《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

NB/TXXXXX—202X《移动式真空绝热液氢压力容器》行业标准

编制说明

一、工作简况

1.1编制目的

随着我国氢能市场的快速发展，我国已是汽车用氢气加氢站数量最多的国家。全国多地正在酝

酿和兴建氢气液化工厂，为我国氢能汽车行业以及氢能工业应用提供高能密度的液氢能源。液氢是

比较经济和高效的氢能储存方式，受到装备制造企业和相关企业的广泛关注。2023年1月，中国技

术监督情报协会危化品储运装备技术与信息化工作委员会颁布了T/CATSI05007-2023《移动式真空

绝热液氢压力容器专项技术要求》并实施，规定了移动式液氢容器材料、设计、制造、检验与试验

等方面的专项技术要求。文件编制中遵循了TSGR0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》

（含第1、2、3号修改单）的要求，并且参考了美国DOT49CFR《Transportation》、美国CGAH-3

《StandardforCryogenicHydrogenStorage》和ASMEBPVC.VIII.1《RulesforConstructionofPressure

Vessels》等国内外标准的相关规定，以及国外相关工程应用经验，对移动式真空绝热液氢压力容器

的材料、设计、制造、检验与试验等方面提出了专项技术要求。生产单位在执行本文件时，应根据

不同产品的技术条件制定企业标准，用于指导移动式真空绝热液氢压力容器的生产。所制定企业标

准的技术要求应不低于本文件的规定，同时应符合特种设备安全技术规范的要求及相应国家标准、

行业标准的相关规定。

根据此标准，已有几家企业完成移动式液氢容器（包括汽车罐车、罐式集装箱）的企标编制和

产品方案设计，样车（箱）已启动制造。但是，移动式液氢容器的行业标准仍处于缺失状态，国外

可借鉴的标准也比较少，为了解决移动液氢装备制造行业标准缺失问题，有必要制定移动式液氢储

运容器的行业标准。

同时，锅容标委移动分会已于2022年2月提交了《移动式真空绝热液氢压力容器》产品建造

标准制定的立项申请，并于2022年10月经国家能源局批准下达了该标准编制任务[国能综通科技

[2022]96号]，项目编号：能源20220169。

1.2主要工作过程

专家遴选及工作组组建阶段：2022年10月，锅容标委移动分会完成了全国范围内遴选移动式

真空绝热深冷压力容器产品相关的材料、设计、制造、检验与试验、安全防护方面的专家，并于2022

年11月15日成立了标准制定工作组。

起草阶段：2022年11月中旬，移动分会秘书处联合标准主要起草单位完成了标准草案的编制

工作，并于11月25日通过网络会议形式，召开了《移动式真空绝热液氢压力容器》行业标准制订

首次工作组会议，对标准草案的编制原则及重点技术内容进行了重点讨论，明确了后续编制计划。

2023年5月，标准经修改完善，形成了征求意见稿（草案）。

征求意见阶段：2023年6月30，锅容标委移动分会完成了《移动式真空绝热液氢压力容器》

行业标准征求意见稿的定稿，开始开展《移动式真空绝热液氢压力容器》行业标准在全国范围内征

求意见工作。

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送审阶段：

报批阶段：

1.3主要起草单位

本标准的主要起草单位为南通中集能源装备有限公司、上海市气体工业协会、空气化工产品（中

国）投资有限公司，其他参加单位还有：中国特种设备检测研究院、张家港中集圣达因低温装备有

限公司、查特深冷工程系统(常州)有限公司、航天晨光股份有限公司、浙江大学、江苏国富氢能技

术装备有限公司、液化空气工程制造（烟台）有限公司等20余家单位。

二、标准修订原则和主要依据

2.1制定原则

本次行业标准的编写参考了国内外与液氢容器以及移动式压力容器有关的法规、标准及文献资

料，结合美国、欧洲等世界先进国家在过去将近五十年里液氢容器的制造经验，并基于理论分析和

试验研究，力求本标准的制定符合我国特种设备的安全技术规范的基本技术要求，对移动式真空绝

热液氢压力容器可能存在的失效和风险，提出相关要求。

2.2主要依据

液氢相关技术研究及标准制定工作在欧美已经得到广泛开展，在欧美技术标准中，与移动式液

氢容器相关的技术规范，主要由DOT、CGA、NFPA、ISO、EN及ASME等标准化组织完成。

美国压缩气体协会（CGA）于2005年6月专门成立了氢技术委员会，致力于氢气、液氢、吸

附氢在运输、操作、存储以及使用过程中的安全与技术的研究工作。成立以来，该委员会已经完成

了十余个相关标准的编制，其中CGAH-3《StandardforCryogenicHydrogenStorage》对固定式液

