yùn)輸?shù)墓奘郊b箱。

21.2a)液氫臨界壓力為1.207MPa，結(jié)合目前國外移動(dòng)液氫容器普遍的壓力取值，通常在

150-175psi（1.035-1.207MPa），規(guī)定內(nèi)容器設(shè)計(jì)壓力不小于1.0MPa，且不大于1.2MPa。

b)為防止惡性競爭帶來的容積極限化設(shè)計(jì)，綜合考慮移動(dòng)液氫容器外形尺寸及運(yùn)輸限制，結(jié)

合我國具體的道路運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)要求，參照三軸半掛車13750mm長度限制要求，考慮到后下部防護(hù)裝

置外端面與罐體后封頭以及所有與罐體后部連接的附件外端面的垂直投影距離不得小于300mm，假

設(shè)操作箱長度800mm，則可計(jì)算得出罐體外容器的總長度不大于13750-300-800=12650mm。罐體的

內(nèi)外罐體縱向總間距為550mm，則內(nèi)容器的總長取12650-550=12100mm，內(nèi)容器外徑取2304mm（內(nèi)

直徑取2280mm），筒節(jié)長度取10800mm,計(jì)算得罐體得幾何容積為47.45m3，絕熱被的厚度為40mm，

加強(qiáng)圈的高度為40mm，加強(qiáng)圈與絕熱被的間隙一般為25mm，故容器外直徑取2304+2x（6+40+40+25）

=2526mm。根據(jù)新移動(dòng)容規(guī)限容編制原則，考慮5-10%的容積安全裕度，取移動(dòng)液氫容器最大容積

為47.45x0.95=45m3。此容積核算是針對管路系統(tǒng)主要布置在后端的罐車計(jì)算得來，對于管路系統(tǒng)

可能布置在罐體中部的罐車以及罐體側(cè)部的罐箱，容積可以進(jìn)一步做大，經(jīng)過核算并留有一定的容

積安全裕度，幾何容器最大要求不超過50m3。

另外參考?xì)W美相關(guān)企業(yè)的制造經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際上很少制造15m3以下移動(dòng)液氫容器。同時(shí)考慮

到容器容積越小低溫絕熱性能越難以保證，因此要求幾何容積不小于15m3。

c)國外移動(dòng)液氫容器主要都是高真空多層絕熱，雖然也有多屏絕熱以及粉末絕熱的應(yīng)用案例，

但考慮我國目前民用液氫儲(chǔ)運(yùn)剛處于起步階段，缺乏相應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定僅適用于高真

空多層絕熱的容器。

31.3f)對于多式聯(lián)運(yùn)的液氫罐箱，在全球范圍內(nèi)除了航天軍工使用，鮮有用罐箱多式聯(lián)運(yùn)液

氫的案例，缺乏對應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)，因此多式聯(lián)運(yùn)的罐箱也不在現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

第3章術(shù)語、定義和符號

首先明確GB/T150、GB/T26929、NB/T47058、NB/T47059界定的術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)，

新增測試維持時(shí)間、維持時(shí)間、單程運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸壓力控制閥的術(shù)語與定義。其他相應(yīng)的術(shù)語和

定義說明如下：

1、3.1.3測試維持時(shí)間

參照GB/T18443.7的定義進(jìn)行規(guī)定，但移動(dòng)液氫容器限壓有特殊要求，規(guī)定維持時(shí)間的終點(diǎn)為

初級運(yùn)輸壓力控制閥的動(dòng)作壓力。

2、3.1.4維持時(shí)間

測試維持時(shí)間換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的維持時(shí)間。

3、單程運(yùn)輸時(shí)間

3

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DOTCFRTitle4-173.318中規(guī)定，在移動(dòng)液氫容器罐體上標(biāo)示出在規(guī)定的壓力區(qū)間內(nèi)的運(yùn)輸維

持時(shí)間，在使用過程中每次都需要進(jìn)行記錄，保證整個(gè)運(yùn)輸周期不超過標(biāo)示維持時(shí)間。

DOT中CFR49173.318中提出了“單程運(yùn)輸時(shí)間（OWTT）”的概念，表示要運(yùn)輸?shù)囊兹嫉蜏?/p>

液體的單程運(yùn)輸時(shí)間，以小時(shí)為單位。在一個(gè)或者多個(gè)地方卸載的必須有附加標(biāo)記“單程運(yùn)輸時(shí)間_

小時(shí)。__psi至__psiat__%填充密度”，第二個(gè)空白填充部分為卸載后存在的壓力，第三個(gè)空白填充

壓力控制閥設(shè)定的排放壓力，填充密度按照173.318表格中規(guī)定。允許對不同的壓力水平使用多個(gè)

OWTT標(biāo)記。

OWTT是基于罐體內(nèi)運(yùn)輸?shù)囊簹漕~定維持時(shí)間（MRHT）來確定的，MRHT轉(zhuǎn)換為OWTT以

如下方式進(jìn)行：

對于MRHT≤72h的罐體，OWTT=（MRHT-24）/2

對于MRHT＞72h的罐體，OWTT=MRHT-48

每輛用于運(yùn)輸易燃低溫液體的移動(dòng)容器必須在每次裝運(yùn)后進(jìn)行檢查，以確定其實(shí)際維持時(shí)間。

如果檢查表明實(shí)際維持時(shí)間（換算平均環(huán)境溫度下）小于標(biāo)記的額定維持時(shí)間(MRHT)的90%時(shí)，

在罐體恢復(fù)到其標(biāo)記的額定維持時(shí)間值或用實(shí)際維持時(shí)間重新標(biāo)記之前，不得重新充裝任何易燃低

溫液體。

參照DOT中規(guī)定，結(jié)合我國實(shí)際使用情況，重新定義單程運(yùn)輸時(shí)間，即從初始運(yùn)輸狀態(tài)至選

定的運(yùn)輸壓力控制閥動(dòng)作，所允許的最長預(yù)計(jì)運(yùn)輸時(shí)間，單位為小時(shí)（h）。

4、運(yùn)輸壓力控制閥

移動(dòng)液氫容器最大的風(fēng)險(xiǎn)之一是液體脹罐導(dǎo)致的液體排放，為了防止這一風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)定移動(dòng)液氫

