标准规范下载简介

TCATSI 05003-2020 加氢站储氢压力容器专项技术要求.pdf简介：

TCATSI 05003-2020 加氢站储氢压力容器专项技术要求.pdf部分内容预览：

加氢站储氢压力容器专项技术

临氢金属材料metalmaterialindirectcontactwithgaseoushvdroge

临氢金属材料 metalmateria 法气家品正常工在时

临金属材科metalmaterialin 储氢容器正常工作时，与氢气接触的金属材料

氢容器正常工作时JC 524-1993 石墨产品能耗等级定额，与氢气接触的金属材料。

、GB/T34542界定的以及下列术语和定义适用

T/CATSL050032020

奥氏体不锈钢衬里储氢容器hydrogenstoragevessellinedwithausteniticstainlesssteel 临氢衬里金属材料为奥氏体不锈钢的储氢容器，

A 断后伸长率，%； ao 初始裂纹深度，mm； a 临界裂纹深度，mm； KIc一 氢气中的平面应变断裂韧度，MPa·ml/2； KV2—冲击吸收能量平均值，J； 侧膨胀值，mm； Nieq一 镍当量，%； N。 初始裂纹扩展至临界裂纹深度的总循环次数； Np 初始裂纹扩展至3/4初始裂纹深度与1/4临界裂纹深度之和的总循环次数： Rm 抗拉强度，MPa； Seq 最大等效应力幅，MPa； Sao2 应力幅，MPa。

A 断后伸长率，%； ao 初始裂纹深度，mm； a 临界裂纹深度，mm； KIc一 氢气中的平面应变断裂韧度，MPa·m1/2； KV2—冲击吸收能量平均值，J； LE侧膨胀值，mm; Nieq一 一镍当量，%； N。 初始裂纹扩展至临界裂纹深度的总循环次数； Np 初始裂纹扩展至3/4初始裂纹深度与1/4临界裂纹深度之和的总循环次数： Rm 抗拉强度，MPa； Seq 最大等效应力幅，MPa； S.2 应力幅，MPa。

4.1储氢容器除应满足TSG21的要求和相关标准的规定外，还应满足本标准的规定。 4.2制造单位应制定储氢容器产品企业标准，规定适用范围以及材料、设计、制造、检验、验收等的 技术要求。 4.3使用单位改变储氢容器使用条件，应取得原制造单位同意改变的书面证明文件，并对改变作详细 记载。 4.4储氢容器临氢金属材料在氢气中的力学性能试验应满足GB/T34542.2等标准的要求，氢脆敏感度 试验应满显GB/T 345423的要求

T/CATSL050032020

5.1.1储氢容器的选材应综合考虑材料（化学成分、力学性能、微观组织等）、使用条件（压力、 温度、氢气品质等）、应力水平和制造工艺（旋压、热处理、焊接等）对氢脆的影响。 5.1.2储氢容器的临氢金属材料宜选用4130X、30CrMo或S31603。除满足本标准要求外，30CrMo 和4130X还应符合GB/T33145的规定，S31603钢板和锻件还应分别符合GB/T24511和NB/T 47010的规定。

在空气和氢气中的常温力学性能试验数据，包括屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力总延 伸率、断面收缩率等。

5.1.4储氢容器制造单位应对临氢受压元件的材料与材料质量证明书进行确认，并按炉号对材料 化学成分进行复验，按批号对材料在空气中的力学性能进行复验，复验结果同时符合相关材料标 准和本标准要求后，方可投料使用 5.1.5当材料制造单位未按5.1.3的规定提供相关材料试验数据时，储氢容器制造单位应按5.1.3的 规定完成相关材料的试验

5.2临氢铬钼钢技术要求

碳（C）含量不大于0.35%、磷（P）含量不大于0.015%、硫（S）含量不大于0.008%

经热处理后的力学性能应同时满足以下要求： 在空气中的抗拉强度（Rm）不超过880MPa，屈强比不超过0.86，断后伸长率（A）不小于20%； 40℃C下3个试样冲击吸收能量平均值（KV2）应不小于47J，允许1个试样冲击吸收能量小于 47J，但不小于38J，侧膨胀值（LE）不小于0.53mm，横向取样： b）在氢气和空气中的抗拉强度之比、最大力总延伸率之比均不小于0.9。

5.3临氢奥氏体不锈钢技术要求

镍（Ni）含量大于12%，镍当量（Niq）不小于28.5%，且在空气中的断面收缩率不小于70% 镍当量按式（1）计算：

Ni..=12.6C+0.35Si+1.05Mn+Ni+0.65Cr+0.98Mo

在氢气和空气中的断面收缩率之比不小于0.9。

T/CATSL050032020

储氢容器的设计委托方向设计单位提出的书面设计条件除应满足TSG21一2016的3.1.3条的要求 外，还应至少包括以下内容： a）压力波动范围超过设计压力20%的工作压力波动的预计（设计）次数； 月平均最低气温；

6.2.1.14 铬钼钢储氢容器应为非焊接结构。 6.2.1.2 纤维环向缠绕储氢容器金属内胆的最小爆破压力应大于等于储氢容器的设计压力， 6.2.1.3 奥氏体不锈钢衬里储氢容器的封头应无拼接焊缝。 6.2.1.4 储氢容器设计时应评定塑性跨塌、脆性断裂、疲劳、局部过度应变、泄漏等失效模式。 6.2.1.5 储氢容器设计文件至少应包括设计图样、应力分析报告、风险评估报告、安装和使用维护 说明。

