一种加氢站用98MPa高压储氢容器制造技术

本发明专利技术公开了一种加氢站用98MPa高压储氢容器，属于氢能装备行业高压容器技术领域，包括由内筒和外筒组成的筒体，外筒通过多组层板包扎而成，层板由内而外的尺寸按等差数值依次减小，每层层板开设有6个直径为50mm的包扎工艺孔，内筒两端焊接有封头，内筒和封头采用特殊不锈钢316L复合板，筒体的两端分别连接有进气口和出气口，筒体的顶侧设置有至少一组泄露检测口，本发明专利技术公开的一种既满足大容积、高压力、耐氢脆，同时在全生命周期内在线监测氢气泄漏，对氢能装备行业，加氢站运行产品质量提升，产业升级有着重要作用的储氢容器。产业升级有着重要作用的储氢容器。产业升级有着重要作用的储氢容器。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢站用98MPa高压储氢容器


[0001]本专利技术涉及氢能装备行业高压容器
，尤其涉及一种加氢站用 98MPa高压储氢容器。

技术介绍

[0002]众所周知，影响加氢站用高压储氢罐运行安全，最主要的问题是如何解决高压、大容积、氢脆、氢气纯度等问题，而对于高压、大容积问题，主要存在在采购难度和后板材料的特殊性上，对氢脆、氢气纯度问题，与材料的化学组成、镍当量和镍含量的相关，而铁素体的含量，对于材料的塑形也存在着很大的影响，铁素体也叫无磁性，其磁性由含碳量决定，也是转化呈马氏体的关键因素，δ铁素体的存在会降低材料的塑性，也为氢侵入材料提供快速扩散通道。
[0003]现有技术中，加氢站多采用45MPa的无缝管气瓶做为储氢容器，材料选择 4130X，该材料在45MPa压力等级应用，对应容器、压力是可以符合的，但如果要做到70MPa、98MPa这些高压力等级，因为对应壁厚太厚，无缝管制气瓶容器的容积无法实现；市场上也出现钢带错绕方式，理论上可以实现高压力等级，但制作周期长、成本高且加工难度大。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种既满足大容积、高压力、耐氢脆，同时在全生命周期内在线监测氢气泄漏，对氢能装备行业，加氢站运行产品质量提升，产业升级有着重要作用的储氢容器。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种加氢站用98MPa高压储氢容器，包括由内筒和外筒组成的筒体，所述外筒通过多组层板包扎而成，所述层板由内而外的尺寸按等差数值依次减小，每层所述层板开设有6个直径为50mm的包扎工艺孔，所述内筒两端焊接有封头，所述内筒和封头采用特殊不锈钢316L复合板，所述筒体的两端分别连接有进气口和出气口，所述筒体的顶侧设置有至少一组泄露检测口。
[0007]本专利技术优选地技术方案在于，所述层板纵向焊接接头间隙为6
‑
14mm，环向焊接接头间隙为6
‑
8mm。
[0008]本专利技术优选地技术方案在于，所述层板最外层的包扎工艺孔堵住，且钻小孔并焊接有传感器接头，其余所述层板不得堵死。
[0009]本专利技术优选地技术方案在于，所述内筒合拢缝焊接前及其内表面与氢气接触部分进行抛光处理，精度达到Ra0.25μ。
[0010]本专利技术优选地技术方案在于，所述内筒和封头与氢气接触部分选择符合 GB/T24511标准的固溶处理钢板，其镍含量不小于12.5％，镍当量不小于28.5％。
[0011]本专利技术优选地技术方案在于，所述内筒和封头焊接的层间温度控制在 60
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100℃，且每层焊缝厚度不超过2mm。
[0012]本专利技术优选地技术方案在于，所述内筒和封头焊接过程的焊缝处不锈钢母材的铁素体含量不超过0.4％。
[0013]本专利技术优选地技术方案在于，所述层板利用专用包扎机通过包扎机钢丝绳先捆扎，再用夹紧钳进行加紧。
[0014]本专利技术优选地技术方案在于，所述层板可选择10
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12mm容器专用板Q345R。
[0015]本专利技术的有益效果为：1.采用多层板包扎结构，使用市场通用的10～12mm 的普通容器专用板Q345R，实现98MPa高压、大容积储罐，解决厚壁板采购和材料力学性能检测的一系列困难；2.内筒和封头与氢气接触材料采用特殊不锈钢 316L复合板，内筒不锈钢进行抛光，精度达到Ra0.25μ，水压试验合格后进行露点检测，露点达到
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30℃，解决因不锈钢表面粗糙，晶体大，氢分子入侵容易，同时外后期加氢站运行保障氢气纯度；3.控制不锈钢316L覆层镍当量≥28.5％、镍含量≥12.5％，解决临氢材料的氢脆危险；4.不锈钢316L焊接，采用特制高镍焊材，焊接过程采用多层多道焊接，每层焊接厚度≤2mm，层间温度控制在 60～100℃之间，焊接过程实时监测焊缝处和母材的铁素体含量≤0.4％，保障焊缝处无磁性，解决因焊接温度升高，不锈钢含碳量增大，转化成马氏体，材料的塑性增大，为氢侵入材料提供快速扩散通道。
