中國(guó)氫能承壓設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析和對(duì)策的深度思考

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儲(chǔ)氫、輸氫承壓設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀1.1儲(chǔ)氫承壓設(shè)備氫介質(zhì)的儲(chǔ)存方式主要分為氣態(tài)儲(chǔ)氫（氣氫）、液態(tài)儲(chǔ)氫（液氫）、固態(tài)儲(chǔ)氫和復(fù)合儲(chǔ)氫等，相應(yīng)的儲(chǔ)氫承壓設(shè)備體系見下圖。(1)氣態(tài)儲(chǔ)氫設(shè)備主要用于儲(chǔ)存高壓氫氣，包括固定式儲(chǔ)氫壓力容器和高壓氫氣瓶，其優(yōu)點(diǎn)是充氫放氫速度快、設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、技術(shù)相對(duì)成熟，是市場(chǎng)需求的主流儲(chǔ)氫方式；缺點(diǎn)是體積儲(chǔ)氫密度較低，且需要高壓力儲(chǔ)存，以增大儲(chǔ)氫密度。固定式儲(chǔ)氫壓力容器是加氫站、制氫站、氫儲(chǔ)能系統(tǒng)、高壓氫循環(huán)測(cè)試系統(tǒng)、發(fā)電站、加氫工藝裝置等的主要核心設(shè)備。目前，我國(guó)加氫站在用的固定式儲(chǔ)氫壓力容器將近1000臺(tái)，大多數(shù)為境內(nèi)制造，境外進(jìn)口的僅占少數(shù)，主要結(jié)構(gòu)形式有單層儲(chǔ)氫壓力容器（包括大容積無(wú)縫瓶式儲(chǔ)氫容器、單層整體鍛造式儲(chǔ)氫壓力容器等）和多層儲(chǔ)氫壓力容器（包括全多層儲(chǔ)氫壓力容器、層板包扎儲(chǔ)氫壓力容器等），臨氫材料牌號(hào)主要有S31603，4130X，35CrNi3MoVR，20MnMoV，SA372J等，設(shè)計(jì)壓力為41，50，70，98，140MPa等，容積為0.053，0.3，0.9，1.0，2.0，5.0，7.3，10.0m3等。復(fù)合材料儲(chǔ)氫壓力容器尚處于試制樣機(jī)階段。已經(jīng)實(shí)施的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)有GB/T26466—2011《固定式高壓儲(chǔ)氫用鋼帶錯(cuò)繞式容器》、T/ZJASE001—2019《固定式高壓儲(chǔ)氫用鋼帶錯(cuò)繞式容器定期檢驗(yàn)與評(píng)定》和T/CATSI05003—2020《加氫站儲(chǔ)氫壓力容器專項(xiàng)技術(shù)要求》。目前，有的加氫站儲(chǔ)氫設(shè)備采用了按氣瓶規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的儲(chǔ)氫氣瓶，其優(yōu)點(diǎn)是制造比較容易、成本較低，但這種應(yīng)用未得到相關(guān)法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的支持，也不符合團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CATSI05003—2020的規(guī)定。將來(lái)是否可以成為市場(chǎng)需求的一個(gè)發(fā)展方向，還要看國(guó)際、國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展成熟度，以及相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制修訂進(jìn)展情況而定。高壓氫氣瓶包括鋼制高壓氫氣瓶和復(fù)合材料高壓氫氣瓶。鋼制高壓氫氣瓶主要用于氫燃料電池叉車；復(fù)合材料高壓氫氣瓶主要用于氫燃料電池汽車、氫燃料軌道交通、氫燃料無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。中國(guó)在用的復(fù)合材料高壓氫氣瓶已超過(guò)2.5萬(wàn)只，絕大多數(shù)是境內(nèi)生產(chǎn)的鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞高壓氫氣瓶（Ⅲ型氫氣瓶），少量是境外進(jìn)口的，公稱工作壓力為35MPa和70MPa，使用環(huán)境溫度-40～85℃，容積28～320L；塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞高壓氫氣瓶（Ⅳ型氫氣瓶）目前境內(nèi)尚處于立項(xiàng)研究試制階段。已經(jīng)頒布實(shí)施的相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T35544—2017《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》。