《氫氣制造儲存運輸用球閥》編制說明

廣東省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會團體標準

《氫氣制造儲存運輸用球閥》編制說明

一、項目基本情況

（一）任務來源

《氫氣制造儲存運輸用球閥》團體標準是由中山高達閥門有

限公司提出，廣東省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會批準立項，計劃2024

年完成。

（二）主要參編單位

1.牽頭起草單位：中山高達閥門有限公司

2.參與起草單位：中山先進低溫技術(shù)研究院、中山市隆興精

工機械有限公司、玉環(huán)達爾特閥門科技有限公司。

（三）立項背景和意義

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要步驟之一，隨著氫

能應用技術(shù)不斷發(fā)展和逐漸成熟，氫能產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注?！笆濉?/p>

以來我國相繼出臺了一系列支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，2021

年10月國務院發(fā)布“2030年前碳達峰行動方案”,對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)

展提出明確要求。

鑒于氫氣在常溫環(huán)境條件下的特性,氣態(tài)氫運輸為許多應用

提供了最簡單且通常能效為最高的解決方案。為了增大氫的運輸

效率，氣態(tài)氫通常被壓縮，高壓氣態(tài)儲氫是目前應用最為廣泛的

儲氫技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)點在于，其充裝釋放氫氣速度快，技術(shù)成

熟以及成本低。按照技術(shù)成熟度劃分，其已經(jīng)達到可大規(guī)模應用

階段，作為儲運過程中關(guān)鍵控制部件的氫氣專用閥門，其技術(shù)水

平、性能指標和制造能力也備受關(guān)注。

本文件提出的氫氣制造儲存運輸用球閥設(shè)計制造技術(shù)要求

和性能指標能夠滿足常溫狀態(tài)下氫氣生產(chǎn)、使用單位對于氫氣球

閥的工藝應用和使用要求。

通過制定和實施推廣本標準可填補氫氣專用球閥標準的空

白、完善我國現(xiàn)階段閥門產(chǎn)品標準體系，為特種設(shè)備法律、法規(guī)

及安全技術(shù)規(guī)范的實施提供技術(shù)和標準支撐，提高我國氫氣領(lǐng)域

球閥設(shè)計和制造能力，打破國外的技術(shù)壟斷和卡脖子問題，助力

氫能特種設(shè)備安全的監(jiān)管和可靠運行，為我國氫能行業(yè)的安全、

健康有序發(fā)展保駕護航。

（四）主要編制過程

1、2023年9月，搜集國內(nèi)行業(yè)氫氣球閥的相關(guān)資料，并結(jié)合

現(xiàn)行相關(guān)標準進行比對分析；

2、2023年10月，初步形成標準草案內(nèi)容框架，擬定核心技

術(shù)指標，形成標準草案討論稿；

3、2023年11月，正式啟動標準的編制工作，成立標準工作

組并分配任務，由中山高達閥門有限公司牽頭起草，在前期的基

礎(chǔ)上，對標準的內(nèi)容和核心技術(shù)指標進行深入討論，向廣東省機

械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會提出立項申請，并提交標準草案；

4、2024年1月，廣東省機械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會組織召開標準

立項評審會，評審會專家對標準草案和立項申請書進行了認真的

研討，會后標準工作組根據(jù)立項評審會上專家的意見建議，將標

準名稱修改為《氫氣制造儲存運輸用球閥》，并對標準草案修改

完善，形成征求意見稿。

二、主要技術(shù)指標確定依據(jù)

（一）技術(shù)指標、參數(shù)

