路径: 主页 > GB/T > 第317页 > GB/T 44457-2024 | 标准编号 | GB/T 44457-2024 (GB/T44457-2024) | | 中文名称 | 加氢站用储氢压力容器 | | 英文名称 | Hydrogen storage pressure vessel used in hydrogen refueling station | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J74 | | 字数估计 | 36,348 | | 发布日期 | 2024-08-23 | | 实施日期 | 2024-08-23 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 44457-2024: 加氢站用储氢压力容器
中华人民共和国国家标准
ICS 23.020.30CCS J 74
加氢站用储氢压力容器
2024⁃08⁃23 发布
2025⁃03⁃01 实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言·····Ⅲ
1 范围·····1
2 规范性引用文件····1
3 术语、定义和符号····2
4 通用要求····4
5 材料·····6
6 设计·····9
7 制造、检验和验收···14
附录 A（规范性） 整体包扎式储氢容器附加要求·····25
附录 B（规范性） 旋压无缝储氢容器端部及内螺纹设计要求····27
前言
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规
定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC 262）提出并归口。
本文件起草单位：浙江大学、中国特种设备检测研究院、合肥通用机械研究院有限公司、石家庄安
瑞科气体机械有限公司、兰州兰石重型装备股份有限公司、中材科技（苏州）有限公司、中国石化工程建
设有限公司、中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司、中国寰球工程有限公司北京分公司、嘉兴市长三
角氢安全研究中心、大连金重机器集团有限公司、中石化广州工程有限公司、空气化工产品（中国）投资
有限公司、佛山市南海区华南氢安全促进中心、四川省特种设备检验研究院、东方电气集团东方锅炉股
份有限公司。
本文件主要起草人：郑津洋、陈志伟、崔军、马凯、李军、王红霞、乔小丽、元少昀、袁卓伟、贾晓亮、
邓欣、李翔、张国信、蒋小文、薄柯、葛颂、张文勇、张睿明、吉方、李双权、干兵、季敏东。
加氢站用储氢压力容器
1 范围
本文件规定了加氢站用储氢压力容器（以下简称“储氢容器”）材料、设计、制造、检验和验收等
要求。
本文件适用于同时符合以下条件的储氢容器：
a） 设计温度不低于-40 ℃且不高于 85 ℃；
b） 设计压力大于 41 MPa 但小于 100 MPa 的旋压无缝储氢容器；设计压力大于 17 MPa 但小于
100 MPa 的奥氏体型不锈钢衬里储氢容器。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于
本文件。
GB/T 150.1 压力容器 第 1 部分：通用要求
GB/T 150.4-2024 压力容器 第 4 部分：制造、检验和验收
GB/T 196 普通螺纹 基本尺寸
GB/T 197 普通螺纹 公差
GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 223（所有部分） 钢铁及合金
GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法
GB/T 713.7 承压设备用钢板和钢带 第 7 部分：不锈钢和耐热钢
GB/T 1954 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法
GB/T 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法（常规法）
GB/T 4732.1 压力容器分析设计 第 1 部分：通用要求
GB/T 4732.2 压力容器分析设计 第 2 部分：材料
GB/T 4732.4-2024 压力容器分析设计 第 4 部分：应力分类方法
