关于IV储氢气瓶泄漏率指标合理性探讨

摘要：本文探讨了IV储氢气瓶泄漏率指标的合理性。根据GB/T42612标准，气瓶在进行气密试验时，其漏气速率不得超过6NmL/(h·L)。这一指标基于外国学者Adams的研究假设，包括氢气均匀扩散、车 库通风率、最大氢气浓度、材料延长温度等。Adams的研究得出了氢浓度低于1%的理论允许渗透率。然而，这些假设并未充分考虑我国实际情况，如小区地下车 库等。因此，国家应制定相应标准，以满足氢燃料电池汽车的实际应用需求，类似于LNG车用气瓶的设计要求。  

1. 理论计算  

  气密性试验是评估气瓶安全性能的关键步骤，我国GB/T42612标准对气密性试验有着明确的规定。根据这一标准，气瓶在进行气密试验时，其漏气速率不得超过6NmL/（h·L）。这一漏气速率指标的设定并非无据可依，而是基于外国学者Adams在研究过程中所作出的一系列假设。  

      Adams在研究气瓶气密性问题时，以美国私人车 库为背景，提出了一系列假设。这些假设为研究气瓶漏气速率提供了理论依据，并在一定程度上影响了我国气瓶气密性试验标准的制定（数据参考：氢安全工程基础-机械工业出版社）。  

   则利用全混合方程可以计算出稳态氢浓度所需的氢气释放率;

      C%是稳态气体浓度，单位为体积百分比;Qn是空气流量，单位为m3/min;Qg,是气体泄漏量，单位m3/min  

然后最大容许氢渗透率为：  

  在公式中，Q_Px代表在测试温度x下的容许渗透率，单位为ml/(h·L)水容量；V表示储容器的水容量，单位为L；fa为老化因子，取值为2；ft大分别为在测试温度为20℃和15℃时的测试温度因数，分别为3.5和4.7。根据上述假设、方案及方法，得出氢浓度低于1%的理论允许渗透率（AdamsetaL.，2011）。建议在城市公交车中采用乘用车的渗透率，因为即便在最严重的情况即强制通风最差的“最小”车 库，乘用车渗透率仍可确保氢气浓度明显低于4%体积。

           理论允许渗透率

2.探讨  

   然而，在此次计算中，我们仅考虑了私人车 库（单间）的泄漏率，并未充分考虑到我国实际情况。例如，我们可以将之视为小区地下车 库，在停放多辆氢能源汽车后，需要对小区的建筑及通风状况进行综合考量。  

   为此，国家应制定相应标准，以满足氢燃料电池汽车的实际应用需求。类似于LNG车用气瓶在设计过程中，必须确保其容积较大，不小于150升，以避免安装在小型轿车上时，在地下车 库内发生气体泄漏无法及时排放，从而引发爆炸事故。