氢容器的安全、设计、制造、检验、试验等方面规定相关技术要求。

美国联邦交通运输部（CFR49）运输部分相关章节涉及到液氢等低温液体的运输，其中173.318

关于深冷液体货物，178.277关于移动式冷冻液化气体运输容器的设计、建造、检验和试验要求。

同样，ASMEBPVC.Ⅷ-1:2021《ASME锅炉和压力容器规范第8卷第1分册压力容器构

造规则》以及ISO21028-1：2016《低温容器材料的低温韧性要求第一部分：温度-80℃以下》等

标准，规定了最低设计金属温度低于-196℃的材料及焊接接头的冲击性能指标要求。

移动分会联合中国技术监督情报协会危化品储运装备技术与信息化工作委员会于2023年发布

了T/CATSI05007-2023《移动式真空绝热液氢压力容器专项技术要求》团体标准，对移动式真空绝

热液氢压力容器的材料、设计、制造、检验与试验等方面提出了专项技术要求。

在行业标准编制过程中，我们注意和采纳上述技术规范的相关技术要求和规定。

三、行标主要编制内容说明

第1章范围

1、本标准是移动式真空绝热液氢压力容器的行业标准，规定了移动式真空绝热液氢压力容器的材

料、设计、制造、试验方法、检验规则、标志标识、出厂文件、储存运输等要求。但是，本标准没

有必要、也不可能囊括适用范围内移动式真空绝热液氢压力容器的所有技术细节，也不能作为具体

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产品建造及使用的技术手册，亦不能替代培训、工程经验和工程评价。

2、适用范围主要内容确定说明如下：

11.1移动式低温压力容器目前主要有铁路罐车、汽车罐车和罐式集装箱，鉴于低温铁路罐车应

用较少，应用范围特殊，且多式联运的液氢罐箱鲜有应用案例，因此本标准仅限于汽车罐车和道路

运输的罐式集装箱。

21.2a)液氢临界压力为1.207MPa，结合目前国外移动液氢容器普遍的压力取值，通常在

150-175psi（1.035-1.207MPa），规定内容器设计压力不小于1.0MPa，且不大于1.2MPa。

b)为防止恶性竞争带来的容积极限化设计，综合考虑移动液氢容器外形尺寸及运输限制，结

合我国具体的道路运输标准要求，参照三轴半挂车13750mm长度限制要求，考虑到后下部防护装

置外端面与罐体后封头以及所有与罐体后部连接的附件外端面的垂直投影距离不得小于300mm，假

设操作箱长度800mm，则可计算得出罐体外容器的总长度不大于13750-300-800=12650mm。罐体的

内外罐体纵向总间距为550mm，则内容器的总长取12650-550=12100mm，内容器外径取2304mm（内

直径取2280mm），筒节长度取10800mm,计算得罐体得几何容积为47.45m3，绝热被的厚度为40mm，

加强圈的高度为40mm，加强圈与绝热被的间隙一般为25mm，故容器外直径取2304+2x（6+40+40+25）

=2526mm。根据新移动容规限容编制原则，考虑5-10%的容积安全裕度，取移动液氢容器最大容积

为47.45x0.95=45m3。此容积核算是针对管路系统主要布置在后端的罐车计算得来，对于管路系统

可能布置在罐体中部的罐车以及罐体侧部的罐箱，容积可以进一步做大，经过核算并留有一定的容

积安全裕度，几何容器最大要求不超过50m3。

另外参考欧美相关企业的制造经验，发现实际上很少制造15m3以下移动液氢容器。同时考虑

到容器容积越小低温绝热性能越难以保证，因此要求几何容积不小于15m3。

c)国外移动液氢容器主要都是高真空多层绝热，虽然也有多屏绝热以及粉末绝热的应用案例，

但考虑我国目前民用液氢储运刚处于起步阶段，缺乏相应的工程经验，因此标准规定仅适用于高真

空多层绝热的容器。

31.3f)对于多式联运的液氢罐箱，在全球范围内除了航天军工使用，鲜有用罐箱多式联运液

氢的案例，缺乏对应的工程经验，因此多式联运的罐箱也不在现阶段标准范围内。

第3章术语、定义和符号

首先明确GB/T150、GB/T26929、NB/T47058、NB/T47059界定的术语和定义适用于本标准，

新增测试维持时间、维持时间、单程运输时间和运输压力控制阀的术语与定义。其他相应的术语和

定义说明如下：

1、3.1.3测试维持时间

参照GB/T18443.7的定义进行规定，但移动液氢容器限压有特殊要求，规定维持时间的终点为

初级运输压力控制阀的动作压力。

2、3.1.4维持时间

测试维持时间换算为标准状态下的维持时间。

3、单程运输时间

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DOTCFRTitle4-173.318中规定，在移动液氢容器罐体上标示出在规定的压力区间内的运输维