GB/T 4732.5-2024 压力容器分析设计 第 5 部分：弹塑性分析方法
GB/T 4732.6 压力容器分析设计 第 6 部分：制造、检验和验收
GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 7307 55°非密封管螺纹
GB/T 8335 气瓶专用螺纹
GB/T 8923.1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第 1 部分：未涂覆过的钢材
表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
GB/T 10561 钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法
GB/T 10610 产品几何技术规范（GPS） 表面结构 轮廓法 评定表面结构的规则和方法
GB/T 11170 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法（常规法）
GB/T 12241 安全阀 一般要求
GB/T 12243 弹簧直接载荷式安全阀
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 13299 钢的游离渗碳体、珠光体和魏氏组织的评定方法
GB/T 18248 气瓶用无缝钢管
GB/T 26466 固定式高压储氢用钢带错绕式容器
GB/T 28884 大容积气瓶用无缝钢管
GB/T 33362 金属材料 硬度值的换算
GB/T 34019-2017 超高压容器
GB/T 34542.1 氢气储存输送系统 第 1 部分：通用要求
GB/T 34542.2 氢气储存输送系统 第 2 部分：金属材料与氢环境相容性试验方法
GB/T 34542.3 氢气储存输送系统 第 3 部分：金属材料氢脆敏感度试验方法
GB/T 37244 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气
NB/T 10558 压力容器涂敷与运输包装
NB/T 47002.1-2019 压力容器用复合板 第 1 部分：不锈钢⁃钢复合板
NB/T 47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件
NB/T 47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件
NB/T 47013.3-2023 承压设备无损检测 第 3 部分：超声检测
NB/T 47013.4-2015 承压设备无损检测 第 4 部分：磁粉检测
NB/T 47013.5-2015 承压设备无损检测 第 5 部分：渗透检测
NB/T 47013.7 承压设备无损检测 第 7 部分：目视检测
NB/T 47013.8 承压设备无损检测 第 8 部分：泄漏检测
NB/T 47013.15-2021 承压设备无损检测 第 15 部分：相控阵超声检测
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
NB/T 47018（所有部分） 承压设备用焊接材料订货技术条件
YB/T 4149-2018 连铸圆管坯
YB/T 5137 高压用热轧和锻制无缝钢管圆管坯
TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程
3 术语、定义和符号
3.1 术语和定义
GB/T 150.1、GB/T 150.4-2024、GB/T 26466、GB/T 34019-2017 和 GB/T 34542.1~34542.3
界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
临氢金属材料 metal in contact with gaseous hydrogen
储氢容器正常工作时与氢气接触的金属材料。
3.1.2
临氢受压元件 pressure component in contact with gaseous hydrogen
筒体、封头、螺塞、衬里（含堆焊层）等承受压力载荷作用且与氢气接触的元件。
3.1.3
旋压无缝储氢容器 spinning formed seamless vessel for storage of gaseous hydrogen