容器在道路運(yùn)輸過程中，防止內(nèi)容器壓力升高、液體膨脹后，充滿率超過最大允許充滿率可能造成

的風(fēng)險(xiǎn)而設(shè)置的控制閥門。

第4章總則

移動(dòng)液氫容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)及驗(yàn)收除應(yīng)符合本文件的規(guī)定外，還應(yīng)遵守國家頒布的相關(guān)

安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

第5章材料

1、5.1.3相容性要求

氫屬于易燃介質(zhì)，且液氫暴露于空氣中或存有液氫的容器直接暴露于空氣中時(shí)會(huì)首先將空氣中

的氧液化，造成氧積聚從而引發(fā)危險(xiǎn)，因此本標(biāo)準(zhǔn)要求所有可能與氧氣或富氧環(huán)境接觸的材料的氧

相容性要求。

2、5.1.8內(nèi)容器及管路材料要求

液氫容器的內(nèi)容器最低設(shè)計(jì)金屬溫度不高于-253℃，歐美國家通常使用奧氏體不銹鋼作為液氫

容器的內(nèi)容器受壓元件及與氫接觸的管路材料。但目前國內(nèi)市場上常用的材料牌號沒有相關(guān)的使用

經(jīng)驗(yàn)，且材料化學(xué)成分范圍較寬，材料質(zhì)量參差不齊。另外，304系列奧氏體不銹鋼中的奧氏體處

于亞穩(wěn)態(tài)，在低溫下以及變形較大的冷作變形時(shí)會(huì)部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而影響其韌性的現(xiàn)象。因

此，有必要考慮這些工況下材料的穩(wěn)定性問題。

引用CGAG5.6第3.2條奧氏體穩(wěn)定性計(jì)算公式：

4

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?=Ni+0.5Mn+35C-0.0833(Cr+1.5Mo-20)2-12……………(A-1)

以及第3.4條低溫下馬氏體析出計(jì)算公式：

Ms(oF)=75(14.6-Cr)+110(8.9-Ni)+60(1.33-Mn)+50(0.47-Si)+3000[0.068-(C+N)]………(A-2)

將GB/T24511表13中的S31608的化學(xué)成分?jǐn)?shù)值代入公式進(jìn)行計(jì)算，可以滿足高應(yīng)力作用下

所需的穩(wěn)定性要求且馬氏體轉(zhuǎn)變溫度不高于液氫容器的工作溫度。但是GB/T24511表13注2中已

明確說明表中所列成分除標(biāo)明范圍或最小值外，其余均為最大值。從市場上收集的一些S31608

GB/T24511鋼板的材質(zhì)證明書來看，C、N、Mn、Si等元素的含量與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最大值相差甚遠(yuǎn)，

將鋼板材質(zhì)證明書中的各種元素的實(shí)際含量代入公式計(jì)算，無法滿足使用要求。因此有必要對一些

元素的含量下限加以限制。

從公式1可見C、Ni元素的含量對材料的穩(wěn)定性影響較大。從公式2可見元素C、N元素含量

對材料的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度影響較大，因此可以在S31608牌號的基礎(chǔ)上再通過控制C、Ni、N元素

含量的最低值來確保材料可以滿足材料穩(wěn)定性及馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的要求。團(tuán)標(biāo)表1中的液氫專用鋼

材的化學(xué)成分是在標(biāo)準(zhǔn)中化學(xué)成分的范圍內(nèi)進(jìn)一步控制主要元素如C、N、Ni等含量的范圍，以滿

足液氫容器的使用要求。

為了確保液氫容器能安全運(yùn)行，有必要在現(xiàn)有不銹鋼材料標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，對其化學(xué)成分、力學(xué)性

做出更嚴(yán)格規(guī)定，實(shí)際形成液氫容器專用不銹鋼。

按照TSGR0005及第3號修改單的要求：“主要受壓元件采用的材料，未列入本規(guī)程協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，

但已列入壓力容器或者承壓設(shè)備專用鋼板、鍛件國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，材料研制單位應(yīng)當(dāng)制定

企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并且按照相關(guān)規(guī)定向社會(huì)公示，提供必要的材料數(shù)據(jù)（包括化學(xué)成分、拉伸性能、疲勞試

驗(yàn)數(shù)據(jù)、斷裂韌性以及其它滿足該材料使用范圍要求的性能參數(shù)）。材料經(jīng)過市場監(jiān)管總局核準(zhǔn)的

壓力容器型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)驗(yàn)證，并且出具型式試驗(yàn)報(bào)告，證明其各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠滿足本規(guī)程

和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求的，可以用于制造壓力容器?！?/p>

因此，本條明確要求內(nèi)容器受壓元件和與氫接觸的受壓管路材料（公稱直徑＞15mm）需采用

專用不銹鋼鋼板、鋼鍛件及鋼管。并且專用材料需經(jīng)過相關(guān)的試驗(yàn)驗(yàn)證且有型式試驗(yàn)報(bào)告方可用于

制造液氫容器。

對于公稱直徑小于等于15mm的管路，雖然不要求一定要使用液氫容器專用鋼，但仍然需要按

附錄A進(jìn)行相關(guān)計(jì)算且計(jì)算結(jié)果滿足第5.4.3條的要求。

3、5.1.9奧氏體穩(wěn)定性問題和低溫下馬氏體析出溫度要求

液氫容器的內(nèi)容器的最低設(shè)計(jì)金屬溫度不高于-253℃，在如此低的溫度下，容器生產(chǎn)單位需對

容器受壓元件和與氫接觸的受壓管路（公稱直徑＞25mm）所選用材料的奧氏體穩(wěn)定性問題和低溫

下馬氏體析出溫度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方法按附錄A進(jìn)行。

4、5.1.11復(fù)驗(yàn)要求

按TSGR0005第3號修改單的規(guī)定，本條要求內(nèi)容器受壓元件和與氫接觸的受壓管路（公稱直

徑＞15mm）材料，需要進(jìn)行驗(yàn)證性材料的復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)合格方可使用；同時(shí)，包括內(nèi)管路在內(nèi)的所

