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
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•m³/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:
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:
置换 n 次后容器内气体浓度按式(4)计算:
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,欢迎与我们联系!