由无缝钢管经热旋压后形成近似半球形的端部，且两端开口的单层储氢高压容器。
3.1.4
奥氏体型不锈钢衬里储氢容器 austenitic stainless steel lined vessel for storage of gaseous hydrogen
临氢衬里金属材料为奥氏体型不锈钢的储氢容器。
注： 包括钢带错绕式储氢容器和整体包扎式储氢容器。
3.1.5
钢带错绕式储氢容器 flat steel ribbon wound vessel for storage of gaseous hydrogen
在整体内筒上交错缠绕多层扁平钢带（层数为偶数）形成的储氢高压容器。
3.1.6
整体包扎式储氢容器 integrally wrapped layered vessel for storage of gaseous hydrogen
在整体内筒上逐层包扎层板形成的储氢高压容器。
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
A--断后伸长率，%。
A n--旋压无缝储氢容器两端颈部内螺纹的最小切应力面积，单位为平方毫米（mm2）。
A P--旋压无缝储氢容器两端颈部内螺纹开孔受压面积，单位为平方毫米（mm2）。
A s--旋压无缝储氢容器端塞外螺纹的最小切应力面积，单位为平方毫米（mm2）。
a--裂纹深度，单位为毫米（mm）。
a0--采用疲劳裂纹扩展分析法进行疲劳失效评定时假设的初始裂纹深度，单位为毫米（mm）。
a c--临界裂纹深度，取 K I max + K Ires = K HIC 对应的裂纹深度和 0.8 倍壁厚中的较小者，单位为毫米
（mm）。
c--氢环境下的疲劳裂纹扩展系数，通过氢环境下的疲劳裂纹扩展试验测得。
D 1 max--旋压无缝储氢容器两端颈部内螺纹最大小径，单位为毫米（mm）。
D 2 max--旋压无缝储氢容器两端颈部内螺纹最大中径，单位为毫米（mm）。
D 1 min--旋压无缝储氢容器端塞外螺纹最小大径，单位为毫米（mm）。
D 2 min--旋压无缝储氢容器端塞外螺纹最小中径，单位为毫米（mm）。
da/dN--疲劳裂纹扩展速率，单位为米每次（m/次）。
K I--裂纹尖端应力强度因子，单位为兆帕二分之一次方米（MPa·m1/2）。
K HIC--氢气中的平面应变断裂韧度，单位为兆帕二分之一次方米（MPa·m1/2）。
K I max--除残余应力之外的所有循环载荷作用下的应力强度因子最大值，单位为兆帕二分之一次
方米（MPa·m1/2）。
K I min--除残余应力之外的所有循环载荷作用下的应力强度因子最小值，单位为兆帕二分之一次
方米（MPa·m1/2）。
K Ires--根据残余应力计算的应力强度因子，单位为兆帕二分之一次方米（MPa·m1/2）。
KV 2--冲击吸收能量平均值，单位为焦耳（J）。
LE--侧膨胀值，单位为毫米（mm）。
L e--螺纹啮合长度，单位为毫米（mm）。
l--裂纹长度，单位为毫米（mm）。
m--氢环境下的疲劳裂纹扩展指数，通过氢环境下的疲劳裂纹扩展试验测得。
N--允许循环次数。
N c--裂纹扩展至允许裂纹尺寸所需的循环次数。
Nieq--镍当量，%。
N p--裂纹扩展至临界裂纹深度所需的循环次数。
n--预计循环次数。
p--设计压力，单位为兆帕（MPa）。
R eL--在标准室温下材料的屈服强度，单位为兆帕（MPa）。
R′eL--旋压无缝储氢容器筒体材料热处理后的屈服强度标准下限值，单位为兆帕（MPa）。
R′es--旋压无缝储氢容器端塞材料热处理后的屈服强度标准下限值，单位为兆帕（MPa）。
RK--应力强度因子之比。
Rm--在标准室温下材料的抗拉强度，单位为兆帕（MPa）。
R p0.2--材料在标准室温下规定塑性延伸率为 0.2% 时的强度，单位为兆帕（MPa）。
t--壁厚，单位为毫米（mm）。
Δa--裂纹扩展计算时假定的裂纹扩展深度，单位为毫米（mm）。
ΔK I--应力强度因子范围，单位为兆帕二分之一次方米（MPa·m1/2）。
ΔK th--氢环境下的疲劳裂纹扩展门槛值，单位为兆帕二分之一次方米（MPa·m1/2）。
ΔN--裂纹扩展 Δa 所需的循环次数。
4 通用要求
4.1 通则
4.1.1 储氢容器的设计和制造单位应建立健全的安全质量管理体系并有效运行。
