路径: 主页 > GB/T > 第537页 > GB/T 45027-2024 | 标准编号 | GB/T 45027-2024 (GB/T45027-2024) | | 中文名称 | 液氢阀门 通用规范 | | 英文名称 | Valves for liquid hydrogen - General specification | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | F19 | | 国际标准分类 | 27.010 | | 字数估计 | 46,478 | | 发布日期 | 2024-12-31 | | 实施日期 | 2025-04-01 | | 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 45027-2024
Valves for liquid hydrogen - General specification
液氢阀门 通用规范
ICS 27.010
CCS F 19
中华人民共和国国家标准
2024-12-31发布
2025-04-01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 术语和定义 ···· 2
4 技术要求 ··· 3
4.1 基本要求 ···· 3
4.2 材料 ··· 3
4.3 结构设计 ···· 5
4.4 常温性能 ···· 10
4.5 低温性能 ···· 13
5 试验方法 ··· 14
5.1 试验条件 ···· 14
5.2 材料 ···· 15
5.3 结构设计 ···· 16
5.4 脱脂检查 ···· 16
5.5 常温性能 ···· 16
5.6 低温性能 ···· 20
5.7 标志检查 ···· 28
6 检验规则 ··· 28
6.1 出厂检验 ···· 28
6.2 型式试验 ···· 28
7 标志 ···· 30
7.1 一般要求 ···· 30
7.2 阀体上的标记 ···· 30
7.3 标牌上的标志 ···· 31
7.4 其他标记 ···· 31
8 包装和储运 ···· 31
附录 A （规范性） 焊接要求焊接要求 ··· 32
附录 B （资料性） 阀门主要零部件金属材料推荐牌号 ··· 34
附录 C （资料性） 阀体加长颈推荐最小长度 ···· 35
附录 D （资料性） 气动控制阀泄漏率系数 ····· 36
附录 E （资料性） 液氢温度与压力对应表 ····· 37
参考文献 ··· 38
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。
本文件由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC 309）和全国宇航技术及其应用标准化技术委员会
（SAC/TC 425）共同提出并归口。
本文件起草单位：北京航天动力研究所、北京航天石化技术装备工程有限公司、北京航化节能环保
技术有限公司、国家市场监督管理总局、中国标准化研究院、空气化工产品（中国）投资有限公司、上海市
气体工业协会、苏州纽威阀门股份有限公司、上海瑞控阀门有限公司、北京航天雷特机电工程有限公
司、重庆市特种设备检测研究院、雷舸流体科技（上海）有限公司、萨姆森控制设备（中国）有限公
司、特瑞斯能源装备股份有限公司、埃迈流体技术（上海）有限公司、广西鑫晨特种设备检测有限公
司、四川成都空分配套阀门有限公司。
本文件主要起草人：靳伟、吴玉珍、许健、秦先勇、杨燕梅、王春景、杜利锋、周伟明、周桂林、
周鲁立、戴贤波、滕磊军、邱勇军、曹广滨、吴瑛、吴帮成、王悦萍、熊运华、陈锐。
液氢阀门 通用规范
警示：本文件不涉及与液氢阀门生产、应用有关的所有安全问题。在使用本文件前，使用者有责任
采取适当的安全、健康和保护措施，明确其适用范围，并保证符合国家有关法律法规、强制性国家标准
的规定。
1 范围
本文件规定了液氢用阀门（以下简称“阀门”）的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和
储运要求。