有管路也適用于此要求。

5、5.1.12條對焊材的復(fù)驗(yàn)做出了規(guī)定。

6、5.2.1內(nèi)容器用鋼板要求

5

《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)沒有關(guān)于使用溫度低于-196℃容器的材料沖擊試驗(yàn)要求，國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對使用溫度低

于-196℃容器的材料沖擊試驗(yàn)要求如表A。

表A相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對材料沖擊的要求

標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)內(nèi)容備注

對于工作溫度低于-196℃的，應(yīng)對母材、熱

EN10028-720164.2條b）影響區(qū)和焊縫金屬進(jìn)行沖擊試驗(yàn)?？梢栽?/p>

Flatproductsmadeofsteels——Austenitic?196°C進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，應(yīng)滿足最小沖擊能可以不進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，使用材

forpressurepurposesstainlesssteels值48J/cm2（相當(dāng)于全尺寸38J），或最小料質(zhì)保書的值。

Part7:StainlesssteelsCrNi2）側(cè)向膨脹量0.53mm。對于母材，可以使用

材料質(zhì)保書中的值?！?】

當(dāng)MDMT＜-196℃時(shí)，母材、焊縫及熱影

響區(qū)在-196℃溫度下的每個(gè)沖擊試樣側(cè)向

ASME不要求材料復(fù)驗(yàn)，

膨脹量均應(yīng)≥0.53mm。若不能滿足，需要

但在此處關(guān)于焊接試板

ASMEVIII-1BoilerandUHA-51(a)滿足母材在-196℃溫度下側(cè)向膨脹量≥

條文中提到了低于-196℃

PressureVesselCode20190.53mm，且滿足產(chǎn)品用的填充金屬其熔敷

時(shí)，按-196℃進(jìn)行沖擊試

金屬的FN≤試驗(yàn)焊縫的FN，對焊縫及熱

驗(yàn)的指標(biāo)要求

影響區(qū)在不高于MDMT溫度下做KIC（J）

試驗(yàn)，其值不能低于132MPa√m?！?】

材料研制單位對材料在-196℃和-269℃（所有低溫性能試驗(yàn)使用液氦完成，因此試驗(yàn)溫度為液

氦沸點(diǎn)，以下同）下的性能指標(biāo)做了對比試驗(yàn)，找到了兩者之間的對應(yīng)關(guān)系。

考慮到實(shí)際工程應(yīng)用中的可操作性，并考慮到國內(nèi)材料現(xiàn)狀本條規(guī)定需對鋼材按批進(jìn)行夏比（V

型缺口）沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)一組3只試樣，每只試樣的側(cè)膨脹值在-196℃下不小于0.76mm且沖擊

吸收能量不小于70J為合格。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，這一要求是能夠保證材料在-253℃條件下的使用安全。

本標(biāo)準(zhǔn)表3所提出的指標(biāo)參照了ASMEVIII-1UHA-51和EN10028-72016第4.2條的相關(guān)規(guī)定，

并考慮到國內(nèi)材料現(xiàn)狀，適當(dāng)提高了-196℃下的沖擊性能要求：側(cè)膨脹值從0.53mm提高到0.76mm，

沖擊吸收能量從47J提高到70J。

同時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)表3中還給出了-269℃下的沖擊性能合格指標(biāo)：側(cè)膨脹值≥0.53mm，沖擊吸收能

量≥49J。其中，側(cè)膨脹值為國外標(biāo)準(zhǔn)中在-196條件下的合格指標(biāo)，約為本標(biāo)準(zhǔn)確定指標(biāo)的0.7倍，

沖擊吸收能量也依此關(guān)系進(jìn)行確定。有關(guān)方面提出在液氫溫區(qū)對材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)時(shí)，則可按此指標(biāo)復(fù)

驗(yàn)。

據(jù)此，表1、表2、表3分別對鋼板、鋼鍛件、鋼管等受壓元件材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能及

沖擊要求做出了詳細(xì)規(guī)定。

7、5.2.2外殼用鋼板要求

外殼用鋼板僅對材料做基礎(chǔ)性要求，符合GB/T713.7（注：此處的GB/T713指新的標(biāo)準(zhǔn)，以下

類同）的規(guī)定。

8、5.3鋼鍛件要求

除滿足NB/T47058和NB/T47059的相關(guān)要求外，與氫接觸的受壓元件用鋼鍛件應(yīng)采用液氫容

器專用鋼材，其材料化學(xué)成分、力學(xué)性能和沖擊指標(biāo)也應(yīng)滿足表1、表2及表3的要求。

6

《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

9、5.4鋼管要求

除滿足NB/T47058和NB/T47059的相關(guān)要求外，與氫接觸的受壓元件用鋼管（公稱直徑＞

15mm）應(yīng)采用液氫容器專用鋼材，其材料化學(xué)成分、力學(xué)性能和沖擊指標(biāo)也應(yīng)滿足表1、表2及表

3的要求。按GB/T14976-2012第6.5.3條，本條規(guī)定應(yīng)對鋼管逐根進(jìn)行探傷并進(jìn)行液壓試驗(yàn)，以確

保其質(zhì)量。

不需要進(jìn)行型式試驗(yàn)的公稱直徑小于等于15mm的管路，雖然不要求一定要使用液氫容器專用

鋼，但仍然需要按附錄A進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

若外徑≤15mm的不銹鋼鋼管使用在液氫溫區(qū)內(nèi)，只要計(jì)算出的結(jié)果滿足5.1.9條即可證明其能

滿足低溫下使用的要求；若外徑≤15mm的不銹鋼鋼管的應(yīng)用場所是儀表管路，儀表管路正常使用

工況下溫度為環(huán)境溫度且其沒有低溫下的使用工況，計(jì)算出的低溫下馬氏體自發(fā)轉(zhuǎn)變溫度值滿足使

用工況要求即可。

10、5.5管件要求

管件可能是用厚板進(jìn)行加工、可能采用鋼管進(jìn)行加工也可能使用鍛件進(jìn)行加工。本條規(guī)定管

材的原材料需滿足本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。管件冷成型時(shí)，可能會(huì)存在馬氏體析出，對奧氏體不銹鋼固