持时间，在使用过程中每次都需要进行记录，保证整个运输周期不超过标示维持时间。

DOT中CFR49173.318中提出了“单程运输时间（OWTT）”的概念，表示要运输的易燃低温

液体的单程运输时间，以小时为单位。在一个或者多个地方卸载的必须有附加标记“单程运输时间_

小时。__psi至__psiat__%填充密度”，第二个空白填充部分为卸载后存在的压力，第三个空白填充

压力控制阀设定的排放压力，填充密度按照173.318表格中规定。允许对不同的压力水平使用多个

OWTT标记。

OWTT是基于罐体内运输的液氢额定维持时间（MRHT）来确定的，MRHT转换为OWTT以

如下方式进行：

对于MRHT≤72h的罐体，OWTT=（MRHT-24）/2

对于MRHT＞72h的罐体，OWTT=MRHT-48

每辆用于运输易燃低温液体的移动容器必须在每次装运后进行检查，以确定其实际维持时间。

如果检查表明实际维持时间（换算平均环境温度下）小于标记的额定维持时间(MRHT)的90%时，

在罐体恢复到其标记的额定维持时间值或用实际维持时间重新标记之前，不得重新充装任何易燃低

温液体。

参照DOT中规定，结合我国实际使用情况，重新定义单程运输时间，即从初始运输状态至选

定的运输压力控制阀动作，所允许的最长预计运输时间，单位为小时（h）。

4、运输压力控制阀

移动液氢容器最大的风险之一是液体胀罐导致的液体排放，为了防止这一风险，规定移动液氢

容器在道路运输过程中，防止内容器压力升高、液体膨胀后，充满率超过最大允许充满率可能造成

的风险而设置的控制阀门。

第4章总则

移动液氢容器的设计、制造、检验及验收除应符合本文件的规定外，还应遵守国家颁布的相关

安全技术规范和标准的规定。

第5章材料

1、5.1.3相容性要求

氢属于易燃介质，且液氢暴露于空气中或存有液氢的容器直接暴露于空气中时会首先将空气中

的氧液化，造成氧积聚从而引发危险，因此本标准要求所有可能与氧气或富氧环境接触的材料的氧

相容性要求。

2、5.1.8内容器及管路材料要求

液氢容器的内容器最低设计金属温度不高于-253℃，欧美国家通常使用奥氏体不锈钢作为液氢

容器的内容器受压元件及与氢接触的管路材料。但目前国内市场上常用的材料牌号没有相关的使用

经验，且材料化学成分范围较宽，材料质量参差不齐。另外，304系列奥氏体不锈钢中的奥氏体处

于亚稳态，在低温下以及变形较大的冷作变形时会部分转变为马氏体，从而影响其韧性的现象。因

此，有必要考虑这些工况下材料的稳定性问题。

引用CGAG5.6第3.2条奥氏体稳定性计算公式：

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

以及第3.4条低温下马氏体析出计算公式：

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)

将GB/T24511表13中的S31608的化学成分数值代入公式进行计算，可以满足高应力作用下

所需的稳定性要求且马氏体转变温度不高于液氢容器的工作温度。但是GB/T24511表13注2中已

明确说明表中所列成分除标明范围或最小值外，其余均为最大值。从市场上收集的一些S31608

GB/T24511钢板的材质证明书来看，C、N、Mn、Si等元素的含量与标准中规定的最大值相差甚远，

将钢板材质证明书中的各种元素的实际含量代入公式计算，无法满足使用要求。因此有必要对一些

元素的含量下限加以限制。

从公式1可见C、Ni元素的含量对材料的稳定性影响较大。从公式2可见元素C、N元素含量

对材料的马氏体转变温度影响较大，因此可以在S31608牌号的基础上再通过控制C、Ni、N元素

含量的最低值来确保材料可以满足材料稳定性及马氏体转变温度的要求。团标表1中的液氢专用钢

材的化学成分是在标准中化学成分的范围内进一步控制主要元素如C、N、Ni等含量的范围，以满

足液氢容器的使用要求。

为了确保液氢容器能安全运行，有必要在现有不锈钢材料标准基础上，对其化学成分、力学性

做出更严格规定，实际形成液氢容器专用不锈钢。

按照TSGR0005及第3号修改单的要求：“主要受压元件采用的材料，未列入本规程协调标准，

但已列入压力容器或者承压设备专用钢板、锻件国家标准或者行业标准的，材料研制单位应当制定

企业标准并且按照相关规定向社会公示，提供必要的材料数据（包括化学成分、拉伸性能、疲劳试

验数据、断裂韧性以及其它满足该材料使用范围要求的性能参数）。材料经过市场监管总局核准的

压力容器型式试验机构的试验验证，并且出具型式试验报告，证明其各项性能指标能够满足本规程

和相应标准要求的，可以用于制造压力容器。”

因此，本条明确要求内容器受压元件和与氢接触的受压管路材料（公称直径＞15mm）需采用

专用不锈钢钢板、钢锻件及钢管。并且专用材料需经过相关的试验验证且有型式试验报告方可用于

制造液氢容器。

对于公称直径小于等于15mm的管路，虽然不要求一定要使用液氢容器专用钢，但仍然需要按

附录A进行相关计算且计算结果满足第5.4.3条的要求。

3、5.1.9奥氏体稳定性问题和低温下马氏体析出温度要求

液氢容器的内容器的最低设计金属温度不高于-253℃，在如此低的温度下，容器生产单位需对

容器受压元件和与氢接触的受压管路（公称直径＞25mm）所选用材料的奥氏体稳定性问题和低温

下马氏体析出温度进行计算，计算方法按附录A进行。

4、5.1.11复验要求

按TSGR0005第3号修改单的规定，本条要求内容器受压元件和与氢接触的受压管路（公称直

径＞15mm）材料，需要进行验证性材料的复验，复验合格方可使用；同时，包括内管路在内的所

有管路也适用于此要求。

5、5.1.12条对焊材的复验做出了规定。

6、5.2.1内容器用钢板要求

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国内标准没有关于使用温度低于-196℃容器的材料冲击试验要求，国外相关标准对使用温度低