本文件适用于公称压力不大于 PN160，压力等级不大于 Class900，采用真空夹套绝热措施和焊接连
接的液氢用截止阀、止回阀、球阀、气动控制阀和易熔切断型紧急切断阀。
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 150.4 压力容器 第 4部分：制造、检验和验收
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 1954 铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法
GB/T 2423.5 环境试验 第 2部分：试验方法 试验 Ea和导则：冲击
GB/T 2423.10 环境试验 第 2部分：试验方法 试验 Fc：振动（正弦）
GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法
GB/T 3634.2 氢气 第 2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢
GB/T 3836.1 爆炸性环境 第 1部分：设备 通用要求
GB/T 4208 外壳防护等级（IP代码）
GB/T 4213 气动调节阀
GB/T 4844 纯氦、高纯氦和超纯氦
GB 4962 氢气使用安全技术规程
GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮
GB/T 9124 （所有部分） 钢制管法兰
GB/T 12220 工业阀门 标志
GB/T 12221 金属阀门 结构长度
GB/T 12222 多回转阀门驱动装置的连接
GB/T 12223 部分回转阀门驱动装置的连接
GB/T 12224 钢制阀门 一般要求
GB/T 12235 石油、石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀
GB/T 12236 石油、化工及相关工业用的钢制旋启式止回阀
GB/T 12237 石油、石化及相关工业用的钢制球阀
GB/T 13305 不锈钢中 α﹘相面积含量金相测定法
GB/T 13927-2022 工业阀门 压力试验
GB/T 17213.2 工业过程控制阀 第 2﹘1部分：流通能力 安装条件下流体流量的计算公式
GB/T 18442（所有部分） 固定式真空绝热深冷压力容器
GB/T 18442.4-2019 固定式真空绝热深冷压力容器 第 4部分：制造
GB/T 21465 阀门 术语
GB/T 22652 阀门密封面堆焊工艺评定
GB/T 24159 焊接绝热气瓶
GB/T 24918-2010 低温介质用紧急切断阀
GB/T 26481-2022 工业阀门的逸散性试验
GB/T 26640-2011 阀门壳体最小壁厚尺寸要求规范
GB/T 29729 氢系统安全的基本要求
GB/T 31481 深冷容器用材料与气体的相容性判定导则
GB/T 40045 氢能汽车用燃料 液氢
GB/T 40079-2021 阀门逸散性试验分类和鉴定程序
GB 50177 氢气站设计规范
HG 20202 脱脂工程施工及验收规范
JB/T 6440-2008 阀门受压铸钢件射线照相检验
JB/T 6899 阀门的耐火试验
JB/T 6903-2008 阀门锻钢件超声波检测
JB/T 7248 阀门用低温钢铸件技术规范
JB/T 7927 阀门铸钢件外观质量要求
JB/T 7928 工业阀门 供货要求
JB/T 11150-2011 波纹管密封钢制截止阀
NB/T 47013.2-2015 承压设备无损检测 第 2部分：射线检测
NB/T 47013.3 承压设备无损检测 第 3部分：超声检测
NB/T 47013.5-2015 承压设备无损检测 第 5部分：渗透检测
NB/T 47014-2011 承压设备焊接工艺评定
3 术语和定义
GB/T 21465界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