(2)液態(tài)儲(chǔ)氫設(shè)備主要用于儲(chǔ)存液氫，分為固定式液氫壓力容器(儲(chǔ)罐)和液氫瓶，其優(yōu)點(diǎn)是體積儲(chǔ)氫密度高，液氫的密度為70kg/m3；缺點(diǎn)是氫氣液化能耗高（約為氫氣能量的1/3）、長(zhǎng)時(shí)間存放液氫的靜態(tài)蒸發(fā)損失較大。一般液態(tài)儲(chǔ)氫承壓設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力為0.1～1.3MPa左右，設(shè)計(jì)溫度為-253℃。目前，我國(guó)液氫行業(yè)裝置產(chǎn)能大約5噸/天，主要用于航空航天領(lǐng)域，研制的300m3固定式液氫壓力容器成功應(yīng)用于火箭發(fā)射場(chǎng)，相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《氫能汽車用燃料液氫》、《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《液氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸安全技術(shù)要求》即將頒布實(shí)施。隨著軍用技術(shù)的逐步解密和民品化，以及氫氣液化、液氫儲(chǔ)存技術(shù)的進(jìn)步，民用液氫壓力容器、液氫瓶和車載液氫系統(tǒng)的研發(fā)正在提速，目前已經(jīng)研制出樣機(jī)，而且大型液氫球罐也處于研制開發(fā)階段。(3)固態(tài)儲(chǔ)氫容器固態(tài)儲(chǔ)氫是通過(guò)氫與材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者物理吸附將氫儲(chǔ)存于固體材料中，優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫壓力較低、體積儲(chǔ)氫密度高、可純化氫氣；缺點(diǎn)是質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度低、充放氫需要熱交換。常用固態(tài)儲(chǔ)氫方式有金屬氫化物固態(tài)儲(chǔ)氫、配位氫化物固態(tài)儲(chǔ)氫、碳質(zhì)材料固態(tài)儲(chǔ)氫、金屬有機(jī)骨架化合物儲(chǔ)氫等。固態(tài)儲(chǔ)氫容器的設(shè)計(jì)壓力一般為0.5～4.0MPa，設(shè)計(jì)溫度-40～60℃。固態(tài)儲(chǔ)氫容器的容積范圍比較寬，只有容積大于等于30L的容器才屬于安全監(jiān)察范疇內(nèi)的壓力容器。我國(guó)固態(tài)儲(chǔ)氫容器已在通訊基站、加氫站等場(chǎng)所獲得應(yīng)用，已經(jīng)實(shí)施的相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T33292—2016《燃料電池備用電源用金屬氫化物儲(chǔ)氫系統(tǒng)》、GB/T34544—2017《小型燃料電池車用低壓儲(chǔ)氫裝置安全試驗(yàn)方法》。(4)復(fù)合儲(chǔ)氫氣瓶（容器）為提高儲(chǔ)氫密度，近些年出現(xiàn)了高壓固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫氣瓶（容器）和高壓深冷復(fù)合儲(chǔ)氫氣瓶（容器）。我國(guó)高壓固態(tài)復(fù)合儲(chǔ)氫壓力容器的充氫壓力一般為35，45，90MPa，使用溫度不超過(guò)80℃，最大容積已經(jīng)達(dá)到1.0m3，并且在某加氫站投入示范試運(yùn)行。高壓深冷儲(chǔ)氫氣瓶的公稱工作壓力一般為30～50MPa，工作溫度-40～-240℃。1.2輸氫承壓設(shè)備輸氫承壓設(shè)備主要用于將氣態(tài)氫或者液態(tài)氫從產(chǎn)地輸送或者運(yùn)輸?shù)浇K端用戶，輸氫承壓設(shè)備體系見下圖，主要分為氣態(tài)輸氫設(shè)備和液態(tài)輸氫設(shè)備。(1)氣態(tài)輸氫設(shè)備主要用于輸送、分配氫氣，包括運(yùn)氫設(shè)備和氫氣管道。運(yùn)氫設(shè)備主要有氫氣長(zhǎng)管拖車和氫氣管束式集裝箱。其適用于運(yùn)輸距離較短、輸送量較少、氫氣日用量為噸級(jí)以內(nèi)的用戶。目前，我國(guó)氫氣長(zhǎng)管拖車和氫氣管束式集裝箱采用的是鋼制大容積無(wú)縫高壓氣瓶和鋼質(zhì)內(nèi)膽碳纖維環(huán)向纏繞氣瓶，一般氣瓶公稱工作壓力為20，25，30MPa等，科技部正在立項(xiàng)研制公稱工作壓力為50MPa、容積不小于300L的氫氣瓶。也有境內(nèi)物流和氣體公司正在嘗試采用其他運(yùn)輸模式，如采用公稱工作壓力為30～52MPa的氫氣瓶集裝格結(jié)構(gòu)形式的運(yùn)輸方式等。另外，還有氣瓶公稱工作壓力為35MPa（70MPa）的移動(dòng)式撬裝加氫系統(tǒng)、氣瓶公稱工作壓力為35MPa（70MPa）的集裝箱式氫氣增壓裝置等。