溶化熱處理能夠把產(chǎn)生或析出的合金碳化物，如(FeCr)23C6等以及σ相重新溶解到奧氏體中，獲取

單一的奧氏體組織（有的可能存在少量的δ鐵素體），以保證材料有良好的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，

充分地消除應(yīng)力和冷作硬化現(xiàn)象。因此本條規(guī)定對冷成型的管件應(yīng)控制成型后的鐵素體測量值，根

據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，其在5%以下是安全的，當(dāng)超出此值時(shí)，應(yīng)對其進(jìn)行固溶化處理。

11、5.6焊接材料

液氫容器專用焊材擁有比較特殊的化學(xué)成分，其具體數(shù)值可能無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，故本

條規(guī)定若是能滿足供需雙方約定的技術(shù)條件亦可。

為保證焊接接頭的力學(xué)性能，應(yīng)按NB/T47014的要求對焊材進(jìn)行焊接工藝評定，合格后方可

使用。對于合格指標(biāo)，GB/T150.4-2011第7.2.4條規(guī)定低溫容器的焊接工藝評定包括熱影響區(qū)和焊

縫的低溫夏比（V型缺口）沖擊試驗(yàn)，取樣方法按NB/T47014的規(guī)定，沖擊溫度不應(yīng)低于圖樣規(guī)

定的試驗(yàn)溫度，低溫沖擊功符合GB/T150.2-2011表1的要求或圖樣要求，按表1，為不小于38J。

國外標(biāo)準(zhǔn)對焊接工藝評定要求如表B。

表B相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對焊接工藝評定的要求

標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)內(nèi)容

EN10028-72016

4.2條b）對于工作溫度低于-196℃的，應(yīng)對母材、熱影響區(qū)和焊縫金屬進(jìn)行沖

Flatproductsmadeof

—Austenitic擊試驗(yàn)?？梢栽?196°C進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，應(yīng)滿足最小沖擊能值48J/cm2

steelsforpressure

stainlesssteelsCr（相當(dāng)于全尺寸38J），或最小側(cè)向膨脹量0.53mm。對于母材，可以

purposes【】

Ni2）使用材料質(zhì)保書中的值。5

Part7:Stainlesssteels

當(dāng)MDMT＜-196℃時(shí)，母材、焊縫及熱影響區(qū)在-196℃溫度下的每個(gè)

ASMEVIII-1Boiler沖擊試樣側(cè)向膨脹量均應(yīng)≥0.53mm。若不能滿足，需要滿足母材在

andPressureVesselUHA-51(a)-196℃溫度下側(cè)向膨脹量≥0.53mm，且滿足產(chǎn)品用的填充金屬其熔敷金

Code2019屬的FN≤試驗(yàn)焊縫的FN，對焊縫及熱影響區(qū)在不高于MDMT溫度下

做KIC（J）試驗(yàn)，其值不能低于132MPa√m?！?】

參考以上標(biāo)準(zhǔn)，并考慮到焊接材料的重要性，本條適當(dāng)提高了焊接接頭的性能指標(biāo)要求，規(guī)定

進(jìn)行內(nèi)容器焊接工藝評定時(shí)焊接材料的復(fù)驗(yàn)應(yīng)滿足：熔敷金屬當(dāng)量鐵素體含量≤8%；全焊縫金屬拉

7

《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

伸常溫下斷后伸長率≥30%；-196℃下沖擊側(cè)膨脹值≥0.53mm且沖擊吸收能量不小于47J，-269℃

下沖擊側(cè)膨脹值≥0.38mm且沖擊吸收能量不小于38J。

12、5.7夾層支撐材料

液氫容器的夾層支撐材料應(yīng)確保足夠的強(qiáng)度和絕熱性能，與其它低溫容器類似，可以采用金屬

材料或非金屬材料，這一點(diǎn)也早已為國內(nèi)外的工程實(shí)踐所驗(yàn)證。

環(huán)氧玻璃鋼作為非金屬材料作為液氫容器的支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，需要足夠的強(qiáng)度滿足在各種載荷工況

下使用的要求，并且還需滿足液氫溫度下的韌性與絕熱要求。環(huán)氧玻璃鋼耐低溫性能好、強(qiáng)度高、

熱導(dǎo)率低，目前在國內(nèi)深冷行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。在過去近五十年里，這種材料也大量應(yīng)用于歐美

設(shè)計(jì)和制造的液氫容器內(nèi)外容器支撐材料，積累了大量的使用經(jīng)驗(yàn)，沒有發(fā)生過此類支撐結(jié)構(gòu)在液

氫儲(chǔ)罐上的失效案例。因此，本條規(guī)定可以選用此類材料作為夾層支撐材料，但并不排斥其它經(jīng)驗(yàn)

證的新型非金屬材料的使用。

針對環(huán)氧玻璃鋼的各性能參數(shù)，本條規(guī)定了性能指標(biāo)要求和試驗(yàn)方法。其中液氮溫區(qū)各項(xiàng)性能

指標(biāo)的來源是團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CATSI05001-2018的表2，液氦溫區(qū)的各項(xiàng)性能參數(shù)由行業(yè)內(nèi)相關(guān)供應(yīng)方

進(jìn)行測試得到。

另外，使用金屬材料作為支撐元件也是通常做法，但要考慮到其導(dǎo)熱性能對容器整體絕熱性能

的影響以及其與內(nèi)容器接觸部位的材料耐低溫性能。

13、5.8絕熱材料

ADR-2015第6.7.4.2.6條、CGAH-3-2019第9.2.2條、ISO21010:2014第4.4.4條以及GB/T

31481-2015等都對絕熱材料的氧兼容性能提出了要求，實(shí)踐也證明，不應(yīng)使用任何不阻燃的材料如

聚酯薄膜、化學(xué)纖維、合成纖維材料等，以防其在高溫富氧環(huán)境下燃燒。因此本條規(guī)定絕熱材料應(yīng)