于-196℃容器的材料冲击试验要求如表A。

表A相关标准对材料冲击的要求

标准章节内容备注

对于工作温度低于-196℃的，应对母材、热

EN10028-720164.2条b）影响区和焊缝金属进行冲击试验。可以在

Flatproductsmadeofsteels——Austenitic−196°C进行冲击试验，应满足最小冲击能可以不进行复验，使用材

forpressurepurposesstainlesssteels值48J/cm2（相当于全尺寸38J），或最小料质保书的值。

Part7:StainlesssteelsCrNi2）侧向膨胀量0.53mm。对于母材，可以使用

材料质保书中的值。【5】

当MDMT＜-196℃时，母材、焊缝及热影

响区在-196℃温度下的每个冲击试样侧向

ASME不要求材料复验，

膨胀量均应≥0.53mm。若不能满足，需要

但在此处关于焊接试板

ASMEVIII-1BoilerandUHA-51(a)满足母材在-196℃温度下侧向膨胀量≥

条文中提到了低于-196℃

PressureVesselCode20190.53mm，且满足产品用的填充金属其熔敷

时，按-196℃进行冲击试

金属的FN≤试验焊缝的FN，对焊缝及热

验的指标要求

影响区在不高于MDMT温度下做KIC（J）

试验，其值不能低于132MPa√m。【6】

材料研制单位对材料在-196℃和-269℃（所有低温性能试验使用液氦完成，因此试验温度为液

氦沸点，以下同）下的性能指标做了对比试验，找到了两者之间的对应关系。

考虑到实际工程应用中的可操作性，并考虑到国内材料现状本条规定需对钢材按批进行夏比（V

型缺口）冲击试验。试验时一组3只试样，每只试样的侧膨胀值在-196℃下不小于0.76mm且冲击

吸收能量不小于70J为合格。根据试验结果，这一要求是能够保证材料在-253℃条件下的使用安全。

本标准表3所提出的指标参照了ASMEVIII-1UHA-51和EN10028-72016第4.2条的相关规定，

并考虑到国内材料现状，适当提高了-196℃下的冲击性能要求：侧膨胀值从0.53mm提高到0.76mm，

冲击吸收能量从47J提高到70J。

同时，本标准表3中还给出了-269℃下的冲击性能合格指标：侧膨胀值≥0.53mm，冲击吸收能

量≥49J。其中，侧膨胀值为国外标准中在-196条件下的合格指标，约为本标准确定指标的0.7倍，

冲击吸收能量也依此关系进行确定。有关方面提出在液氢温区对材料进行复验时，则可按此指标复

验。

据此，表1、表2、表3分别对钢板、钢锻件、钢管等受压元件材料的化学成分、力学性能及

冲击要求做出了详细规定。

7、5.2.2外壳用钢板要求

外壳用钢板仅对材料做基础性要求，符合GB/T713.7（注：此处的GB/T713指新的标准，以下

类同）的规定。

8、5.3钢锻件要求

除满足NB/T47058和NB/T47059的相关要求外，与氢接触的受压元件用钢锻件应采用液氢容

器专用钢材，其材料化学成分、力学性能和冲击指标也应满足表1、表2及表3的要求。

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《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

