液氢气瓶第液氢气瓶第 1 1 部分部分：材料、材料、设计设计、制造制造、检验与试验检验与试验及第及第 2 2 部分部分：操作要求操作要求2025 年 9 月DB44/T 2593.12024 1 液氢气瓶 第 1 部分：材料、设计、制造、检验与试验 1 范围 本文件规定了液氢气瓶（以下简称“气瓶”）的术语和定义，符号，型号和基本参数，材料，设计，制造、检验和试验，标志、包装和运输，出厂资料，资料保存等要求本文件适用于在正常环境温度（-4060）下使用，贮存液氢（仲氢体积含量不低于95%，热力学数据见附录A），设计温度不高于-253，公称工作压力为0.2 MPa3.5 MPa，公称容积为150 L450L，可重复充装的立式气瓶注：本文件凡未注明的压力均指表压2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法GB/T 713.7 承压设备用钢板和钢带第7部分：不锈钢和耐热钢GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 1954 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法GB/T 3452.1 液压气动用O形橡胶密封圈第1部分：尺寸系列及公差GB 3836.1 爆炸性环境第1部分：设备 通用要求GB/T 4732 压力容器分析设计第3部分：公式法GB/T 7144 气瓶颜色标志GB/T 9251 气瓶水压试验方法GB/T 12137 气瓶气密性试验方法GB/T 12243 弹簧直接载荷式安全阀GB 13296 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T 13305 不锈钢中-相面积含量金相测定GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 16804 气瓶警示标签GB/T 17925 气瓶对接焊缝X射线数字成像检测GB/T 18443.2 真空绝热深冷设备性能试验方法第2部分：真空度测量GB/T 18443.3 真空绝热深冷设备性能试验方法第3部分：漏率测量GB/T 18443.4 真空绝热深冷设备性能试验方法第4部分：漏放气速率测量GB/T 18443.5 真空绝热深冷设备性能试验方法第5部分：静态蒸发率测量GB/T 18443.8 真空绝热深冷设备性能试验方法第8部分：容积测量GB/T 24159 焊接绝热气瓶DB44/T 2593.12024 2 GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语 GB/T 25198 压力容器封头 GB/T 31480 深冷容器用高真空多层绝热材料 GB/T 31481 深冷容器用材料与气体的相容性判定导则 GB/T 33209 焊接气瓶焊接工艺评定 GB/T 33215 气瓶安全泄压装置 JB/T 6896 空气分离设备表面清洁度 NB/T 47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 NB/T 47013.2 承压设备无损检测 第2部分：射线检测 NB/T 47013.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测 NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分：渗透检测 NB/T 47013.11 承压设备无损检测 第11部分：X射线数字成像检测 NB/T 47013.14 承压设备无损检测 第14部分：X射线计算机辅助成像检测 NB/T 47018.1 承压设备用焊接材料订货技术条件 第 1 部分：采购通则 NB/T 47018.3 承压设备用焊接材料订货技术条件 第 3 部分：气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝 3 术语和定义 GB/T 24159、GB/T 24499界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
液氢 liquid hydrogen 液氢是一种无色、透明的低温液体（也称冷冻液化气体），正常沸点为20.38K，沸点时密度为70.77 kg/m3来源：GB/T 244992009，2.18，有修改 液氢气瓶 liquid hydrogen cylinder 盛装液氢的焊接绝热气瓶批量 lot/batch 以相同规则组成的一定数量的零部件、产品来源：GB/T 241592022，3.1，有修改 3.3.1 内胆批量 lot/batch of inner containment vessels 采用同一设计、同一牌号材料、同一工艺（主要指焊接工艺、无损检测工艺、压力试验工艺）连续生产的内胆所限定的数量来源：GB/T 241592022，3.1.1，有修改 3.3.2 产品批量 lot/batch of cylinders 采用同一设计、同一工艺、同一设备（主要指绝热工艺、抽真空工艺）连续生产的产品所限定的数量来源：GB/T 241592022，3.1.2，有修改 气瓶自重 tare of cylinder DB44/T 2593.12024 3 满足充装、贮存、运输、使用及安全等基本功能的空瓶质量。
来源：GB/T 241592022，3.2，有修改 低温点 cold spot 温度比周围阴凉处的空气低5K或更低的部位4 符号 下列符号适用于本文件Di：封头或筒体的内直径，mmDo：封头或筒体的外直径，mmE0：材料的弹性模量，MPag：重力加速度，g=9.81 m/s2Hi：封头内高度，等于封头内曲面深度与封头直边高度之和，mmhi：封头内曲面深度，mmh0：封头外曲面总高度，h0=hi+Sn；mmk1：由椭圆长短轴比值决定的系数L：筒体长度与每个封头的直边高度、内曲面深度的 1/3 的总和，mmP：公称工作压力，MPaPcr：临界压力，MPaPd：设计压力，MPaPf：安全泄压装置的排放压力，MPaPt：耐压试验压力，MPaPz：安全阀整定压力，MPaP1：外压力，MPaR：碟形封头的球壳外半径及椭圆封头的当量球壳外半径，mmS：设计壁厚，mmSb：筒体实测最小壁厚，mmSe：有效厚度，等于名义壁厚减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差，mmSh：封头成形后的最小壁厚，mmSn：名义壁厚，mm壁应力，MPaHi：封头内高度公差，mmDi：封头内圆周长公差，mm5 型号和基本参数 型号 气瓶型号按以下规定命名。