這些系統(tǒng)或裝置中的儲(chǔ)氫氣瓶組和氫氣緩沖罐的合規(guī)性，以及采用非充裝站內(nèi)的直接加注或者卸載方式的安全性，都需要給予關(guān)注。氫氣輸送管道主要有輸氫管道和配氫管道。輸氫管道分為兩類，一類是用于場(chǎng)（廠）區(qū)內(nèi)裝置間或者系統(tǒng)內(nèi)輸送氫氣，如企業(yè)場(chǎng)（廠）區(qū)內(nèi)輸氫管道、工業(yè)氫能園區(qū)內(nèi)輸氫管道、加氫站內(nèi)輸氫管道、車載供氫系統(tǒng)管道等，其特點(diǎn)是管道壓力高、直徑小，一般采用壓力管路用管或者儀表管，壓力等級(jí)為44.8MPa(6500psi)，46.2MPa(6700psi)，103.5MPa(15000psi)，137.9MPa(20000psi)等，管道直徑為6.35mm(1/4″)，9.5mm(3/8″)，12.7mm(1/2″)，14.28mm(9/16″)，25.4mm(1″)等；另一類用于大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸送氫氣（摻氫天然氣）的長(zhǎng)輸管道，管道設(shè)計(jì)壓力2.0～20.0MPa，直徑300～1000mm。目前，我國(guó)長(zhǎng)距離輸送氫氣壓力管道約有400km，最高輸氫壓力4.0MPa，最大管徑508mm。配氫管道一般用于小規(guī)模、短距離輸送氫氣，輸氫對(duì)象為小規(guī)模用戶（如民用氫能園區(qū)內(nèi)連接供氫站和用戶間的管道），其特點(diǎn)是管道壓力較低、直徑較小。(2)液態(tài)輸氫設(shè)備主要用于輸送液氫，包括液氫鐵路加注運(yùn)輸車、液氫汽車罐車、液氫罐式集裝箱和液氫管道等。液氫承壓設(shè)備設(shè)計(jì)壓力為0.3～0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度-253℃。目前，中國(guó)已經(jīng)成功研制出0，85m3自帶汽化器液氫鐵路加注運(yùn)輸車（高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)罐體，設(shè)計(jì)壓力0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度-253℃），并在引進(jìn)膨脹珍珠巖結(jié)構(gòu)、100m3低溫真空絕熱罐體的基礎(chǔ)上，完成了液氫鐵路加注運(yùn)輸車的設(shè)計(jì)制造。上述液氫鐵路加注運(yùn)輸車主要應(yīng)用于液氫火箭燃料的鐵路運(yùn)輸、發(fā)射場(chǎng)火箭燃料加注、航天研究院等科研單位的試驗(yàn)研究。科技部正在立項(xiàng)研制40m3民用液氫汽車罐車。

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氫能承壓設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析以下從法規(guī)、技術(shù)、管理三個(gè)方面分析氫能承壓設(shè)備面臨的風(fēng)險(xiǎn)。2.1法規(guī)風(fēng)險(xiǎn)法規(guī)或者標(biāo)準(zhǔn)覆蓋面缺失方面的風(fēng)險(xiǎn)，主要是指相應(yīng)的特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)缺少針對(duì)35MPa以上氫能承壓設(shè)備的基本安全要求。TSG21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中對(duì)于非焊接儲(chǔ)氫瓶式容器材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能作了規(guī)定，TSGR0006—2014《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)范中對(duì)充裝氫氣長(zhǎng)管拖車、管式集裝箱的氣瓶提出了材料力學(xué)性能方面的要求，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T10354—2020《長(zhǎng)管拖車》和NB/T10355—2020《管束式集裝箱》中對(duì)充裝氫氣的氣瓶以及管路等材料、設(shè)計(jì)、制造規(guī)定了基本安全要求。除GB/T35544—2017《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》外，這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基本安全要求主要針對(duì)的是公稱工作壓力（設(shè)計(jì)壓力）在35MPa以下的氫氣瓶或儲(chǔ)氫壓力容器。