本文件適用于介質(zhì)溫度范圍-196℃～250℃，公稱壓力范圍

PN16～PN250，公稱通徑范圍DN8～DN350的氫氣制造儲存運輸用

球閥（以下簡稱“球閥”），其主要技術(shù)指標、參數(shù)如下：

（1）球閥球體真圓度≤0.05mm；

（2）球閥具備防靜電能力，放電路徑最大電阻不超過10Ω；

（3）球閥表面粗糙度Ra≤0.8μm；

（4）閥桿的密封泄漏等級應符合ISO15848-1的A級；

（5）閥桿啟閉動作的偏移小，要求閥桿左右偏移量≤0.02mm、

上下偏移量≤0.02mm；

（6）閥桿啟閉動作的使用壽命≥20萬次。

（二）性能要求

本文件的性能要求包括：常溫性能要求（包含對球閥殼體試

驗要求、高(低)壓氣密封試驗要求、常溫逸散性試驗、非金屬密

封材料氫氣密封性能試驗要求）、殼體抗破裂性能要求、防靜電

性能要求、耐火性能要求、氫氣循環(huán)試驗要求。本文件內(nèi)容提出

的性能試驗與結(jié)果要求，為后續(xù)的試驗方法提供標準。

（三）檢驗方法

氫氣制造儲存運輸用球閥的檢驗方法包括：用目視法檢驗閥

門的標志及承壓件外觀質(zhì)量；用計量合格的量具或儀器測量閥門

承壓件壁厚、尺寸；用化學成分分析、常溫力學性能檢測的方法

檢驗承壓件材料性能；用射線檢測、滲透檢測、超聲檢測方法對

閥門進行無損檢測；按照GB/T13927-2008的規(guī)定方法進行密封

試驗；按照GB/T13927-2008的規(guī)定方法對被測球閥進行殼體試

驗；按照GB/T34542.3-2018的規(guī)定方法檢驗金屬材料氫脆敏感

度；按照GB/T40079的規(guī)定方法進行常溫逸散性試驗；按照HG

20202的規(guī)定方法對球閥進行脫脂檢查；通過直流電源對閥體的

各部件進行電阻測量以檢驗防靜電能力；按照GB/T42177-2022

的規(guī)定方法進行氫氣循環(huán)試驗；按照JB/T6899的規(guī)定方法進行

耐火試驗；通過增壓方法檢驗殼體抗破裂性能。

（四）檢驗規(guī)則

檢驗規(guī)則從出廠檢驗和型式試驗兩個方面給出了氫氣制造

儲存運輸用球閥的技術(shù)要求和試驗方法的檢驗規(guī)則。

（五）主要試驗（驗證）的分析

1、結(jié)構(gòu)型式

根據(jù)對氫氣生產(chǎn)、使用單位對于氫氣閥門的工藝應用、使用

要求、安全性要求以及在用氫氣閥門技術(shù)現(xiàn)狀的調(diào)研，確定了氫

氣制造儲存運輸用球閥的結(jié)構(gòu)型式要求。

2、材料選擇

通過檢索國內(nèi)外涉及氫氣及氫氣介質(zhì)的材料、產(chǎn)品相關(guān)標準

與規(guī)程:GB4962《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》、GB50177《氫氣站

設(shè)計規(guī)范》、GB/T20801《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》、GB/T29729

《氫系統(tǒng)安全的基本要求》、ISO11114-2《氣瓶氣瓶和閥門材

料與氣體含量的兼容性第2部分:非金屬材料》以及ASMEB31.12、

ASMEB31.3等，針對氫氣介質(zhì)的特點以及氫氣閥門使用的工藝要

求，并結(jié)合國內(nèi)材料性能的實際情況，確定了氫氣制造儲存運輸

用球閥的材料選用及性能要求。

3、閥門性能要求以及試驗方法

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標準中對于氫氣閥門的性能指標和試驗方

法,結(jié)合氫氣生產(chǎn)、使用單位對于氫氣閥門的性能要求和安全性

要求，針對球閥分別制訂了常溫性能要求、殼體抗破裂性能要求、

防靜電性能要求、耐火性能要求、氫氣循環(huán)試驗要求以及相應的

試驗方法。本氫氣制造儲存運輸用球閥按照標準編制的試驗方法

對閥門的各項性能要求指標進行了試驗驗證，試驗結(jié)果均滿足標

準中提出的性能參數(shù)要求。

三、預期的社會、經(jīng)濟效益

本文件在制訂過程中，為了使標準條款更加合理，具有更好

的適用性和可操作性，對適用于氫氣工況的國內(nèi)外相關(guān)閥門產(chǎn)品

標準和技術(shù)資料氫氣生產(chǎn)使用單位對于氫氣閥門的工藝應用和

使用要求、以及在用氫氣閥門技術(shù)現(xiàn)狀進行了充分的調(diào)研。

通過對閥門領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)規(guī)范等資料的調(diào)研結(jié)果,氫氣制