4.1.2 旋压无缝储氢容器应采用铬钼钢制造，且单台容器长度不应大于 12 500 mm，水容积不小于
150 L 且不大于 3 000 L。
4.1.3 旋压无缝储氢容器应按批组织生产，每批数量不应多于 50 台。同批旋压无缝储氢容器应选用
炉号、制管和热处理工艺均相同的钢管，且应按相同的设计条件设计、相同的热旋压收口工艺和热处理
工艺制造、相同的无损检测工艺检测，并连续生产。
4.1.4 钢带错绕式储氢容器除应符合本文件规定外，还应符合 GB/T 26466 的相关规定。
4.1.5 整体包扎式储氢容器的附加要求应符合附录 A 的规定。
4.1.6 储氢容器的氢气介质应符合 GB/T 37244 的相关规定。
4.1.7 氢储能、氢能发电等储氢压力容器可参照本文件。
4.2 资质与职责
4.2.1 资质
TSG 21 管辖范围内的储氢容器设计制造单位应具有相应的特种设备生产许可资质证书。
4.2.2 职责
4.2.2.1 用户或设计委托方的职责
4.2.2.1.1 储氢容器的用户或设计委托方应以正式书面形式向设计单位提出储氢容器设计条件，其中
至少包含以下内容：
a） 储氢容器设计所依据的主要标准和规范；
b） 操作参数（包括工作压力、工作温度范围、接管载荷等）；
c） 储氢容器使用地及其自然条件（包括抗震设防烈度、近二十年来月平均最低气温的最低
值等）；
d） 预期使用年限、预计压力波动范围及对应的波动次数；
e） 储氢容器的几何参数；
f） 氢气泄漏检测方法和合格指标；
g） 设计需要的其他必要条件。
4.2.2.1.2 用户改变储氢容器使用条件，应取得原设计单位或具有相应能力的设计单位同意改变的书
面证明文件，并对改变做详细记录。
4.2.2.2 设计单位的职责
4.2.2.2.1 设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。
4.2.2.2.2 设计单位应根据风险评估报告确定设计的输入条件及制造要求，向用户出具的风险评估报
告应符合 GB/T 4732.1 的规定。
4.2.2.2.3 储氢容器的设计文件至少应包括风险评估报告、应力分析报告、设计图样、制造技术要求、安
装与使用维修说明。
4.2.2.2.4 设计单位应在储氢容器设计使用年限内保存全部设计文件。
4.2.2.3 制造单位的职责
4.2.2.3.1 制造单位应按照设计文件的要求进行制造，如需要对原设计进行修改，应取得原设计单位同
意修改的书面文件，并且对改动部位做出详细记载。
4.2.2.3.2 制造单位应根据用户和设计文件的要求，在储氢容器制造前制定完善的质量计划，其内容至
少应包括容器或元件的制造工艺控制点、检验项目和合格指标。
4.2.2.3.3 制造单位的检查部门在储氢容器制造过程中和完工后，应按本文件、图样规定和质量计划的
规定对容器进行各项检查和试验，出具相应报告，并对报告的正确性和完整性负责。
4.2.2.3.4 制造单位在检验合格后，出具产品质量合格证明。
4.2.2.3.5 在储氢容器设计使用年限内，制造单位至少应保存下列技术文件备查：
a） 竣工图样；
b） 压力容器产品合格证；
c） 材料清单；
d） 主要受压元件材料质量证明书；
e） 质量计划；
f） 外观及几何尺寸检验报告；
g） 焊接记录；
h） 无损检测报告；
i） 热处理报告及自动记录曲线；
j） 耐压试验报告及泄漏试验报告；
k） 产品铭牌的拓印件或者复印件；
l） 压力容器设计文件。
4.2.2.3.6 制造单位对特殊的制造、检测工艺应进行工艺验证并保留工艺验证记录，如热旋压收口、热
处理、初始裂纹深度的无损检测等。
4.2.2.4 检验机构的职责
对 TSG 21 管辖范围内的储氢容器实施监督检验的机构及其监检员，在监检工作中应当按照该规
程的规定履行相应的工作职责；保证检验原始数据和有关技术资料的准确、完整、可靠。
5 材料
5.1 通则
5.1.1 储氢容器临氢金属材料应符合本文件的规定，其他金属材料应符合 GB/T 4732.2 的规定。
5.1.2 储氢容器临氢金属材料在氢气中的力学性能试验应符合 GB/T 34542.2 的规定，氢脆敏感度试
验应符合 GB/T 34542.3 的规定。
5.1.3 储氢容器临氢受压元件的选材应综合考虑材料（化学成分、力学性能、微观组织等）、使用条件
（压力、温度、氢气品质等）、应力水平（最大值、波动范围等）和制造工艺（旋压、热处理、焊接等）对氢脆
的影响。