對(duì)于壓力更高的氫能承壓設(shè)備，其服役性能不僅僅取決于材料（化學(xué)成分、力學(xué)性能、微觀組織等），而且與應(yīng)力（應(yīng)力比、加載頻率等）、環(huán)境（氫氣壓力、溫度、純度等）和制造（焊接、旋壓、沖壓、熱處理、無(wú)損檢測(cè)等）等密切相關(guān)，急需在現(xiàn)有安全技術(shù)規(guī)范和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，增加和補(bǔ)充專項(xiàng)基本安全要求。此外，氫能承壓設(shè)備安全附件和儀表的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)也有待進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善。近期，針對(duì)加氫站儲(chǔ)氫壓力容器，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CATSI05003—2020《加氫站儲(chǔ)氫壓力容器專項(xiàng)技術(shù)要求》已經(jīng)正式發(fā)布實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加氫站儲(chǔ)氫壓力容器有關(guān)材料、設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)的基本安全要求作出了專項(xiàng)規(guī)定。2.2技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)2.2.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺失風(fēng)險(xiǎn)主要反映在兩個(gè)方面，即基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏和材料氫脆測(cè)試方法不當(dāng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏在中國(guó)，已發(fā)明了140MPa快開式金屬材料高壓氫脆原位檢測(cè)裝置，對(duì)牌號(hào)為S31603，S30408的材料在5～140MPa高壓氫氣環(huán)境中的性能進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究，獲得了一批寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但仍不能滿足氫能承壓設(shè)備快速發(fā)展的需要，亟待開展氫環(huán)境下材料、零部件和產(chǎn)品（系統(tǒng)）三個(gè)方面的試驗(yàn)研究。在材料方面，需要獲得液氫（深冷）環(huán)境、35MPa以上高壓氫氣環(huán)境中的材料性能，如材料本構(gòu)方程、疲勞設(shè)計(jì)曲線、疲勞裂紋擴(kuò)展速率等；在零部件方面，需要研究氫閥門、氫接頭、氫軟管等在氫環(huán)境下的失效模式及其預(yù)測(cè)方法；在產(chǎn)品方面，需要模擬使用工況條件，研究高壓氫氣瓶等產(chǎn)品的性能。中國(guó)在零部件和系統(tǒng)層面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)極少，這是影響中國(guó)氫能承壓設(shè)備產(chǎn)品性能一致性的重要因素。(2)氫脆測(cè)試方法不當(dāng)目前，金屬材料氫脆試驗(yàn)大致可以分為預(yù)充氫試驗(yàn)和原位氫試驗(yàn)。預(yù)充氫試驗(yàn)首先采用電化學(xué)充氫、高壓氣相熱充氫等方法對(duì)試樣預(yù)充氫，然后在空氣中對(duì)試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)；原位氫試驗(yàn)是指在高壓氫氣環(huán)境中直接對(duì)試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。預(yù)充氫方法是先充氫、后加載，不同于氫能承壓設(shè)備氫侵入和加載同步的情況，且無(wú)法模擬裂尖高應(yīng)力梯度區(qū)氫的動(dòng)態(tài)侵入和偏聚。國(guó)外常用的儲(chǔ)氫壓力容器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（如美國(guó)ASMEBPVCⅧ-3KD-10《SpecialRequirementsforVesselsinHydrogenService》、日本JPEC-TD0003《加氫站用低合金鋼制儲(chǔ)氫容器專項(xiàng)技術(shù)要求》等）和臨氫材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（如加拿大ANSI/CSACHMC1《TestMethodsforEvaluatingMaterialCompatibilityinCompressedHydrogenApplications－Metals》等）均采用原位氫試驗(yàn)法。