9、5.4钢管要求

除满足NB/T47058和NB/T47059的相关要求外，与氢接触的受压元件用钢管（公称直径＞

15mm）应采用液氢容器专用钢材，其材料化学成分、力学性能和冲击指标也应满足表1、表2及表

3的要求。按GB/T14976-2012第6.5.3条，本条规定应对钢管逐根进行探伤并进行液压试验，以确

保其质量。

不需要进行型式试验的公称直径小于等于15mm的管路，虽然不要求一定要使用液氢容器专用

钢，但仍然需要按附录A进行相关计算。

若外径≤15mm的不锈钢钢管使用在液氢温区内，只要计算出的结果满足5.1.9条即可证明其能

满足低温下使用的要求；若外径≤15mm的不锈钢钢管的应用场所是仪表管路，仪表管路正常使用

工况下温度为环境温度且其没有低温下的使用工况，计算出的低温下马氏体自发转变温度值满足使

用工况要求即可。

10、5.5管件要求

管件可能是用厚板进行加工、可能采用钢管进行加工也可能使用锻件进行加工。本条规定管

材的原材料需满足本标准的相关规定。管件冷成型时，可能会存在马氏体析出，对奥氏体不锈钢固

溶化热处理能够把产生或析出的合金碳化物，如(FeCr)23C6等以及σ相重新溶解到奥氏体中，获取

单一的奥氏体组织（有的可能存在少量的δ铁素体），以保证材料有良好的机械性能和耐腐蚀性能，

充分地消除应力和冷作硬化现象。因此本条规定对冷成型的管件应控制成型后的铁素体测量值，根

据工程经验，其在5%以下是安全的，当超出此值时，应对其进行固溶化处理。

11、5.6焊接材料

液氢容器专用焊材拥有比较特殊的化学成分，其具体数值可能无法满足相关标准的规定，故本

条规定若是能满足供需双方约定的技术条件亦可。

为保证焊接接头的力学性能，应按NB/T47014的要求对焊材进行焊接工艺评定，合格后方可

使用。对于合格指标，GB/T150.4-2011第7.2.4条规定低温容器的焊接工艺评定包括热影响区和焊

缝的低温夏比（V型缺口）冲击试验，取样方法按NB/T47014的规定，冲击温度不应低于图样规

定的试验温度，低温冲击功符合GB/T150.2-2011表1的要求或图样要求，按表1，为不小于38J。

国外标准对焊接工艺评定要求如表B。

表B相关标准对焊接工艺评定的要求

标准章节内容

EN10028-72016

4.2条b）对于工作温度低于-196℃的，应对母材、热影响区和焊缝金属进行冲

Flatproductsmadeof

—Austenitic击试验。可以在−196°C进行冲击试验，应满足最小冲击能值48J/cm2

steelsforpressure

stainlesssteelsCr（相当于全尺寸38J），或最小侧向膨胀量0.53mm。对于母材，可以

purposes【】

Ni2）使用材料质保书中的值。5

Part7:Stainlesssteels

当MDMT＜-196℃时，母材、焊缝及热影响区在-196℃温度下的每个

ASMEVIII-1Boiler冲击试样侧向膨胀量均应≥0.53mm。若不能满足，需要满足母材在

andPressureVesselUHA-51(a)-196℃温度下侧向膨胀量≥0.53mm，且满足产品用的填充金属其熔敷金

Code2019属的FN≤试验焊缝的FN，对焊缝及热影响区在不高于MDMT温度下

做KIC（J）试验，其值不能低于132MPa√m。【6】

参考以上标准，并考虑到焊接材料的重要性，本条适当提高了焊接接头的性能指标要求，规定

进行内容器焊接工艺评定时焊接材料的复验应满足：熔敷金属当量铁素体含量≤8%；全焊缝金属拉

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《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

伸常温下断后伸长率≥30%；-196℃下冲击侧膨胀值≥0.53mm且冲击吸收能量不小于47J，-269℃

下冲击侧膨胀值≥0.38mm且冲击吸收能量不小于38J。

12、5.7夹层支撑材料

液氢容器的夹层支撑材料应确保足够的强度和绝热性能，与其它低温容器类似，可以采用金属

材料或非金属材料，这一点也早已为国内外的工程实践所验证。

环氧玻璃钢作为非金属材料作为液氢容器的支撑结构时，需要足够的强度满足在各种载荷工况

下使用的要求，并且还需满足液氢温度下的韧性与绝热要求。环氧玻璃钢耐低温性能好、强度高、

热导率低，目前在国内深冷行业有着广泛的应用。在过去近五十年里，这种材料也大量应用于欧美

设计和制造的液氢容器内外容器支撑材料，积累了大量的使用经验，没有发生过此类支撑结构在液

氢储罐上的失效案例。因此，本条规定可以选用此类材料作为夹层支撑材料，但并不排斥其它经验

证的新型非金属材料的使用。

针对环氧玻璃钢的各性能参数，本条规定了性能指标要求和试验方法。其中液氮温区各项性能

指标的来源是团体标准T/CATSI05001-2018的表2，液氦温区的各项性能参数由行业内相关供应方

进行测试得到。

另外，使用金属材料作为支撑元件也是通常做法，但要考虑到其导热性能对容器整体绝热性能

的影响以及其与内容器接触部位的材料耐低温性能。

13、5.8绝热材料

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

31481-2015等都对绝热材料的氧兼容性能提出了要求，实践也证明，不应使用任何不阻燃的材料如

聚酯薄膜、化学纤维、合成纤维材料等，以防其在高温富氧环境下燃烧。因此本条规定绝热材料应

符合GB/T31480的规定，并按其7.8的要求进行氧相容性试验。

14、5.9吸附剂材料

氢是易燃介质，且液氢具有超低温特性。CGAH-3-2019第9.2.3条对当吸附剂暴露于氧（或空

气中）时，可能会引起放热反应做了说明。当夹层真空丧失，存有液氢的内容器直接暴露于空气中

时会首先将空气中的氧液化，造成氧积聚从而引发危险。因此本条要求吸附剂应满足液氢条件下的

使用要求。

分子筛在国内外低温容器包括液氢容器中已经有成熟的应用，且已经有相关标准，本条规定其

应符合相关标准的规定。活性碳无法满足氧相容的要求，故本条规定不应采用活性碳作为吸附剂。

本标准并不排斥其它吸附剂材料应用于液氢容器，但基本原则应满足液氢条件下的使用要求。

15、5.10外购件要求

外购件种类繁多，材料各异，本标准不可能详细规定其所有要求。

考虑到液氢的超低温度，本条规定承压的液氢容器零部件如阀门、垫片、密封材料等应适应液

氢的使用工况。国外液氢容器上使用的垫片多为带内外环不锈钢缠绕垫片，缠绕钢带材质为奥氏体

不锈钢、填料为经过处理的高纯石墨。高纯石墨含有专有的氧化抑制剂，不含粘合剂或树脂，可用

于大多数化学品，垫片生产厂家明确说明其可以用于液氢工况。北美市场上的大量使用经验表明这

种型号的带内外环不锈钢缠绕垫片可以满足液氢容器管路系统的密封及安全要求。HG/T20610（PN

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

氢容器上。基于此，并参照CGAH-3第10.2条，此条规定“应采用带内外环的不锈钢金属缠绕垫片

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《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