[0016]本专利技术提供的一种既满足大容积、高压力、耐氢脆，同时在全生命周期内在线监测氢气泄漏，对氢能装备行业，加氢站运行产品质量提升，产业升级有着重要作用的储氢容器。
附图说明
[0017]图1是本专利技术储氢容器结构示意图；
[0018]图2是本专利技术储氢容器结构侧视图。
[0019]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0020]1、筒体；2、层板；3、进气口；4、出气口；5、泄露检测口。
具体实施方式
[0021]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0022]一种加氢站用98MPa高压储氢容器，包括由内筒和外筒组成的筒体1，所述外筒通过多组层板2包扎而成，所述层板2由内而外的尺寸按等差数值依次减小，每层所述层板2开设有6个直径为50mm的包扎工艺孔，所述内筒两端焊接有封头，所述内筒和封头采用特殊不锈钢316L复合板，所述筒体1的两端分别连接有进气口3和出气口4，所述筒体1的顶侧设置有至少一组泄露检测口 5，本专利技术选用不锈钢316L内筒复合层，焊接过程采用多层多道焊接，每层的焊接厚度不超过2mm，在焊接时控制焊接的层间温度，保障不锈钢层焊接中铁素体含量符合要求，提高材料的塑形，采用专用包扎专机将多层板2沿内筒上进行逐层包扎，设定好预紧力，通过包扎机钢丝绳先捆扎，再用夹紧钳进行加紧，且每包扎一层层板2，其尺寸由两端依次向中间减小一段，降低了材料的采购难度，通过层板2上的包扎工艺孔的设计和处理，且层板2包扎过程，应按照GB/T150.4要求，严格控制层板贴合率和松动面积，解决了厚壁板采购和材料力学性能检测的一系列困难，实现储氢罐只漏不爆的特性，大大保障了加氢站运行安全，通过泄露检测口5检测储氢罐的密封性，防止氢气泄露，满足大容积、高
压力、耐氢脆的要求，同时在全生命周期内能够在线监测氢气是否泄露，对氢能装备行业，加氢站运行产品质量提升，产业升级有重要作用，在设备制造完成后，进行水压试验，试验合格后进行排水烘干和抽真空，真空度为 0.1MPa，保持真空2h，充入液氮致0.3mpa，保压30min，打开露点检测阀门，打开露点仪，在线检测露点，露点仪检测排出的高纯氮，露点达
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30℃以下为合格，保证储氢容器的质量。
[0023]作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述层板2可选择10
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12mm 容器专用板Q345R，且所述层板2纵向焊接接头间隙为6
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14mm，环向焊接接头间隙为6
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8mm，实现了98MPa高压、大容积储罐，解决厚壁板采购和材料力学性能检测的一系列困难。
[0024]作为本方案的一种可能的实施方式，优选的，所述层板2最外层的包扎工艺孔堵住，且钻小孔并焊接有传感器接头，其余所述层板2不得堵死，作为氢气泄漏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢站用98MPa高压储氢容器，其特征在于：包括由内筒和外筒组成的筒体(1)，所述外筒通过多组层板(2)包扎而成，所述层板(2)由内而外的尺寸按等差数值依次减小，每层所述层板(2)开设有6个直径为50mm的包扎工艺孔，所述内筒两端焊接有封头，所述内筒和封头采用特殊不锈钢316L复合板，所述筒体(1)的两端分别连接有进气口(3)和出气口(4)，所述筒体(1)的顶侧设置有至少一组泄露检测口(5)。2.根据权利要求1所述的一种加氢站用98MPa高压储氢容器，其特征在于：所述层板(2)纵向焊接接头间隙为6
‑
14mm，环向焊接接头间隙为6
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8mm。3.根据权利要求1所述的一种加氢站用98MPa高压储氢容器，其特征在于：所述层板(2)最外层的包扎工艺孔堵住，且钻小孔并焊接有传感器接头，其余所述层板(2)不得堵死。4.根据权利要求1所述的一种加氢站用98MPa高压储氢容器，其特征在于：所述内筒合拢缝焊接前及其内表面与...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏德强，林云珍，林洪艺，肖恒军，沈顺喜，
申请(专利权)人：福建雪氢加氢装备有限公司，
类型：发明
国别省市：