氢气长输管道的标准化现状.docx

氢气长输管道的标准化现状氢气输送管道主要有输氢管道和配氢管道。输氢管道分为两类，一类是用于场(厂)区内装置间或者系统内输送氢气，如企业场(F)区内输氢管道、工业氢能园区内输氢管道、加氢站内输氢管道、车载供氢系统管道等，其特点是管道压力高、直径小，一般采用压力管路用管或者仪表管,压力等级为44.8MPa(6500psi),46.2MPa(6700psi),103.5MPa(15000psi),137.9MPa(20000PSi)等,管道直径为6.35mm(1/4)，9.5mm(3/8),12.7mm(1/2,z),14.28mm(9/16),25.4mm(z)等；另一类用于大规模、长距离输送氢气(掺氢天然气)的长输管道，管道设计压力2.020.0MPa,直径3001000mm。从材料上看，输氢管道一般分为钢制输氢压力管道和复合材料输氢压力管道。配氢管道一般用于小规模、短距离输送氢气，输氢对象为小规模用户(如民用氢能园区内连接供氢站和用户间的管道)，其特点是管道压力较低、直径较小。从材料上看，配氢管道一般分为钢制配氢压力管道和非金属配氢压力管道。氢气长输管道的许多规范和标准与天然气长输管道相似，但由于两种气体物理性质差异较大，因此规范和标准还存在一些不同之处，不能直接采用天然气长输管道标准规范进行设计、建设等。国内关于氢气管道的标准有GB50177氢气站设计规范、GB4962氢气使用安全技术规程。GB50177适用于新建、改建、扩建的氢气站、供氢站及厂区和车间的氢气管道设计。GB4962规定了气态氢在使用、置换、储存、压缩与充(灌)装、排放过程以及消防与紧急情况处理、安全防护方面的安全技术要求，适用于气态氢生产后地面上各作业场所，不适用于液态氢、水上气态氢、航空用氢场所及车上供氢系统，氢气生产中的相应环节可参照执行。上述两个标准均不适用于埋地氢气长输管道，所以目前国内尚无针对氢气长输管道的标准体系。国外适用于氢气长输管道的标准有美国机械工程师协会编制的ASMEB31.12-2014氢用管道系统和管道、欧洲压缩气体协会的CGAG-5.62005(R2013)氢气管道系统和亚洲工业气体协会的AIGA033/14氢气管道系统。ASMEB31.12适用于将氢气从制造厂输送到使用地的长输管道、分输管道和服务管线，不适用于按照ASME锅炉和压力容器准则设计和制造的压力容器、温度高于450°F或低于-80°F的管道系统、压力超过3000psi(1psi=6894.76Pa)的管道系统、水气含量大于20mg/L的管道系统以及氢的体积分数小于10%的管道系统。AIGA033/14和CGAG-5.6内容基本一致,不过CGAG-5.6因为在2013年修订过，所以部分章节内容更加详细。两者适用于纯氢及氢混合物的输送和配送系统，仅限于气态产品，温度范围在-40175之间，总压力为121MPa或不锈钢材质的H2压力高于0.2MPa.这两个标准由国际标准化组织成员协会(ICI)在欧洲工业气体协会(EIGA)的领导下编写，旨在供国际协调委员会所有成员在世界范围内使用和参考。与天然气环境相比，金属材料长期工作在氢环境下会造成力学性能的劣化，称为环境氢脆。金属材料的高压氢脆性能的主要研究方法是进行氢环境原位试验，即将材料直接置于氢环境中进行试验，试验类型主要包括慢应变速率拉伸试验、断裂韧性试验、裂纹扩展速率试验、疲劳寿命试验和圆盘压力试验等。