GB/T34542.2—2018《氫氣儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)第2部分：金屬材料與氫環(huán)境相容性試驗(yàn)方法》規(guī)定了金屬材料在高壓氫氣環(huán)境中慢應(yīng)變速率拉伸性能、疲勞性能以及斷裂力學(xué)性能的測(cè)試方法；GB/T34542.3—2018《氫氣儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)第3部分：金屬材料氫脆敏感度試驗(yàn)方法》規(guī)定了金屬材料的氫脆敏感度測(cè)試方法。2.2.2設(shè)計(jì)制造風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)制造風(fēng)險(xiǎn)主要反映在以下幾個(gè)方面：按JB/T4732—1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（2005年確認(rèn)），進(jìn)行疲勞分析和對(duì)比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、氫氣瓶設(shè)計(jì)制造質(zhì)量及其穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)、氫安全附件可靠性差引起的風(fēng)險(xiǎn)、氫氣瓶或者撬裝系統(tǒng)安裝不當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)。(1)疲勞分析和對(duì)比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)按JB/T4732—1995進(jìn)行氫能承壓設(shè)備疲勞分析設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中存在兩個(gè)方面的問題，一是JB/T4732—1995中的疲勞設(shè)計(jì)曲線沒有考慮高壓氫氣、高壓深冷氫氣和液氫對(duì)疲勞壽命的影響；二是有些氫能承壓設(shè)備主要受壓元件材料，如4130X等材料，尚未納入JB/T4732—1995標(biāo)準(zhǔn)中。我國(guó)目前在線運(yùn)營(yíng)的加氫站基本上為示范站或者投用不久的商用站，加氫量不大，儲(chǔ)氫壓力容器的氫氣充放次數(shù)或者頻率較少，最多也就幾千次，尚不足以作為儲(chǔ)氫壓力容器對(duì)比經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)；也不應(yīng)當(dāng)據(jù)此證明該類壓力容器不會(huì)發(fā)生疲勞失效。(2)氫氣瓶設(shè)計(jì)制造質(zhì)量及其穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)有的氫氣瓶制造單位對(duì)產(chǎn)品研發(fā)投入不足，試驗(yàn)數(shù)據(jù)過(guò)少，無(wú)法對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提供有效支撐；追求產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度，質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證；車企和氣瓶制造企業(yè)對(duì)氫氣瓶安全性關(guān)注有待加強(qiáng)、過(guò)度追求輕量化導(dǎo)致氫氣瓶安全裕度降低，特別在公稱工作壓力為70MPa高壓氫氣瓶領(lǐng)域，Ⅲ型氫氣瓶的疲勞壽命有待進(jìn)一步提高，Ⅳ型氫氣瓶的研發(fā)與國(guó)外相比仍有較大差距，需要深入研究并解決設(shè)計(jì)、制造等方面所面臨的問題。跟風(fēng)冒進(jìn)就會(huì)出問題，給使用安全帶來(lái)極大的風(fēng)險(xiǎn)。(3)氫安全附件可靠性差引起的風(fēng)險(xiǎn)由于標(biāo)準(zhǔn)缺失，對(duì)氫材料、氫泄漏、氫沖擊等缺乏系統(tǒng)和深入地研究，造成國(guó)產(chǎn)50MPa（98MPa）級(jí)氫壓力表、氫傳感器、閥門的可靠性較差、使用壽命較短、容易泄漏等問題，給使用安全帶來(lái)極大的風(fēng)險(xiǎn)和存在較大安全隱患。例如，由于氫壓力表彈簧管采用常規(guī)材料與焊接工藝，泄漏破損時(shí)有發(fā)生，這有可能釀成火災(zāi)爆炸事故。(4)氫氣瓶或者撬裝系統(tǒng)安裝不當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)氫氣瓶或者撬裝系統(tǒng)安裝是車載供氫系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。