关于IV储氢气瓶泄漏率指标合理性探讨

25天前浏览1133

摘要：本文探讨了IV储氢气瓶泄漏率指标的合理性。根据GB/T42612标准，气瓶在进行气密试验时，其漏气速率不得超过6NmL/(h·L)。这一指标基于外国学者Adams的研究假设，包括氢气均匀扩散、车库通风率、最大氢气浓度、材料延长温度等。Adams的研究得出了氢浓度低于1%的理论允许渗透率。然而，这些假设并未充分考虑我国实际情况，如小区地下车库等。因此，国家应制定相应标准，以满足氢燃料电池汽车的实际应用需求，类似于LNG车用气瓶的设计要求。

1. 理论计算

气密性试验是评估气瓶安全性能的关键步骤，我国GB/T42612标准对气密性试验有着明确的规定。根据这一标准，气瓶在进行气密试验时，其漏气速率不得超过6NmL/（h·L）。这一漏气速率指标的设定并非无据可依，而是基于外国学者Adams在研究过程中所作出的一系列假设。

Adams在研究气瓶气密性问题时，以美国私人车库为背景，提出了一系列假设。这些假设为研究气瓶漏气速率提供了理论依据，并在一定程度上影响了我国气瓶气密性试验标准的制定（数据参考：氢安全工程基础-机械工业出版社）。

1.认为氢气是均匀扩散（实际并不是）；

2.车库通风率是最差的自然通风率0.03ACH；

3.最大氢气浓度为体积的百分之一，即25%LFL；

4.材料延长温度为55℃；

5.新容器与最坏容器的寿命结束时转换系数为2

6.对于20度测试，系数3.5用从最大材料延长温度转换为测试温度（温度15时系数为4.7）

则利用全混合方程可以计算出稳态氢浓度所需的氢气释放率;

C%是稳态气体浓度，单位为体积百分比;Qn是空气流量，单位为m3/min;Qg,是气体泄漏量，单位m3/min

然后最大容许氢渗透率为：

在公式中，Q_Px代表在测试温度x下的容许渗透率，单位为ml/(h·L)水容量；V表示储容器的水容量，单位为L；fa为老化因子，取值为2；ft大分别为在测试温度为20℃和15℃时的测试温度因数，分别为3.5和4.7。根据上述假设、方案及方法，得出氢浓度低于1%的理论允许渗透率（AdamsetaL.，2011）。建议在城市公交车中采用乘用车的渗透率，因为即便在最严重的情况即强制通风最差的“最小”车库，乘用车渗透率仍可确保氢气浓度明显低于4%体积。