最大允许工作压力 maximum allowable working pressure
在-20 ℃～38 ℃介质温度时，阀门承压部件所允许承受的最大压力。
注：最大允许工作压力是阀门各承压部件最大允许工作压力中的最低值。
3.2
额定最低温度 rated minimum temperature
阀门的最低使用温度。
3.3
阀体加长颈 body extension
阀体与阀盖连接端之间进行适当加长的阀体结构。
3.4
外部冷却法 outside cooling method
通过将阀体浸泡在冷却介质中以达到所需试验温度的方法。
注：也称浸泡法。
3.5
内部冷却法 inside cooling method
通过将冷却介质流经阀门内腔以达到所需试验温度的方法。
注：也称通流法。
4 技术要求
4.1 基本要求
4.1.1 阀门除应符合本文件的规定外，还应符合GB/T 4213、GB/T 12235、GB/T 12236、GB/T 12237、
GB/T 24918-2010相关产品标准的规定。
4.1.2 阀门的压力-温度额定值应符合 GB/T 12224的规定。阀门允许使用的压力-温度额定值应按所
用的非金属密封件和阀门壳体的压力-温度额定值两者中的较小值确定，并应在铭牌上标示。
4.1.3 阀门应能在 60 ℃到额定最低温度和最大允许工作压力范围内正常操作和使用。
4.1.4 采用真空夹套结构的阀门，夹套的设计压力应不小于管路系统真空夹套防爆装置设定的排放压
力，设计外压不小于 0.1 MPa。
4.1.5 双阀座阀门应设置泄压孔或自泄压阀座，泄压方向宜为上游高压侧，泄压方向宜标示在阀门外
侧。具有自泄压阀座结构的阀门应进行泄压试验。
4.1.6 阀门应设计防静电结构，保证阀体、启闭件和阀杆等各部件间具有导电性。
4.1.7 有耐火要求的阀门应设计耐火结构。
4.1.8 阀门的结构型式不应使用闸阀，紧急切断阀的结构型式可使用截止阀或球阀。
4.1.9 装配前阀门所有与氢介质接触的零部件应进行脱脂、烘干处理，脱脂处理及检验应符合 HG 20202
规定的要求。
4.1.10 阀门承压零部件的焊接应符合 GB/T 150.4、GB/T 18442.4-2019、NB/T 47014-2011的规
定，具体焊接要求应符合附录 A的规定。
4.2 材料
4.2.1 材料的选择应评估材料的化学性能、物理性能和工艺性能的影响，以及与氢介质的相容性，并应
符合 GB/T 29729的规定。
4.2.2 直接与液氢介质相接触的密封副、填料和垫片材料，应能在最高使用温度到额定最低温度和最大
允许工作压力范围内正常使用。
4.2.3 阀门内件材料应防止在液氢环境下因频繁操作引起的卡阻、咬合和擦伤等现象，其耐腐蚀性能应
不低于阀体承压件。
4.2.4 用于制造波纹管的材料宜选用 S31608或 S31603材料。
4.2.5 阀门承压部件所使用的金属材料应选用奥氏体不锈钢并进行固溶处理。材料的金相组织结构应稳
定，材料化学成分分析和常温力学性能应符合相应材料标准的规定。
4.2.6 与氢介质接触的奥氏体不锈钢，其镍含量要求不宜低于 10%。锻件、管材、棒材的铁素体测量
值应不大于 3%，铸件的铁素体测量值应不大于 8%；阀门主要零件推荐材料见附录 B。
4.2.7 承压部件所使用的金属材料的低温冲击性能指标应不低于表 1的规定。
表 1 阀门承压部件冲击性能指标
数量 试验温度/℃
每个标准试样冲击吸收能量值
KV2/J
侧膨胀值LE/mm 备注
1组（3个） -196 ≥70 ≥0.76 标准试样：
10 mm×10 mm×55 mm1组（3个） ≤-253 ≥49 ≥0.53
注1：宽度为 7.5 mm、5 mm的小尺寸冲击试样的冲击吸收能量指标，分别为标准试样冲击吸收能量指标的
75%、50%，侧膨胀值与标准试样侧膨胀值的指标相同。
注2：除特别约定外，材料冲击性能试验温度一般为-196 ℃。
注3：对于铸造的阀体同时浇铸随炉试样，并随铸件进行热处理。
注4：对于铸造的阀体同时浇铸随炉试样，并随铸件进行热处理。
出厂检验时，冲击性能试验温度为-196 ℃；型式试验时，冲击性能试验温度小于或等于-253 ℃。