5.2.2失效评定方法

塑性跨塌评定应采用应力分类法或弹塑性分析法（包括载荷系数法和塑性跨塌载荷法）

6.2.2.2疲劳失效评定

a 疲劳评定应采用疲劳设计曲线法、疲劳裂纹扩展分析法或疲劳试验法： b 当采用疲劳设计曲线法时，应采用材料在氢气中的疲劳设计曲线，并进行未爆先漏判定： C 当采用疲劳裂纹扩展分析法时，应根据材料在氢气中的疲劳裂纹扩展速率和平面应变断裂韧度 （Kic），计算假设初始裂纹由初始深度ao扩展至临界裂纹深度a。的总循环次数N。和裂纹扩 展至（3/4ao+1/4ac）的总循环次数Np，取Np和1/2N。中的较小值为允许压力波动次数 d）当采用疲劳试验法对铬钼钢储氢容器进行疲劳失效评定时，应先用有限单元法对储氢容器进行 弹性应力分析，计算容器的最大等效应力幅Seq，再在热处理后的试验用储氢容器或试环近内 表面（双面淬火时，在1/2厚度处）环向取疲劳试样，以高纯氢气为介质，在设计压力下，按 应力幅Seq2（Seq2应大于等于2Seq且小于等于材料在空气中的疲劳极限）进行疲劳试验，试样 不得在设计压力波动次数前失效

6.2.2.3局部过度应变评定

6.2.2.4泄漏失效评定

6.3.1塑性跨塌的安全系数

T/CATSL050032020

6.3.1.1采用应力分类法时 2.4、 出服强度 安全系数应不小于1.5。 6.3.1.2采用载荷系数法时，储氢容器压力载荷的放大系数应不小于2.4。 5.3.1.3采用塑性挎塌载荷法时，储氢容器塑性垮塌载荷的安全系数应不小于2.4

.3.2疲劳分析的安全

当采用疲劳设计曲线法时，交变应力幅和循环次数的安全系数分别取2和15，

储氢容器的设计总图除应满足TSG21一2016的3.1.4.4条的要求外，还需注明： a 材料要求，包括化学成分、力学性能、晶粒度、非金属夹杂物、无损检测方法和合格指标等， 奥氏体不锈钢还应规定磁性相含量要求； 6 制造要求，包括容器（瓶体）成形精度、热处理参数、内壁表面粗糙度要求以及内表面无损检 测方法和合格指标等； c）容器产品在运输中的气体保护要求。

6.5超压泄放装置和管路

6.5.1超压泄放装置

储氢容器的超压泄放装置宜选用适合于高压氢气介质的安全阀

加氢站应选用与高压氢气环境相适应的管路和阀门

制造完成后，储氢容器应用氮气（纯度≥99.99%）进行吹扫，容器内表面及端部螺纹应清洁、干 爆、无异物，

7.1.2焊接工艺评定

T/CATSL050032020

奥氏体不锈钢衬里储氢容器的临氢焊接接头，应按NB/T47014的规定进行焊接工艺评定 磁性相和氢气中的断面收缩率

铬钼钢储氢容器应按批进行筒（瓶） 体热处理后材料性能检验；奥氏体不锈钢衬里储氢容 进行磁性相检测，并按批进行产品临氢纵向焊接接头的焊接试件性能检验

容器耐压试验合格后，应按设计文件规定进行泄

7.2热处理后材料性能

7.2.1.1制造单位生产首台铬钼钢储氢容器时，应进行筒（瓶）体热处理后材料性能检验。对于按 疲劳设计曲线法进行疲劳设计的容器还应进行筒（瓶）体的未爆先漏判定。 7.2.1.2材料炉号、设计、制造工艺均相同，且按同一热处理规范、采用连续热处理炉连续热处理 的铬钼钢储氢容器，每批（最多50台）应选择一只筒（瓶）体或试环进行热处理后材料性能检验。 试环的材料炉号、公称直径、壁厚、热处理状态等都应与筒（瓶）体相同，且长度不小于610mm 7.2.1.3热处理后材料性能检验至少应包括拉伸试验、冲击试验、硬度试验

7.2.2材料性能检验

采用单面萍火时，在筒（瓶）体或试环近内表面环向取样；采用双面萍火时，在筒（瓶）体或试环 1/2壁厚处环向取样。取3件拉伸试样，在空气中进行拉伸试验，实测抗拉强度应在制造单位热处理后 的保证值范围内，

在筒（瓶）体或试环两端和中部横截面，沿圆周0°、90°、180°、270°四个万向，分别在近内表面、 /4壁厚、1/2壁厚、3/4壁厚和近外表面处，测量布氏硬度，硬度值应在设计规定的最小和最大抗拉强 度对应的范围之内，且同一横截面上的硬度值偏差不得天于30HBW。硬度值与抗拉强度换算参见GB/ 33362

TB 10414-2018标准下载7.2.2.3冲击吸收能量

7.2.3未爆先漏判定

T/CATSL050032020

除封闭焊接接头外，奥氏体不锈钢衬里储氢容器焊接接头内表面应按照GB/T1954中的磁性法 0%磁性相检测。采用奥氏体不锈钢钢板时，磁性相应不超过0.20%；采用奥氏体不锈钢复合钢 性相不超过0.45%

7.4.1.1制造单位生产首台奥氏体不锈钢衬里储氢容器时应制备临氢纵向焊接接头的焊接试件； 7.4.1.2采用同一炉号奥氏体不锈钢，且设计、焊接工艺、热处理规范均相同的奥氏体不锈钢衬里储氢 容器，每批（最多50台）应选择一台储氢容器《家用和类似用途电器的安全 商用多用途电平锅的特殊要求 GB4706.40-2008》，制备临氢纵向焊接接头的焊接试件

7.4.2试样检验与评定