造儲存運輸用球閥在設(shè)計時除了應遵循一般閥門的設(shè)計原則外，

還需要滿足在高壓、大流量、易燃易爆環(huán)境下的使用安全、密封

可靠、開關(guān)靈活等要求，關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料及

工藝技術(shù)以及試驗和測試技術(shù)等方面。

國外企業(yè)在氫能閥門領(lǐng)域的材料、工藝、密封理論等方面的

研究比較領(lǐng)先，且國內(nèi)從事氫能閥件尤其是氫氣專用球閥研發(fā)與

生產(chǎn)的企業(yè)較少，以及國內(nèi)產(chǎn)業(yè)處發(fā)展早期、產(chǎn)品驗證不充分等

多重因素疊加，目前市場仍以進口產(chǎn)品為主，雖國內(nèi)整個氫能產(chǎn)

業(yè)鏈中大部分核心產(chǎn)品已完成國產(chǎn)替代，氫能球閥的“卡脖子”

問題仍較突出。

目前沒有氫氣制造儲存運輸用球閥產(chǎn)品相關(guān)的標準，為提供

技術(shù)支撐，亟需制定本團體標準。本標準規(guī)范了氫氣制造儲存運

輸用球閥的結(jié)構(gòu)與材料、技術(shù)要求、技術(shù)性能以及驗收標準等，

給專用球閥提供了制造驗收依據(jù)，保障了閥門的安全使用。

制定團體標準《氫氣制造儲存運輸用球閥》，為工業(yè)專用球

閥的設(shè)計、制造及應用提供技術(shù)支撐，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，提

高球閥裝置系統(tǒng)安全性，規(guī)范行業(yè)生產(chǎn)，推動行業(yè)技術(shù)快速發(fā)展，

同時也為質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理提供了技術(shù)支撐。具備良好的經(jīng)濟和

社會效益。

四、采用國際標準的程度及水平的簡要說明

本文件未采用國際標準。目前國外有BSISO19880-3:2018

標準提供了氣態(tài)氫站所用高壓氣閥的安全性能的要求和試驗方

法。本標準文件參考部分國際、國外閥門及材料標準的相關(guān)要求，

引用ISO5211標準的高平臺設(shè)計，平臺可以直接加裝驅(qū)動器，驅(qū)

動裝置的連接法蘭尺寸要符合ISO5211標準規(guī)定。

五、團體標準的先進性說明

本標準在編寫過程中，除了廣泛收集國外相關(guān)技術(shù)資料外，

還充分借鑒吸收了中山高達閥門有限公司已有的球閥設(shè)計、制造

以及性能指標等方面技術(shù)規(guī)范文件，結(jié)合中山市先進低溫技術(shù)研

究院的超低溫狀態(tài)下金屬材料力學性能的試驗驗證、閥門產(chǎn)品低

溫性能的測試驗證等基礎(chǔ)研究成果，以及中山市隆興精工機械有

限公司的鑄造工藝和材料加工的技術(shù)，構(gòu)成了本標準在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

型式、技術(shù)參數(shù)、性能指標和檢驗試驗方法等內(nèi)容的編制依據(jù)，

使得本標準內(nèi)容具備技術(shù)性、科學性、先進性。

六、標準中涉及到專利和知識產(chǎn)權(quán)的說明

本文件不涉及專利和知識產(chǎn)權(quán)問題存在。

七、征求意見過程中主要分歧條款的處理情況

本文件