符合GB/T31480的規(guī)定，并按其7.8的要求進(jìn)行氧相容性試驗(yàn)。

14、5.9吸附劑材料

氫是易燃介質(zhì)，且液氫具有超低溫特性。CGAH-3-2019第9.2.3條對當(dāng)吸附劑暴露于氧（或空

氣中）時(shí)，可能會(huì)引起放熱反應(yīng)做了說明。當(dāng)夾層真空喪失，存有液氫的內(nèi)容器直接暴露于空氣中

時(shí)會(huì)首先將空氣中的氧液化，造成氧積聚從而引發(fā)危險(xiǎn)。因此本條要求吸附劑應(yīng)滿足液氫條件下的

使用要求。

分子篩在國內(nèi)外低溫容器包括液氫容器中已經(jīng)有成熟的應(yīng)用，且已經(jīng)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本條規(guī)定其

應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。活性碳無法滿足氧相容的要求，故本條規(guī)定不應(yīng)采用活性碳作為吸附劑。

本標(biāo)準(zhǔn)并不排斥其它吸附劑材料應(yīng)用于液氫容器，但基本原則應(yīng)滿足液氫條件下的使用要求。

15、5.10外購件要求

外購件種類繁多，材料各異，本標(biāo)準(zhǔn)不可能詳細(xì)規(guī)定其所有要求。

考慮到液氫的超低溫度，本條規(guī)定承壓的液氫容器零部件如閥門、墊片、密封材料等應(yīng)適應(yīng)液

氫的使用工況。國外液氫容器上使用的墊片多為帶內(nèi)外環(huán)不銹鋼纏繞墊片，纏繞鋼帶材質(zhì)為奧氏體

不銹鋼、填料為經(jīng)過處理的高純石墨。高純石墨含有專有的氧化抑制劑，不含粘合劑或樹脂，可用

于大多數(shù)化學(xué)品，墊片生產(chǎn)廠家明確說明其可以用于液氫工況。北美市場上的大量使用經(jīng)驗(yàn)表明這

種型號的帶內(nèi)外環(huán)不銹鋼纏繞墊片可以滿足液氫容器管路系統(tǒng)的密封及安全要求。HG/T20610（PN

系列）或HG/T20631（Class系列）中已注明其中所列的材料使用溫度不低于-196℃，無法使用在液

氫容器上?；诖?，并參照CGAH-3第10.2條，此條規(guī)定“應(yīng)采用帶內(nèi)外環(huán)的不銹鋼金屬纏繞墊片

8

《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

或其他適合液氫介質(zhì)使用要求的墊片，且應(yīng)能通過按ISO11114-1及ISO11114-2進(jìn)行的相容性測

試?！?。

國外工程實(shí)踐證明聚四氟乙烯膠帶不適用于高真空條件下螺紋密封，CGAH-38.3條也做了同

樣規(guī)定。基于此，本條規(guī)定夾層空間螺紋密封不得使用聚四氟乙烯膠帶

鋼管冷成型后，可能會(huì)存在馬氏體析出，因此本條規(guī)定對真接外購的成型彎管應(yīng)控制成型后的

鐵素體測量，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，其在5%以下是安全的，當(dāng)超出此值時(shí)，應(yīng)對其進(jìn)行固溶化處理。

16、5.11.1考慮液化天然氣為燃料的氣瓶存在自動(dòng)排氣、泄漏等潛在風(fēng)險(xiǎn)，且車頭占用空間較大。

因此規(guī)定移動(dòng)液氫容器不應(yīng)使用以液化天然氣為燃料的定型底盤和牽引車。根據(jù)LNG罐車事故統(tǒng)

計(jì)，道路運(yùn)輸事故主要是追尾和側(cè)翻，其中側(cè)翻比例占一大半，因此規(guī)定應(yīng)選用配備防側(cè)翻穩(wěn)定系

統(tǒng)的定型底盤、半掛車行走機(jī)構(gòu)及罐箱運(yùn)輸?shù)妆P。

17、5.11.2增加了定型底盤、牽引車及半掛車（包括罐箱運(yùn)輸牽引車及底盤）應(yīng)滿足GB21668

標(biāo)準(zhǔn)的要求。

第6章設(shè)計(jì)

1、6.1.8參照最新大移動(dòng)容規(guī)修訂原則，規(guī)定罐車和罐箱的運(yùn)輸?shù)妆P后下部防護(hù)裝置外端面與罐體

后封頭及所有與罐體后部連接的附件外端面的垂直投影距離應(yīng)不小于300mm。

3、6.1.10當(dāng)管路系統(tǒng)等附件布置在罐體兩側(cè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置，以防止車輛發(fā)生側(cè)翻時(shí)

對內(nèi)部附件造成損壞。罐體及管路系統(tǒng)、安全附件、儀表及裝卸附件不應(yīng)超出側(cè)面保護(hù)裝置的外端

面。

4、6.6.7考慮移動(dòng)液氫容器道路運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)性更大，規(guī)定內(nèi)容器應(yīng)采用Rp0.2來確定材料的許用應(yīng)力

值。另外規(guī)定低溫用環(huán)氧玻璃鋼等非金屬材料（管、棒或板），其彎曲、壓縮和剪切的許用應(yīng)力值

應(yīng)為相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的常溫下對應(yīng)方向彎曲、壓縮和剪切強(qiáng)度值除以安全系數(shù)，安全系數(shù)不小于

4。

5、6.6.10充滿率

考慮到液氫吸熱膨脹以及可能存在的極端工況，本條規(guī)定液氫容器在任何情況下最大充滿率不

超過95%，以確保留有一定的安全空間，與《移動(dòng)容規(guī)》一致。

為控制運(yùn)輸過程中的最大充滿率不超過95%以及防止殘液氣化等工況導(dǎo)致罐體主安全閥的異

常動(dòng)作，移動(dòng)液氫容器應(yīng)設(shè)置運(yùn)輸壓力控制閥。運(yùn)輸壓力控制閥的設(shè)定壓力與最大允許初始充滿率