5.1.4 储氢容器临氢受压元件用材料应与高压氢气具有良好的氢相容性。铬钼钢选用同时符合
GB/T 18248 和本文件规定的 30CrMo、4130X 或同时符合 GB/T 28884 和本文件规定的 30CrMoE。
奥氏体型不锈钢应选用同时符合 GB/T 713.7 和本文件规定的 S31603。
5.1.5 储氢容器临氢筒体、封头（含平盖）用铬钼钢无缝钢管和锻件，其材料生产单位或容器制造单位
首次生产或制造时应提供材料在最终热处理状态下的常温力学性能试验数据，至少应包括：3 个批次
的材料在空气和压力不低于容器设计压力的氢气中的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力总延伸
率、断面收缩率等拉伸性能数据，以及材料在氢气中的平面应变断裂韧度 K HIC、疲劳裂纹扩展速率等。
5.1.6 当旋压无缝储氢容器的材料牌号、材料生产单位或设计压力发生变化时应重新进行氢相容性试
验，但高设计压力的氢相容性试验结果可覆盖低设计压力。
5.1.7 当材料牌号、材料生产单位或设计压力发生变化时应重新进行氢相容性试验，但高设计压力的
氢相容性试验结果可覆盖低设计压力。
5.1.8 储氢容器材料生产单位应向容器制造单位提供加盖质量检验章的材料质量证明书，并在材料上
的指定部位或其他明显部位做出清晰、牢固的标志；储氢容器制造单位应按质量证明书对材料进行
验收。
5.2 临氢铬钼钢
5.2.1 无缝钢管
5.2.1.1 冶炼方法
铬钼钢无缝钢管应采用电炉或氧气转炉冶炼，加炉外精炼并且经过真空处理。
5.2.1.2 化学成分
5.2.1.2.1 铬钼钢无缝钢管的材料牌号和化学成分（熔炼分析）应符合表 1 的规定。
表 1 铬钼钢无缝钢管的牌号和化学成分
牌号
30CrMo
30CrMoE
4130X
化学成分/%
0.26~0.33
0.26~0.34
0.25~0.35
Mn
0.40~0.70
0.40~0.70
0.40~0.90
Si
0.17~0.37
0.17~0.37
0.15~0.35
≤0.008
≤0.008
≤0.008
≤0.015
≤0.015
≤0.015
P+S
≤0.020
≤0.020
≤0.020
Cr
0.80~1.10
0.80~1.10
0.80~1.10
Mo
0.15~0.25
0.15~0.25
0.15~0.25
Ni
≤0.30
≤0.30
≤0.30
Cu
≤0.20
≤0.20
≤0.20
5.2.1.2.2 无缝钢管材料的化学成分成品分析允许偏差：P：+0.003%，S：+0.002%，其他元素应符合
GB/T 222的规定。V、Nb、Ti、B 和 Zr等合金元素的总质量分数不应超过 0.15%。
5.2.1.3 管坯
5.2.1.3.1 铬钼钢无缝钢管宜采用连铸管坯、热轧或锻制管坯。
5.2.1.3.2 连铸管坯表面应无目视可见的裂纹、夹杂、结疤、气孔、针孔、重皮及深度超过 0.5 mm 的裂
纹。轧制或锻制管坯表面不应有结疤、折叠、针孔、夹渣、夹杂以及目视可见的裂纹，压痕、凹坑和划痕
深度不应大于 0.5 mm。
5.2.1.3.3 连铸管坯应符合 YB/T 4149-2018 的规定，其横截面酸浸低倍组织试片上应无目视可见的
白点、分层、气泡、夹渣和夹杂、翻皮等缺陷，并按 YB/T 4149-2018 的附录 A 评级图进行评定，中心疏
松、缩孔、中心裂纹、中间裂纹、皮下裂纹、皮下气泡等缺陷均不应大于 1.0 级。热轧或锻制管坯应符合
YB/T 5137 的规定，其横截面酸浸低倍组织试片上不应有目视可见的白点、缩孔残余、裂纹、气泡、夹
渣、翻皮、皮下气泡等缺陷，并按 GB/T 1979 进行评定，一般疏松、中心疏松、偏析等缺陷均不应大于
2.0 级。
5.2.1.3.4 管坯中的有害元素的质量分数：As≤0.010%，Sn≤0.010%，Sb≤0.010%，Pb≤0.010%，Bi≤
0.010%，且其总和：∑()As + Sn + Sb + Pb + Bi ≤0.025%。
5.2.1.3.5 管坯材料熔炼分析气体的质量分数：H≤2×10-6，O≤25×10-6，N≤70×10-6。
5.2.1.3.6 管坯中的非金属夹杂物按 GB/T 10561 中 A 法进行评级，应符合表 2 的规定。
表 2 非金属夹杂物合格级别
非金属夹杂物类型
合格级别/级
细系
粗系
≤1.5
≤1.0
≤1.0
≤1.0
≤0.5
≤0.5
≤1.5
≤1.5
D......
|