或其他适合液氢介质使用要求的垫片，且应能通过按ISO11114-1及ISO11114-2进行的相容性测

试。”。

国外工程实践证明聚四氟乙烯胶带不适用于高真空条件下螺纹密封，CGAH-38.3条也做了同

样规定。基于此，本条规定夹层空间螺纹密封不得使用聚四氟乙烯胶带

钢管冷成型后，可能会存在马氏体析出，因此本条规定对真接外购的成型弯管应控制成型后的

铁素体测量，根据工程经验，其在5%以下是安全的，当超出此值时，应对其进行固溶化处理。

16、5.11.1考虑液化天然气为燃料的气瓶存在自动排气、泄漏等潜在风险，且车头占用空间较大。

因此规定移动液氢容器不应使用以液化天然气为燃料的定型底盘和牵引车。根据LNG罐车事故统

计，道路运输事故主要是追尾和侧翻，其中侧翻比例占一大半，因此规定应选用配备防侧翻稳定系

统的定型底盘、半挂车行走机构及罐箱运输底盘。

17、5.11.2增加了定型底盘、牵引车及半挂车（包括罐箱运输牵引车及底盘）应满足GB21668

标准的要求。

第6章设计

1、6.1.8参照最新大移动容规修订原则，规定罐车和罐箱的运输底盘后下部防护装置外端面与罐体

后封头及所有与罐体后部连接的附件外端面的垂直投影距离应不小于300mm。

3、6.1.10当管路系统等附件布置在罐体两侧时，应设置相应的保护装置，以防止车辆发生侧翻时

对内部附件造成损坏。罐体及管路系统、安全附件、仪表及装卸附件不应超出侧面保护装置的外端

面。

4、6.6.7考虑移动液氢容器道路运输风险性更大，规定内容器应采用Rp0.2来确定材料的许用应力

值。另外规定低温用环氧玻璃钢等非金属材料（管、棒或板），其弯曲、压缩和剪切的许用应力值

应为相应产品标准规定的常温下对应方向弯曲、压缩和剪切强度值除以安全系数，安全系数不小于

4。

5、6.6.10充满率

考虑到液氢吸热膨胀以及可能存在的极端工况，本条规定液氢容器在任何情况下最大充满率不

超过95%，以确保留有一定的安全空间，与《移动容规》一致。

为控制运输过程中的最大充满率不超过95%以及防止残液气化等工况导致罐体主安全阀的异

常动作，移动液氢容器应设置运输压力控制阀。运输压力控制阀的设定压力与最大允许初始充满率

为一一对应关系，最大允许初始充满率的值为罐内达到控制阀设定压力时液体体积不超过95%。考

虑移动式液氢容器会多地运输卸液，当存在多点卸液工况时，应根据需要增设一个或多个不同设定

压力的运输压力控制阀。

参照国外运营经验，移动液氢容器卸液后罐内会留有一定量的液氢来维持罐内低温，减少再预

冷带来的成本增加。因此运输压力控制设置需要考虑防止残液汽化工况带来的主安全阀频繁起跳。

DOT713.318中对液氢的充装按照单位容积充装量来规定的，道路运输压力控制阀不同设定压

力对应不同的单位容积充装量：

最大设定排放压力psi最大允许填充密度（重量百分比）

136.6

156.6

176.6

9

《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

306.3

506.0

705.7

1005.4

1255.0

1504.5

我国现有标准对冷冻液化气体的充满率都以体积百分比为规定，未使用单位容积充装量的概念，

因此规定道路运输压力控制阀的设定压力与最大初始充满率所对应。

表7中最大初始充满率对应的动作压力是按照初始装载压力为10kPa进行计算，如初始压力不

同，则需要重新进行计算。具体计算方法为：

（1）根据初始压力，查询对应应力下的液氢密度，气氢密度；

𝑙𝑙1𝑔𝑔1

（2）最大初始充装率；𝜌𝜌𝜌𝜌

（3）液体膨胀到95%𝛾𝛾时液氢密度1，气氢密度；

（4）根据质量守恒得：0.95+0.05𝜌𝜌𝑙𝑙2=+𝜌𝜌𝑔𝑔2(1);