為一一對應(yīng)關(guān)系，最大允許初始充滿率的值為罐內(nèi)達(dá)到控制閥設(shè)定壓力時(shí)液體體積不超過95%?？?/p>

慮移動(dòng)式液氫容器會(huì)多地運(yùn)輸卸液，當(dāng)存在多點(diǎn)卸液工況時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要增設(shè)一個(gè)或多個(gè)不同設(shè)定

壓力的運(yùn)輸壓力控制閥。

參照國外運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，移動(dòng)液氫容器卸液后罐內(nèi)會(huì)留有一定量的液氫來維持罐內(nèi)低溫，減少再預(yù)

冷帶來的成本增加。因此運(yùn)輸壓力控制設(shè)置需要考慮防止殘液汽化工況帶來的主安全閥頻繁起跳。

DOT713.318中對液氫的充裝按照單位容積充裝量來規(guī)定的，道路運(yùn)輸壓力控制閥不同設(shè)定壓

力對應(yīng)不同的單位容積充裝量：

最大設(shè)定排放壓力psi最大允許填充密度（重量百分比）

136.6

156.6

176.6

9

《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

306.3

506.0

705.7

1005.4

1255.0

1504.5

我國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對冷凍液化氣體的充滿率都以體積百分比為規(guī)定，未使用單位容積充裝量的概念，

因此規(guī)定道路運(yùn)輸壓力控制閥的設(shè)定壓力與最大初始充滿率所對應(yīng)。

表7中最大初始充滿率對應(yīng)的動(dòng)作壓力是按照初始裝載壓力為10kPa進(jìn)行計(jì)算，如初始壓力不

同，則需要重新進(jìn)行計(jì)算。具體計(jì)算方法為：

（1）根據(jù)初始壓力，查詢對應(yīng)應(yīng)力下的液氫密度，氣氫密度；

????1????1

（2）最大初始充裝率；????????

（3）液體膨脹到95%????時(shí)液氫密度1，氣氫密度；

（4）根據(jù)質(zhì)量守恒得：0.95+0.05????????2=+????????2(1);

（5）根據(jù)物性查詢手冊，查詢對應(yīng)液氫密度????????2????????2????????1????1????，氣氫????1?密度????1，此密度對應(yīng)的壓力即為運(yùn)輸壓

力控制閥的動(dòng)作壓力。

????????2????????2

6、6.6.12真空絕熱性能指標(biāo)：對于移動(dòng)式液氫容器，最重要的真空絕熱性能指標(biāo)即是維持時(shí)間，

鑒于國內(nèi)外沒有針對移動(dòng)液氫容器的靜態(tài)蒸發(fā)率指標(biāo)，以及缺乏相應(yīng)的工程經(jīng)驗(yàn)，因此對液氫蒸發(fā)

率指標(biāo)不做規(guī)定，僅規(guī)定維持時(shí)間的指標(biāo)。

參照國外經(jīng)驗(yàn)，初始充裝90%的液氫容器，體積膨脹到95%的合格指標(biāo)為8天，考慮48h的安

全余量，要求標(biāo)示維持時(shí)間為6天。鑒于我國國內(nèi)設(shè)計(jì)制造液氫容器缺乏經(jīng)驗(yàn)，且移動(dòng)液氫容器目

前都是公路運(yùn)輸，通常運(yùn)輸半徑不超過400km，因此要求從初始壓力到初級運(yùn)輸壓力控制閥動(dòng)作壓

力的維持時(shí)間指標(biāo)最小為6天（144h）。

參照國外運(yùn)營要求，移動(dòng)液氫容器應(yīng)在罐體或操作箱上標(biāo)明單程運(yùn)輸時(shí)間的數(shù)值，此數(shù)值為移

動(dòng)液氫容器在指定壓力區(qū)間運(yùn)輸?shù)淖铋L時(shí)間。從初始壓力至初級運(yùn)輸壓力控制閥動(dòng)作的單程運(yùn)輸時(shí)

間數(shù)值應(yīng)不大于維持時(shí)間減去48h且不小于4天（96h）。

7、6.6.13罐體夾層的真空性能：參照NB/T47058、NB/T47059要求。

8、6.6.14耐壓試驗(yàn)：耐壓試驗(yàn)可以選擇液壓試驗(yàn)或者氣壓試驗(yàn)，但考慮安全性，規(guī)定耐壓試驗(yàn)的

壓力不低于液壓試驗(yàn)的最低值，即內(nèi)容器耐壓試驗(yàn)最小取1.3倍。

9、6.6.17.4移動(dòng)液氫容器管路設(shè)置集中，且長期運(yùn)輸經(jīng)受震動(dòng)顛簸，發(fā)生泄漏概率較大。因此規(guī)

定外殼上除儀表管路外的其他管路引出位置的筒體和封頭應(yīng)采用奧氏體型不銹鋼材料。當(dāng)外殼為碳

鋼材料時(shí)，所有夾層管路穿過外殼處均應(yīng)設(shè)置奧氏體型不銹鋼材質(zhì)的過渡連接結(jié)構(gòu)。

10、6.6.17.8液氫密度較小，參照ADR以及IMDG等國際規(guī)范，可以不設(shè)置防波板。

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《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

11、6.6.17.9.1液氫裝卸口的設(shè)置為防止過增壓引起罐內(nèi)超壓，對于外置增壓器的規(guī)定連接外部增

壓器液相口的第一個(gè)關(guān)閉裝置，應(yīng)同時(shí)具有超壓自動(dòng)關(guān)閉的功能。

12、6.6.17.10.3夾層支撐設(shè)計(jì)需要考慮液氮做冷充試驗(yàn)時(shí)的載荷。

13、6.10管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本條針對移動(dòng)液氫容器的使用功能，要求設(shè)置超壓泄放管路、排氣系統(tǒng)、底部進(jìn)出液管路、增