DB44/T 2593.12024 4 表示LHP用，液氢气瓶名称mm，内胆公称直径L，内胆公称容积MPa，公称工作压力表示 、依次用，设计更改顺序号 示例：LHP450-175-0.7 表示内胆内直径为 450mm，公称容积为 175L，工作压力为 0.7MPa 的液氢气瓶基本参数 5.2.1 公称容积和内胆内直径 公称容积和内胆内直径宜按照表1选取公称容积宜取5的整数倍表1 公称容积和内胆内直径 公称容积/L 150200 200450 内胆内直径/mm 350550 450800 5.2.2 压力 5.2.2.1 内胆筒体壁厚的内压计算所采用的压力为设计压力，设计压力为内胆耐压试验压力内胆耐压试验压力不应小于 2 倍公称工作压力（Pd=Pt2P）5.2.2.2 气瓶外壳承受的外压力不应小于 0.21 MPa5.2.2.3 气密性试验压力不应小于公称工作压力5.2.3 有效容积 气瓶有效容积不应大于公称容积的90%6 材料 一般要求 6.1.1 材料的选择应考虑其力学性能、物理性能和工艺性能以及与液氢的相容性6.1.2 受压元件和焊接材料从材料制造单位采购时，材料制造单位应提供材料质量证明书原件；原件应盖有材料制造单位质量检验章和印有可追溯的信息化标志（二维码、条形码等），可追溯信息化标志至少应包括材料制造单位信息、材料牌号、规格、炉批号、交货状态、质量证明书签发日期等。
6.1.3 从非材料制造单位采购时，应取得材料制造单位提供的材料质量证明书原件或复印件，复印件应加盖材料供应单位检验公章和经办人章内胆材料 DB44/T 2593.12024 5 6.2.1 内胆材料应采用固溶状态交货的奥氏体不锈钢6.2.2 内胆主体（筒体和封头）、管接头、管座或凸缘、夹层空间管道、补强板等与液氢或低温蒸汽接触的材料按 GB/T 13305 进行检测，铁素体含量不大于 3%6.2.3 内胆受压元件、焊接在内胆上的垫板等以及与液氢或低温蒸汽接触的材料除满足表 2 和表 3 要求外，还应满足以下要求：内胆主体符合 GB/T 713.7 的规定和设计文件要求；管接头、管座或凸缘符合 NB/T 47010 的规定，等级不低于级；夹层空间管道采用奥氏体不锈钢时符合 GB 13296 或 GB/T 14976 的规定；焊接在内胆上的补强板、垫板等符合 GB/T 713.7 的规定6.2.4 内胆材料的化学成分及允许偏差应符合表 2 的规定表2 化学成分及允许偏差 化学成分 C Mn P S Si Ni Cr Mo N 质量百分数 0.08 2.00 0.035 0.015 0.75 10.5014.00 16.0018.00 2.003.00 0.1 允许偏差 0.01 0.04+0.005+0.005 0.05 0.10 0.20 0.01 0.01 6.2.5 内胆材料的力学性能应符合表 3 和设计文件的要求。
表3 力学性能 试验项目 抗拉强度Rm M Pa 规定塑性延伸强度Rp0.2 M Pa 断后伸长率A%冲击吸收能KV2 J 侧向膨胀量LE mm 试验温度 室温-253 规定值 520 210 40 54 0.53 注1：冲击采用3个10 mm10 mm55 mm的标准试样，冲击吸收能平均值应满足规定值，至多允许有1个试样的冲击吸收能低于规定值，但不应低于规定值的70%；注2：当材料尺寸无法制备标准试样时，根据实际情况制备宽度为7.5 mm、5 mm、2.5 mm的试样；其冲击吸收能分别为标准试样的75%、50%、25%侧向膨胀量按照标准试样规定值注3：做-196冲击，冲击吸收能规定平均值不低于70J，侧向膨胀量规定平均值不低于0.76 mm焊接材料 焊接材料应符合NB/T 47018.1及NB/T 47018.3的规定；内胆焊接材料的熔敷金属还应符合表4的规定表4 熔敷金属试验 试验项目 试验数量 试验温度 合格指标 试验方法 铁素体含量测量 1块 室温 7%GB/T 1954 拉伸 1个 抗拉强度：Rm 520 MPa GB/T 228.1 规定塑性延伸强度Rp0.2210 MPa 断后伸长率A 30%冲击试验 1组（3个）-253 冲击吸收能KV254J GB/T 229 注：做-196冲击时，冲击吸收能规定平均值不低于70J，侧向膨胀量规定平均值不低于0.76 mm。
DB44/T 2593.12024 6 附件材料 压力表的测压部件、管道阀门的阀座、真空隔离阀的阀座、真空规管的壳体、抽真空座及堵头宜采用奥氏体不锈钢管道阀门的密封材料宜采用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚全氟乙丙烯等非金属材料外壳材料 外壳应采用奥氏体不锈钢绝热材料 绝热材料性能应符合GB/T 31480规定，且应不与氧气或者富氧气氛发生危险性反应吸附材料 吸附材料应与所贮存的氢相容，还应与氧相容，不应使用活性炭7 设计 一般要求 7.1.1 组成 气瓶主要由内胆、外壳、绝热系统、内胆与外壳之间的连接件、阀门管路系统、保护阀门管路系统的保护装置、底座等组成阀门管路系统包括管路阀门、仪表、安全阀、管件、管道及其支撑件保护装置宜是保护罩、保护圈（环）、框架等7.1.2 性能指标 静态蒸发率、内胆漏气速率、真空夹层漏气速率、真空夹层漏放气速率、真空夹层常温真空度按表5的规定表5 性能指标 公称容积/（L）150 175 200 300 450 静态蒸发率上限（液氮作为介质）/（%/d）3.0 2.6 2.3 1.5 1.0 内胆漏气速率（20）/（Pa m3/s）610-9 真。