车载氢系统的气密性检测和置换方法

2021-08-27 0 编辑:澳门京葡网站 | 试验机

今天给大家带来的分享是关于车载氢系统的气密性检测和置换方法。该方法适用于公称工作压力不超过 70MPa、贮存介质为压缩氢气、工作温度不低于 -40℃ 且不高于 85℃ 的储氢气瓶及其附件组成的车载氢系统的气密性检测和置换。具体检测方法及合格要求见以下内容。

1、车载氢系统的气密性检测

1.1 检测方法

a)气密性检测由增压阶段、保压阶段构成,如图 1 所示。

图 1 气密性测试示意图

图 1 气密性测试示意图

b)根据 GB/T 34872 的要求,使用 90% 氮气 +10% 氦气的氦氮混合气作为试验介质。通过增压单元,首先将系统压力加至 5MPa,检查无异常后将系统压力阶梯式增加,每增加 5MPa 后暂停,检查无异常后继续增压。最后将待测车载氢系统压力加至要求压力。增压完成后,保压时间不低于 30min。

1.2 合格要求

1.2.1 气密性检测

1.2.1.1 装车前氢系统

根据 1.1 中要求的检测方法,采用氦质谱检漏仪或涂液法来进行异常检查。根据 GB/T 34872 的要求,对储氢容器、焊接处、法兰、垫片、阀门及连接处使用氦质谱检漏仪或中性发泡液检漏。数据采集单元记录系统压力。最终压力应不低于公称工作压力的 1.1 倍。气密性检测过程中同时符合以下要求的,可判定为气密性检测合格:

a)若使用氦质谱检漏仪检测,氦气漏率应小于 1*10-5Pa?m?/s。若使用涂液法检测,检测区域不能产生可见气泡或者泡沫; 

b)系统压力保持不变(排除温度因素影响)。排除温度因素影响可参照式(1)将现有压力转换为 15℃ 下标准压力:

式(1)

式中:

P——系统当前压力,MPa;

T——系统当前温度,℃;

P'——系统15℃下标准压力,MPa。

1.2.1.2 装车后氢系统

根据 1.1 中要求的检测方法,过程使用涂液法及观察压力读数来进行异常检查。根据 GB/T 34872 的要求,对储氢容器、焊接处、法兰、垫片、阀门及连接处使用中性发泡液检漏,并对系统保压前后压力值进行记录。最终压力应不低于公称工作压力的 1.1 倍。气密性检测过程中同时符合以下要求的,可判定为气密性检测合格:

a)检测区域不能产生可见气泡或者泡沫;

b)系统压力保持不变(排除温度因素影响)。排除温度因素影响可参照 1.2.1.1 中式(1)。

2、车载氢系统的置换

2.1 检测方法

置换操作由系统压力的充放构成,须有以下步骤:

a)在置换操作前,将车载氢系统与燃料电池之间的连接切断;

b)将系统压力泄放,最低应保证有可感受微弱气流。若至此状态,压力默认为 0.2MPa;

c)使用待置换气体将系统升压,后进行泄放,泄放最低应保证有可感受微弱气流。若至此状态,压力默认为 0.2MPa;

d)重复上述操作数次,最低不得低于 3 次。具体次数按照 2.2 中计算方法进行确定。

2.2 合格要求

根据 2.1 中要求的操作方法,置换后系统内气体浓度按照下列公式进行计算并达到所需要求。

质子交换膜燃料电池氢气纯度应符合 GB/T 34872 要求。

置换后气体浓度计算方法:

第一次置换后容器内气体杂质体积分数按式(2)计算:

式(2)

设每次置换充放气终止压力相同,置换 n 次后容器内气体杂质体积分数按式(3)计算:

式(3)

置换 n 次后容器内气体浓度按式(4)计算:

式(4)

式中:

x0——容器内初始气体杂质体积分数,默认为 1;

xn——容器置换 n 次后气体杂质体积分数;

p0——容器内初始气体压力(绝对压力),MPa;

p1——置换充气终止时,容器内气体压力(绝对压力),MPa;

p2——置换放气终止时,容器内气体压力(绝对压力),MPa;

y0——置换用气体中气体杂质体积分数;

c——置换 n 次后容器内的气体浓度。


以上就是今天的分享!如果您对用于上述试验的车载氢系统气密性检测设备感兴趣,欢迎与大家联系!

车载氢系统气密性检测设备

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