壓管路、氣體平衡管路、溢流管路、液位與壓力測量等管路和附件，以滿足泄壓、放空、進(jìn)出液、

增壓、回氣、溢流、液位測量、壓力測量等使用要求。

根據(jù)國外使用經(jīng)驗(yàn)，移動(dòng)液氫容器通常不設(shè)置頂部進(jìn)液管路，如需設(shè)置，設(shè)計(jì)者需充分考慮設(shè)

置的必要性及安全性。

13.16.10.3管內(nèi)介質(zhì)流速

液氫容器管路的尺寸選擇應(yīng)充分考慮介質(zhì)流速過快而導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)，這是因?yàn)槿绻軓阶銐?/p>

大，則可降低液氫流速，減小液氫與固態(tài)氧等顆粒的摩擦，降低爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。由于不同標(biāo)準(zhǔn)中對于

介質(zhì)流速的規(guī)定差異很大，本標(biāo)準(zhǔn)僅作出原則性規(guī)定，具體流速指標(biāo)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定。

13.26.10.4內(nèi)部管路和夾層管路

容器裝卸、儲(chǔ)存及使用液氫過程中，溫度會(huì)產(chǎn)生較大變化，內(nèi)容器和管路的冷縮會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力產(chǎn)

生；液氫流動(dòng)產(chǎn)生的顫動(dòng)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力；容器在運(yùn)輸過程中的振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的變化。因此，規(guī)定

管路應(yīng)進(jìn)行柔性設(shè)計(jì)，充分考慮這些因素的影響，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置補(bǔ)償裝置。

內(nèi)部管路一旦泄漏可能會(huì)導(dǎo)致殘液過多、放空時(shí)夾雜液體等問題，故本條規(guī)定內(nèi)部管路各元件

之間宜采用對接焊接結(jié)構(gòu)，且如果內(nèi)部管路里存在死區(qū)，可能導(dǎo)致固空顆粒積聚，帶來爆炸風(fēng)險(xiǎn)，

因此規(guī)定其結(jié)構(gòu)不應(yīng)形成死區(qū)。

夾層管路一旦泄漏會(huì)破壞容器真空且難以修復(fù)，故本條規(guī)定夾層管路受壓元件之間的連接只允

許使用對接焊焊接方式，所有可拆卸的方式均不可使用，另外，膨脹節(jié)及軟管等在交變應(yīng)力下變形

較大，也不可使用。

對于設(shè)置有頂部進(jìn)液管的移動(dòng)液氫容器，頂部進(jìn)液管路在內(nèi)容器的出口端應(yīng)設(shè)置噴淋裝置，噴

淋管應(yīng)至少延伸至內(nèi)容器長度的80%，且噴淋孔截面積總和不小于噴淋管的內(nèi)截面積。噴淋管路出

口端應(yīng)盡量減少進(jìn)液時(shí)液氫噴入臨近的其他氣相管路，以及直接噴射到封頭和筒體內(nèi)壁。

13.36.10.5外部管路

6.10.5.5條：介質(zhì)中的雜質(zhì)可能會(huì)停留在閥門的密封面上，損壞其密封功能，影響其正常運(yùn)行，

因此規(guī)定如介質(zhì)中可能存在顆粒物時(shí)，應(yīng)考慮在閥門前端或裝卸口設(shè)置過濾器，清除流體中固體雜

質(zhì)。

6.17.5.7條：因?yàn)榈蜏亻y門的特殊結(jié)構(gòu)，低溫閥門在安裝時(shí)，其閥桿方向宜在垂直向上的45°

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《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

角度范圍內(nèi)，且盡量避免安裝在豎直管路上。

6.17.5.9條、6.17.5.10條：管路中的外部管路與夾層管路之間，外部管路的管子之間、管子與

管件之間的連接方式從安全角度考慮應(yīng)采用焊接方式；管路與閥門、儀表等元件之間的連接方式一

般取決于閥門元件的設(shè)計(jì)，包括焊接、螺紋連接、卡套接頭、法蘭連接等。在條件許可的情況下，

此類連接仍應(yīng)盡量采用焊接形式。等壁厚全截面焊透的對接接頭是管路焊接的最優(yōu)方式，也在工程

實(shí)踐中廣泛采用，因此規(guī)定管路中如采用焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量采用此形式，以確保安全。

6.17.5.11條：液氫的沸點(diǎn)為-253℃，當(dāng)存有液氫的管路裸露在空氣中會(huì)將附近的空氣液化，

滴落到罐體、支座、底盤、行走機(jī)構(gòu)、集裝箱框架等部位會(huì)對容器、車體或罐箱附件、底盤、行走

機(jī)構(gòu)、框架等造成傷害，而且因占空比、大氣條件等因素的限制，裸露的管路可能會(huì)結(jié)冰。因此，

規(guī)定所有裸露的管路應(yīng)與上述部件保留足夠的間距。

6.17.5.12條：在操作過程中，正常運(yùn)行的熱態(tài)控制元件和儀表應(yīng)與冷態(tài)控制元件和儀表分開，

以防止熱態(tài)管路組件被在運(yùn)行期間積聚在冷態(tài)管路上的冰霜包裹，熱態(tài)管路包括超壓泄放管路、儀

表管路和溢流管路。因此規(guī)定了超壓泄放裝置及其管路、測量儀表及其管路和溢流管路應(yīng)與液相管

路及在操作過程中可能變冷結(jié)霜的管路間保持足夠的間距。

6.17.5.13條：為了避免危害的發(fā)生，規(guī)定了液氫或冷氫氣的出口和排放方向，其周邊及可能

產(chǎn)生液化空氣滴落的地方，應(yīng)設(shè)有防護(hù)裝置或警示標(biāo)志。

6.17.5.15條：絕大數(shù)移動(dòng)液氫容器通過自增壓卸液，自增壓卸液存在過增壓的風(fēng)險(xiǎn)，因此標(biāo)

準(zhǔn)規(guī)定自增壓器進(jìn)液管路需要設(shè)置具備超壓自動(dòng)關(guān)閉的切斷裝置，考慮泄漏以及可能存在的火災(zāi)工