4.2.8 阀门在工作状态与液氢介质接触的零件（如阀体、阀瓣、球体、阀座、阀杆等）在精加工前应进
行不少于 2次的深冷处理。
4.2.9 非金属材料作为阀门密封部件使用时，应选用聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCT﹘
FE）或喷涂 PTFE的石墨材质。
4.2.10 非金属材料作为阀门承压壳体的唯一密封部件使用时，阀门外部对氢气介质的最大允许泄漏率
为 10 cm3/h。
4.2.11 非金属材料作为阀门绝热材料使用时，非金属材料应与氧相容，并应符合 GB/T 31481的规定。
4.2.12 阀门制造单位应按材料批次对阀门承压件材料进行化学成分分析、常温力学性能检测以及低温
冲击试验等材料性能检验，同批次（指同炉号、同制造工艺、同热处理条件）承压件材料应至少检验
1次。化学成分和常温力学性能的检查可采用对材料供货方提供的材料化学成分、力学性能、热处理报
告等质量文件进行审核的方式进行。
4.2.13 阀门承压铸件、阀体对焊连接端以及承压零部件的对接焊缝应进行射线检测，承压铸件的检测
部位按 GB/T 12224的规定。检测结果应符合以下要求：
阀体、阀盖铸钢件的射线检测结果符合JB/T 6440-2008中1级的规定；a）
阀体对焊连接端的射线检测结果符合JB/T 6440-2008中1级的规定；b）
承压焊缝的射线检测结果符合NB/T 47013.2-2015中I级的规定。c）
4.2.14 阀体和阀盖的承压外表面以及可达到的内表面、深冷处理后的零部件及硬质合金密封面堆焊表
面应进行渗透检测，渗透检测结果应符合 NB/T 47013.5-2015中Ⅰ级的规定。
4.2.15 锻造阀体、阀盖和阀杆等应进行超声检测，超声检测结果应符合 JB/T 6903-2008中 1级的
规定。
4.3 结构设计
4.3.1 结构型式
阀门典型结构示意图见图 1～图 7。
标引序号说明：
1─阀体； 4─阀杆； 7─波纹管组件； 10─填料压套；
2─袖管； 5─真空夹套； 8─置换接口； 11─填料压盖。
3─阀瓣； 6─导向隔热部件； 9─阀盖；
图 1 真空夹套低温截止阀典型结构示意图
标引序号说明：
1─阀体； 3─阀板； 5─摇臂； 7─真空夹套；
2─袖管； 4─阀座； 6─销轴； 8─阀盖。
图 2 真空夹套低温旋启式止回阀典型结构示意图
标引序号说明：
1─阀体； 3─阀瓣； 5─真空夹套； 7─置换接口。
2─袖管； 4─阀盖； 6─弹簧；
图 3 真空夹套低温升降式止回阀典型结构示意图
标引序号说明：
1─阀体； 4─袖管； 7─置换接口； 10─执行机构。
2─阀座； 5─阀杆； 8─阀盖；
3─球体； 6─真空夹套； 9─填料压盖；
图 4 真空夹套低温球阀典型结构示意图
标引序号说明：
1─阀体； 4─阀杆； 7─波纹管组件； 10─填料压套； 13─气动执行机构。
2─阀瓣； 5─真空夹套； 8─置换接口； 11─填料压盖；
3─袖管； 6─导向隔热部件； 9─阀盖； 12─定位器；
图 5 真空夹套低温气动控制阀典型结构示意图
标引序号说明：
1─阀体； 4─袖管； 7─置换接口； 10─气动执行机构；
2─阀座； 5─阀杆； 8─阀盖； 11─易熔合金塞。
3─球体； 6─真空夹套； 9─填料压盖；
图 6 真空夹套易熔切断型低温紧急切断阀（角行程）典型结构示意图
标引序号说明：
1─阀体； 4─阀杆； 7─波纹管组件； 10─填料压套； 13─气动执行机构。
2─阀瓣； 5─真空夹套； 8─置换接口； 11─填料压盖；
3─袖管； 6─导向隔热部件； 9─阀盖； 12─易熔合金塞；
图 7 真空夹套易熔切断型低温紧急切断阀（直行程）典型结构示意图
4.3.2 结构长度
阀门的结构长度和允许偏差应符合 GB/T 12221的规定，焊接端阀门的结构长度应评估端部焊接对
阀座密封的影响。
4.3.3 连接端
4.3.3.1 阀门的焊接连接端应符合 GB/T 12224的规定。当采用法兰连接时，法兰应符合 GB/T 9124
（所有部分）的规定。
4.3.3.2 当在焊接端加装袖管时，袖管的内外径尺寸和材料应与管道一致或相匹配。