（5）根据物性查询手册，查询对应液氢密度𝜌𝜌𝑙𝑙2𝜌𝜌𝑔𝑔2𝜌𝜌𝑙𝑙1𝛾𝛾1𝜌𝜌，气氢𝑔𝑔1−密度𝛾𝛾1，此密度对应的压力即为运输压

力控制阀的动作压力。

𝜌𝜌𝑙𝑙2𝜌𝜌𝑔𝑔2

6、6.6.12真空绝热性能指标：对于移动式液氢容器，最重要的真空绝热性能指标即是维持时间，

鉴于国内外没有针对移动液氢容器的静态蒸发率指标，以及缺乏相应的工程经验，因此对液氢蒸发

率指标不做规定，仅规定维持时间的指标。

参照国外经验，初始充装90%的液氢容器，体积膨胀到95%的合格指标为8天，考虑48h的安

全余量，要求标示维持时间为6天。鉴于我国国内设计制造液氢容器缺乏经验，且移动液氢容器目

前都是公路运输，通常运输半径不超过400km，因此要求从初始压力到初级运输压力控制阀动作压

力的维持时间指标最小为6天（144h）。

参照国外运营要求，移动液氢容器应在罐体或操作箱上标明单程运输时间的数值，此数值为移

动液氢容器在指定压力区间运输的最长时间。从初始压力至初级运输压力控制阀动作的单程运输时

间数值应不大于维持时间减去48h且不小于4天（96h）。

7、6.6.13罐体夹层的真空性能：参照NB/T47058、NB/T47059要求。

8、6.6.14耐压试验：耐压试验可以选择液压试验或者气压试验，但考虑安全性，规定耐压试验的

压力不低于液压试验的最低值，即内容器耐压试验最小取1.3倍。

9、6.6.17.4移动液氢容器管路设置集中，且长期运输经受震动颠簸，发生泄漏概率较大。因此规

定外壳上除仪表管路外的其他管路引出位置的筒体和封头应采用奥氏体型不锈钢材料。当外壳为碳

钢材料时，所有夹层管路穿过外壳处均应设置奥氏体型不锈钢材质的过渡连接结构。

10、6.6.17.8液氢密度较小，参照ADR以及IMDG等国际规范，可以不设置防波板。

10

《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

11、6.6.17.9.1液氢装卸口的设置为防止过增压引起罐内超压，对于外置增压器的规定连接外部增

压器液相口的第一个关闭装置，应同时具有超压自动关闭的功能。

12、6.6.17.10.3夹层支撑设计需要考虑液氮做冷充试验时的载荷。

13、6.10管路系统设计

本条针对移动液氢容器的使用功能，要求设置超压泄放管路、排气系统、底部进出液管路、增

压管路、气体平衡管路、溢流管路、液位与压力测量等管路和附件，以满足泄压、放空、进出液、

增压、回气、溢流、液位测量、压力测量等使用要求。

根据国外使用经验，移动液氢容器通常不设置顶部进液管路，如需设置，设计者需充分考虑设

置的必要性及安全性。

13.16.10.3管内介质流速

液氢容器管路的尺寸选择应充分考虑介质流速过快而导致的安全风险，这是因为如果管径足够

大，则可降低液氢流速，减小液氢与固态氧等颗粒的摩擦，降低爆炸的风险。由于不同标准中对于

介质流速的规定差异很大，本标准仅作出原则性规定，具体流速指标由设计人员根据实际情况确定。

13.26.10.4内部管路和夹层管路

容器装卸、储存及使用液氢过程中，温度会产生较大变化，内容器和管路的冷缩会导致应力产

生；液氢流动产生的颤动会产生应力；容器在运输过程中的振动也会导致应力的变化。因此，规定

管路应进行柔性设计，充分考虑这些因素的影响，必要时应设置补偿装置。

内部管路一旦泄漏可能会导致残液过多、放空时夹杂液体等问题，故本条规定内部管路各元件

之间宜采用对接焊接结构，且如果内部管路里存在死区，可能导致固空颗粒积聚，带来爆炸风险，

因此规定其结构不应形成死区。

夹层管路一旦泄漏会破坏容器真空且难以修复，故本条规定夹层管路受压元件之间的连接只允

许使用对接焊焊接方式，所有可拆卸的方式均不可使用，另外，膨胀节及软管等在交变应力下变形

较大，也不可使用。

对于设置有顶部进液管的移动液氢容器，顶部进液管路在内容器的出口端应设置喷淋装置，喷

淋管应至少延伸至内容器长度的80%，且喷淋孔截面积总和不小于喷淋管的内截面积。喷淋管路出

口端应尽量减少进液时液氢喷入临近的其他气相管路，以及直接喷射到封头和筒体内壁。

13.36.10.5外部管路

6.10.5.5条：介质中的杂质可能会停留在阀门的密封面上，损坏其密封功能，影响其正常运行，

因此规定如介质中可能存在颗粒物时，应考虑在阀门前端或装卸口设置过滤器，清除流体中固体杂

质。

6.17.5.7条：因为低温阀门的特殊结构，低温阀门在安装时，其阀杆方向宜在垂直向上的45°

11

《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

角度范围内，且尽量避免安装在竖直管路上。

6.17.5.9条、6.17.5.10条：管路中的外部管路与夹层管路之间，外部管路的管子之间、管子与

管件之间的连接方式从安全角度考虑应采用焊接方式；管路与阀门、仪表等元件之间的连接方式一

般取决于阀门元件的设计，包括焊接、螺纹连接、卡套接头、法兰连接等。在条件许可的情况下，

此类连接仍应尽量采用焊接形式。等壁厚全截面焊透的对接接头是管路焊接的最优方式，也在工程