但現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并沒有對(duì)供氫系統(tǒng)管路、接頭、密封形式等提出基本安全要求。如果設(shè)計(jì)單位的選型不滿足使用要求，也會(huì)造成管路連接接頭、密封性能等失效，甚至因密封失效造成氫氣泄漏而釀成事故。2.2.3檢驗(yàn)檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)氫能承壓設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)主要反映在以下幾個(gè)方面：檢驗(yàn)方法的適用性風(fēng)險(xiǎn)、有效檢測(cè)評(píng)價(jià)方法的缺失和檢驗(yàn)檢測(cè)能力的不足等風(fēng)險(xiǎn)。(1)檢測(cè)方法的適用性風(fēng)險(xiǎn)GB/T24162—2009《汽車用壓縮天然氣金屬內(nèi)膽纖維環(huán)纏繞氣瓶定期檢驗(yàn)與評(píng)定》、TSG21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》等現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，車用氣瓶定期檢驗(yàn)時(shí)需要進(jìn)行氣瓶拆卸后的瓶體內(nèi)外部檢測(cè)和水壓試驗(yàn)，儲(chǔ)氫固定式壓力容器定期檢驗(yàn)有時(shí)也需要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。由于儲(chǔ)氫壓力容器和高壓氫氣瓶介質(zhì)的特殊性，盛裝的氫氣必須滿足氫燃料電池對(duì)氫氣品質(zhì)的要求，純度和密封要求較高，拆裝高壓氫氣瓶有可能破壞其密封性能，有安全隱患。有的氫燃料電池轎車，高壓氫氣瓶裝在汽車底盤上，裝拆非常困難。為滿足氫氣純度要求，儲(chǔ)氫壓力容器和氫氣瓶?jī)?nèi)表面出廠時(shí)已經(jīng)經(jīng)過(guò)潔凈化的特殊處理，定期檢驗(yàn)時(shí)的水壓試驗(yàn)會(huì)造成其內(nèi)表面污染或者銹蝕，而需要重新進(jìn)行內(nèi)表面潔凈化處理，因此，需要在修訂相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，研究和解決其規(guī)定的定期檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求帶來(lái)的新問題，以避免上述安全隱患和不必要的后續(xù)處理等情況。(2)有效檢測(cè)評(píng)價(jià)方法缺失風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于一些特殊結(jié)構(gòu)氫能承壓設(shè)備的失效模式和機(jī)制，目前還沒有完全掌握，缺少有效的檢測(cè)方法和安全評(píng)價(jià)規(guī)則。例如，對(duì)復(fù)合材料高壓氫氣瓶檢測(cè)局限于外觀檢查和泄漏檢測(cè)，沒有有效的方法檢測(cè)瓶體內(nèi)部存在的缺陷；氣瓶瓶閥座與內(nèi)膽連接接頭是Ⅳ型高壓氫氣瓶的最薄弱環(huán)節(jié)，但缺少有效的無(wú)損檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)規(guī)則，所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究。(3)檢驗(yàn)檢測(cè)能力不足的風(fēng)險(xiǎn)氫能承壓設(shè)備檢測(cè)裝置研制難度大、成本高。目前，我國(guó)這方面的檢驗(yàn)檢測(cè)能力無(wú)法滿足氫能行業(yè)快速發(fā)展的需要。例如，材料與氫相容性試驗(yàn)裝置數(shù)量不足，缺少氣瓶滲透試驗(yàn)裝置，沒有民用液氫工況的試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)和使用條件，更沒有深冷高壓氫的專用試驗(yàn)條件等，所以應(yīng)當(dāng)加大有關(guān)檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)投入，以滿足行業(yè)快速發(fā)展的需要，降低和避免由于檢驗(yàn)檢測(cè)缺失而帶來(lái)的氫能承壓設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)。另外，相關(guān)的適用于氫介質(zhì)的安全附件、儀表和裝卸附件（如安全閥、緊急切斷閥、爆破片裝置、壓力表、溫度計(jì)、壓力傳感器、溫度傳感器、裝卸閥門、管路閥門等）的檢測(cè)裝置也應(yīng)加大研發(fā)投入和力度。2.2.4技術(shù)引進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)氫能承壓設(shè)備技術(shù)含量高，研發(fā)難度大、周期長(zhǎng)，技術(shù)引進(jìn)也存在風(fēng)險(xiǎn)。