況下人員無法靠近來切斷自增壓，要求裝置具有遠(yuǎn)程控制功能。

6.17.5.16條：氫屬于易燃易爆介質(zhì)，充裝時(shí)溢流管路若是溢出液氫則其超低的溫度會(huì)液化空

氣中的氧氣，在附近形成富氧環(huán)境，且液體直接噴出會(huì)快速吸熱汽化產(chǎn)生易爆云團(tuán)，易發(fā)生危險(xiǎn)。

因此本條要求溢流管路的設(shè)計(jì)應(yīng)采用儀表測量方式判斷液位是否到位，不應(yīng)通過直接觀察溢流管線

流出介質(zhì)是氣態(tài)還是液態(tài)的方法來判定是否充滿。

6.17.5.18條：集中排放管路和排放管路的長度過大或直徑過小均會(huì)在管路內(nèi)部產(chǎn)生較大背壓，

不利于氣體的快速排放，盡可能的減少管路的長度與內(nèi)徑之比可以有效降低管路產(chǎn)生的背壓，且管

徑需要滿足泄放要求。

氫氣易燃易爆，禁止直接排放，所有排放管路均需匯流到集中排放管路上，當(dāng)多個(gè)管路連接到

集中排放管時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生相互影響，尤其是維修或更換閥門時(shí)，因此可設(shè)計(jì)多根集中排放管，

避免此類影響。

空氣中的濕氣會(huì)被排放出來的氫氣凍結(jié)形成冷凝水，積聚在集中排放管內(nèi)部，應(yīng)考慮將水排出，

因此需在集中排放管的底部設(shè)置積水罐和排水管。排水管應(yīng)定期排水，防止雪和雨水堵塞排水管的

出口。

6.17.5.19條：液氫的超低溫度決定了除氦以外幾乎所有氣體都會(huì)被其凝固，凝固的氣體會(huì)堵塞

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《移動(dòng)式真空絕熱液氫壓力容器》編制說明

有限空間或小孔，當(dāng)空氣或氧在液氫中冷凝或冷凍時(shí)，有發(fā)生爆炸的潛在危險(xiǎn)，因此規(guī)定外部管路

應(yīng)設(shè)置吹掃置換接口，其位置應(yīng)避免形成死區(qū)。

6.17.5.20條：空氣或氮?dú)獾囊夯瘻囟雀哂跉錃?，接觸到液氫后存在被液化的風(fēng)險(xiǎn)，因此規(guī)定

應(yīng)采取措施，使得控制用氣的氣管遠(yuǎn)離冷源，保證控制用氣不被液化。

第7章安全附件、儀表及裝卸附件

1、7.1.7規(guī)定移動(dòng)液氫容器罐體、管路及操作箱內(nèi)部不宜采用變送器或者電氣控制元件。當(dāng)采用

變送器或者電氣控制元件時(shí)，其選型及安裝均應(yīng)滿足氫環(huán)境的防爆等級和防護(hù)等級要求。

2、7.2內(nèi)容器超壓泄放裝置

為了確保液氫容器的安全運(yùn)行并盡可能的增大容器的安全系數(shù)，本條規(guī)定了超壓泄放裝置的數(shù)

量配置要求。為了增大安全系數(shù)，本條規(guī)定任何情況下至少有兩個(gè)超壓泄放裝置與內(nèi)容器保持連通。

CGAH-3—2019第10.1條和GB/T18442.6第4.2.1條對輔助安全泄放裝置的選擇則有所不同：

GB/T18442.6明確規(guī)定易燃介質(zhì)應(yīng)選用安全閥。而ISO21009-1則明確要求使用爆破片；CGAH-3則兩

者皆可。

本條沿用了CGA的相關(guān)規(guī)定，允許使用安全閥或爆破片裝置作為輔助安全泄放裝置，這與GB/T

18442.6中的易燃易爆介質(zhì)只能使用安全閥的規(guī)定不一致。主要考慮如下：輔助泄放裝置主要考慮在火

災(zāi)條件下容器超壓情況下介質(zhì)的有規(guī)律地快速有序排放，同時(shí)應(yīng)考慮在非火災(zāi)條件下應(yīng)避免提前起跳。

因此，需要首先考慮火災(zāi)條件下的安全性，并同時(shí)兼顧到保證容器的功能與性能不致喪失以及確保安全

條件下的經(jīng)濟(jì)性。

爆破片裝置爆破壓力設(shè)定：ASME標(biāo)準(zhǔn)中爆破片裝置的爆破壓力以容器的MAWP為基準(zhǔn)，而GB

標(biāo)準(zhǔn)中爆破片裝置的爆破壓力以容器的設(shè)計(jì)壓力為基準(zhǔn)，為了與GB標(biāo)準(zhǔn)體系保持一致，統(tǒng)一取容器的

設(shè)計(jì)壓力作為爆破片裝置的爆破壓力的基準(zhǔn)，規(guī)定作為輔助泄放裝置的爆破片裝置在20℃下的設(shè)計(jì)爆

破壓力應(yīng)不大于內(nèi)容器設(shè)計(jì)壓力的1.30倍，同時(shí)，其在427℃時(shí)的設(shè)計(jì)爆破壓力應(yīng)不大于內(nèi)容器設(shè)計(jì)

壓力的1.16倍。

3、7.2.8增加工況d、e，考慮絕熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完好或部分完好，真空已喪失，夾層充滿空氣，且夾

層內(nèi)發(fā)生空氣或氮?dú)饫淠约巴獠吭庥龌馂?zāi)的工況。每種工況以及可能發(fā)生的各種組合工況都應(yīng)進(jìn)

行考慮。本條款主要參照ISO21013-3中的規(guī)定，考慮空氣或者氮?dú)饫淠r。具體計(jì)算可參照

ISO21013-3中進(jìn)行。

4、CGAS1.2標(biāo)準(zhǔn)中的安全泄放量計(jì)算方法及所需考慮的工況均適用于氫介質(zhì)，故規(guī)定內(nèi)容器的安

全泄放量計(jì)算按CGA