实践中广泛采用，因此规定管路中如采用焊接结构时，应尽量采用此形式，以确保安全。

6.17.5.11条：液氢的沸点为-253℃，当存有液氢的管路裸露在空气中会将附近的空气液化，

滴落到罐体、支座、底盘、行走机构、集装箱框架等部位会对容器、车体或罐箱附件、底盘、行走

机构、框架等造成伤害，而且因占空比、大气条件等因素的限制，裸露的管路可能会结冰。因此，

规定所有裸露的管路应与上述部件保留足够的间距。

6.17.5.12条：在操作过程中，正常运行的热态控制元件和仪表应与冷态控制元件和仪表分开，

以防止热态管路组件被在运行期间积聚在冷态管路上的冰霜包裹，热态管路包括超压泄放管路、仪

表管路和溢流管路。因此规定了超压泄放装置及其管路、测量仪表及其管路和溢流管路应与液相管

路及在操作过程中可能变冷结霜的管路间保持足够的间距。

6.17.5.13条：为了避免危害的发生，规定了液氢或冷氢气的出口和排放方向，其周边及可能

产生液化空气滴落的地方，应设有防护装置或警示标志。

6.17.5.15条：绝大数移动液氢容器通过自增压卸液，自增压卸液存在过增压的风险，因此标

准规定自增压器进液管路需要设置具备超压自动关闭的切断装置，考虑泄漏以及可能存在的火灾工

况下人员无法靠近来切断自增压，要求装置具有远程控制功能。

6.17.5.16条：氢属于易燃易爆介质，充装时溢流管路若是溢出液氢则其超低的温度会液化空

气中的氧气，在附近形成富氧环境，且液体直接喷出会快速吸热汽化产生易爆云团，易发生危险。

因此本条要求溢流管路的设计应采用仪表测量方式判断液位是否到位，不应通过直接观察溢流管线

流出介质是气态还是液态的方法来判定是否充满。

6.17.5.18条：集中排放管路和排放管路的长度过大或直径过小均会在管路内部产生较大背压，

不利于气体的快速排放，尽可能的减少管路的长度与内径之比可以有效降低管路产生的背压，且管

径需要满足泄放要求。

氢气易燃易爆，禁止直接排放，所有排放管路均需汇流到集中排放管路上，当多个管路连接到

集中排放管时，有可能会产生相互影响，尤其是维修或更换阀门时，因此可设计多根集中排放管，

避免此类影响。

空气中的湿气会被排放出来的氢气冻结形成冷凝水，积聚在集中排放管内部，应考虑将水排出，

因此需在集中排放管的底部设置积水罐和排水管。排水管应定期排水，防止雪和雨水堵塞排水管的

出口。

6.17.5.19条：液氢的超低温度决定了除氦以外几乎所有气体都会被其凝固，凝固的气体会堵塞

12

《移动式真空绝热液氢压力容器》编制说明

有限空间或小孔，当空气或氧在液氢中冷凝或冷冻时，有发生爆炸的潜在危险，因此规定外部管路

应设置吹扫置换接口，其位置应避免形成死区。

6.17.5.20条：空气或氮气的液化温度高于氢气，接触到液氢后存在被液化的风险，因此规定

应采取措施，使得控制用气的气管远离冷源，保证控制用气不被液化。

第7章安全附件、仪表及装卸附件

1、7.1.7规定移动液氢容器罐体、管路及操作箱内部不宜采用变送器或者电气控制元件。当采用

变送器或者电气控制元件时，其选型及安装均应满足氢环境的防爆等级和防护等级要求。

2、7.2内容器超压泄放装置

为了确保液氢容器的安全运行并尽可能的增大容器的安全系数，本条规定了超压泄放装置的数

量配置要求。为了增大安全系数，本条规定任何情况下至少有两个超压泄放装置与内容器保持连通。

CGAH-3—2019第10.1条和GB/T18442.6第4.2.1条对辅助安全泄放装置的选择则有所不同：

GB/T18442.6明确规定易燃介质应选用安全阀。而ISO21009-1则明确要求使用爆破片；CGAH-3则两

者皆可。

本条沿用了CGA的相关规定，允许使用安全阀或爆破片装置作为辅助安全泄放装置，这与GB/T

18442.6中的易燃易爆介质只能使用安全阀的规定不一致。主要考虑如下：辅助泄放装置主要考虑在火

灾条件下容器超压情况下介质的有规律地快速有序排放，同时应考虑在非火灾条件下应避免提前起跳。

因此，需要首先考虑火灾条件下的安全性，并同时兼顾到保证容器的功能与性能不致丧失以及确保安全

条件下的经济性。

爆破片装置爆破压力设定：ASME标准中爆破片装置的爆破压力以容器的MAWP为基准，而GB

标准中爆破片装置的爆破压力以容器的设计压力为基准，为了与GB标准体系保持一致，统一取容器的

设计压力作为爆破片装置的爆破压力的基准，规定作为辅助泄放装置的爆破片装置在20℃下的设计爆

破压力应不大于内容器设计压力的1.30倍，同时，其在427℃时的设计爆破压力应不大于内容器设计

压力的1.16倍。

3、7.2.8增加工况d、e，考虑绝热系统结构完好或部分完好，真空已丧失，夹层充满空气，且夹

层内发生空气或氮气冷凝以及外部遭遇火灾的工况。每种工况以及可能发生的各种组合工况都应进

行考虑。本条款主要参照ISO21013-3中的规定，考虑空气或者氮气冷凝工况。具体计算可参照

ISO21013-3中进行。

4、CGAS1.2标准中的安全泄放量计算方法及所需考虑的工况均适用于氢介质，故规定内容器的安

全泄放量计算按CGA