以高壓氫氣瓶為例，近年來(lái)國(guó)內(nèi)有不少單位開始研制或者投資Ⅳ型氫氣瓶，有的高薪聘請(qǐng)國(guó)外專家，有的花巨資購(gòu)買國(guó)外企業(yè)。目前，國(guó)外Ⅳ型氫氣瓶設(shè)計(jì)制造技術(shù)比較成熟的只有日本Toyota、美國(guó)/挪威HexagonComposite、韓國(guó)ILJINComposite等少數(shù)公司。Ⅳ型氫氣瓶產(chǎn)品研制需要具有復(fù)合材料、機(jī)械、力學(xué)、無(wú)損檢測(cè)、控制等多學(xué)科知識(shí)的團(tuán)隊(duì)支撐。為使進(jìn)口或國(guó)內(nèi)研發(fā)的Ⅳ型氫氣瓶產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)的要求，中國(guó)正在加快制定Ⅳ型氫氣瓶產(chǎn)品及其配套的標(biāo)準(zhǔn)。2.3管理風(fēng)險(xiǎn)(1)氣瓶直接用于加氫站儲(chǔ)氫風(fēng)險(xiǎn)將按照氣瓶標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的鋼質(zhì)氣瓶直接用作加氫站儲(chǔ)氫壓力容器，存在疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)。氣瓶設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù)一般不超過(guò)15000次（試驗(yàn)介質(zhì)為液體），在2017年頒布的ISO11114-4《氣瓶瓶體和閥門材料與盛裝氣體的相容性第4部分：抗氫脆鋼選用的試驗(yàn)方法》中取消了氣瓶公稱工作壓力上限30MPa的限制，規(guī)定經(jīng)淬火+回火處理的Cr-Mo鋼，只要熱處理后實(shí)測(cè)抗拉強(qiáng)度不超過(guò)950MPa，就可用于制造移動(dòng)式氣瓶，而不需要進(jìn)行氫脆試驗(yàn)。但若據(jù)此認(rèn)為，滿足該要求的Cr-Mo鋼可以直接用于制造加氫站儲(chǔ)氫壓力容器，則會(huì)引起較大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。加氫站儲(chǔ)氫壓力容器的壓力波動(dòng)次數(shù)取決于加氫站規(guī)模、加注工藝、設(shè)計(jì)使用年限等因素。對(duì)于商用加氫站，設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)，氫氣加注頻繁，儲(chǔ)氫壓力容器壓力波動(dòng)次數(shù)有可能超過(guò)10萬(wàn)次，而大量試驗(yàn)研究表明，對(duì)于上述Cr-Mo鋼，高壓氫氣會(huì)顯著加速疲勞裂紋擴(kuò)展速率，明顯降低氫致開裂應(yīng)力強(qiáng)度因子門檻值，一般氣瓶設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮這種疲勞工況的影響。ISO19880-1《GaseousHydrogenFuellingStation，GeneralRequirements》中明確規(guī)定：氣瓶、長(zhǎng)管拖車用于加氫站儲(chǔ)氫時(shí)，應(yīng)充分考慮氣瓶和容器的差異，特別是壓力波動(dòng)的影響。(2)氫能承壓設(shè)備進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)有的用戶從國(guó)外購(gòu)買儲(chǔ)氫壓力容器和氫氣瓶，由于我國(guó)缺少氫能承壓設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范，加上有些用戶不知道或者提不出合理的訂貨要求，致使不滿足安全使用要求的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。例如，有的從美國(guó)進(jìn)口的鋼制儲(chǔ)氫壓力容器產(chǎn)品，建造時(shí)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ASMEBPVCⅧ-1《RulesforConstructionofPressureVessels》，沒有考慮疲勞壽命，在用作加氫站儲(chǔ)氫壓力容器時(shí)，具有疲勞失效的風(fēng)險(xiǎn)。還需要指出的是，國(guó)外儲(chǔ)氫壓力容器用鋼的抗拉強(qiáng)度上限是950MPa，不滿足TSG21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對(duì)材料的規(guī)定。(3)氫能承壓設(shè)備“三新”評(píng)審風(fēng)險(xiǎn)在新材料、新技術(shù)、新工藝評(píng)審時(shí)，申請(qǐng)單位提供的評(píng)審資料往往未經(jīng)第三方審查，對(duì)其合理性也缺少充足的數(shù)據(jù)支