4.3.3.3 采用法兰连接的阀门，法兰与阀体应为整体铸造或锻造制成。铸造的法兰端阀体，不应去除法
兰后作为焊接端阀体使用。
4.3.4 阀体及阀盖
4.3.4.1 阀体及阀盖共同组成的阀门壳体应能在设计寿命内承受由于介质压力和温度变化产生的应力、
连接管道产生的附加应力以及操作条件下产生的综合应力的总载荷。
4.3.4.2 除对接焊的焊接坡口区域外，阀门壳体的最小壁厚应符合 GB/T 26640-2011的规定。考虑管
道系统负荷、操作（关闭和开启）负荷、非圆形状及应力集中等因素会对壳体强度产生影响，按
GB/T 26640-2011中表 1选取壳体壁厚数值时应增加附加厚度，附加厚度由制造厂根据具体情况各自
确定。
4.3.4.3 阀体流道各处的截面积应与阀体和管道连接的孔的截面积相等，阀体密封座的内径应符合
GB/T 12235、GB/T 12236、GB/T 12237的规定。
4.3.4.4 阀门（不含止回阀）应设计成便于保冷的阀体加长颈结构；止回阀不要求阀体加长颈结构，但
升降式止回阀可采用阀体加长颈结构。
4.3.4.5 阀体加长颈与阀盖连接处宜设置可实现加长颈内部气体置换的置换接口。
4.3.4.6 阀体与阀盖应采用螺柱或者焊接型式连接，不应采用螺纹直接拧紧连接；安装位置在冷箱或真
空夹套内部的止回阀，阀体与阀盖应采用焊接连接。
4.3.4.7 阀体与阀盖之间的密封宜采用具有抵抗温度交变、高回弹特性的金属缠绕柔性石墨（或 PT﹘
FE）垫片或金属缠绕柔性石墨（或 PTFE）垫片与唇形密封组合的型式，并应满足阀门逸散性要求。
4.3.4.8 阀体加长颈伸长量应满足气化空间要求，使阀杆填料的工作温度满足使用条件。阀体加长颈最
小尺寸推荐值见附录 C。
4.3.4.9 设计阀体加长颈的壁厚时，应评估阀门最高工作压力、执行机构的自重及操作扭矩、阀杆推
力、弯曲应力以及由安装条件产生的综合应力。
4.3.4.10 阀体加长颈与阀体可铸造或锻造成一体，也可采用与阀体材质相同的无缝钢管与阀体对焊连
接，焊缝应进行 100%射线检测。
4.3.4.11 当阀体加长颈为焊接结构时，应评估材料焊接性能及低温下焊缝的可靠性，宜采用对焊连接
的全焊透接头型式。焊接应符合 GB/T 18442.4-2019中第 7章的规定，焊后应进行深冷处理。
4.3.4.12 阀体加长颈内部应设置有支撑阀杆的导向结构。
4.3.5 阀杆
4.3.5.1 位于阀门壳体承压区域内的阀杆应为整体结构。为了保证阀杆运动平稳，宜在阀杆中间位置设
置支撑导向件，阀杆与其配合零部件之间的硬度差宜不低于 50 HB。
4.3.5.2 阀杆应采用防吹出设计，阀杆与填料接触面处宜进行硬化处理，表面粗糙度 Ra 小于或等
于 0.4 µm。
4.3.5.3 采用波纹管密封结构的阀门，在阀杆结构设计时，应设计导向和防扭转结构，以防止波纹管的
扭曲和扭转变形。
4.3.5.4 阀杆直径应计算确定，并应满足操作强度和稳定性的要求，其危险截面应设置在填料函以上的
部位，阀杆的设计强度至少满足最大计算操作力或力矩的两倍要求。
4.3.6 密封副
4.3.6.1 阀门密封副结构应满足冷热交变工况下的密封要求以及耐磨损、抗擦伤的要求。
4.3.6.2 阀门密封副应设计为金属密封或金属对非金属密封。采用金属密封副时，应保证密封副间具有
50 HB的最小硬度差；当两个表面均为硬质合金硬化表面时，则不要求该硬度差。采用金属对非金属密
封时，非金属密封侧还应设计次级的金属密封结构，以避免非金属阀座产生冷流变形导致密封失效。
4.3.6.3 密封面如堆焊硬质合金，应进行消除应力处理，粗加工后应进行深冷处理，堆焊层加工后的剩
余厚度应不小于 1.6 mm。
4.3.7 波纹管组件
4.3.7.1 波纹管形状可以选择 U型或 Ω型，波纹管最小疲劳寿命应不小于 10 000次。
4.3.7.2 波纹管宜在压缩状态下工作，且波纹管的轴向位移应限制在可压缩变形量的 60%以内。
4.3.7.3 波纹管应采用与阀门相同的压力、温度额定值，具体设计计算宜参照 JB/T 6169的规定。
4.3.7.4 波纹管宜采用无缝结构，当最大允许工作压力超过 1 MPa时，宜采用液......
|