ICS 27.180 F19 中华人民共和国国家标准 GB/T 34542.3—2018 氢气储存输送系统 第3部分： 金属材料氢脆敏感度试验方法 Storage and transportation systems for gaseous hydrogen- Part 3:Test method for determination of the susceptibility of metallic materials to hydrogen gas embrittlement (HGE) 2018-12-01实施 2018-05-14发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T34542.3—2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语、定义和符号： 一般要求 试验设备 试样要求 1 试验程序 氢脆敏感度评价 9 试验报告 附录A（资料性附录） 试验设备主体基本结构 附录B（规范性附录） 氢脆敏感度系数确定方法 GB/T34542.3—2018 前言 GB/T34542《氢气储存输送系统》分为以下部分： 第1部分：通用要求； 一一第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法； 一第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法； 一一第4部分：氢气储存系统技术要求； 第5部分：氢气输送系统技术要求； 一第6部分：氢气压缩系统技术要求； 第7部分：氢气充装系统技术要求； 第8部分：防火防爆技术要求。 本部分为GB/T34542的第3部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309）提出并归口。 本部分起草单位：浙江大学、北京海德利森科技有限公司、中国标准化研究院、中国电子工程设计 院、浙江工业大学、合肥通用机械研究院、西安交通大学。 本部分主要起草人：郑津洋、韩武林、王、梅德庆、花争立、彭文珠、张林、周向荣、范志超、程光旭。 1 GB/T34542.3—2018 氢气储存输送系统第3部分： 金属材料氢脆敏感度试验方法 1范围 本标准规定了金属材料氢脆敏感度试验的一般要求、试验设备、试样要求、试验程序、氢脆敏感度评 价和试验报告。 本标准适用于金属材料氢脆敏感度的评价。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T3634.2氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢 GB/T4844纯氨、高纯氨和超纯 GB/T10623金属材料力学性能试验术语 GB/T29729氢系统安全的基本要求 GB/T34542.1氢气储存输送系统第1部分：通用要求 3术语、定义和符号 3.1术语和定义 GB/T10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 圆片disk sample 用于氢脆敏感度试验的圆形薄片试样。 3.1.2 平面度 flatness 圆片表面上各点相对其理想平面的最大变动量。 3.1.3 爆破压力burstpressure 氢气或者氨气加压过程中圆片承受的最高压力（表压）。 3.1.4 加载时间 loadingtime 氢气或者氢气加压开始直至圆片爆破时经过的总时长。 3.2符号 下列符号适用于本文件。 em 圆片平均厚度（圆片上相隔90°的四个点厚度的平均值），mm； 1 GB/T34542.3—2018 爆破压力，MPa； p, 修正爆破压力，MPa； prHe 氢气环境试验爆破压力，MPa； PrH2全 氢气环境试验爆破压力，MPa； prHe 氢气环境试验修正爆破压力，MPa； ptHz氢气环境试验修正爆破压力，MPa； 加载时间，min； t. U平均升压速率，MPa/min。 4一般要求 4.1试验用氢气应满足GB/T3634.2中高纯氢的技术要求；试验用氨气应满足GB/T4844中高纯氨 的技术要求。 4.2置换用氮气或情性气体的纯度应大于或等于99.999%。 4.3试验温度应为23℃±5℃。 4.4氢脆敏感度试验至少应包括6个氨气环境试验和9个氢气环境试验。 4.5试验时升压速率应保持恒定，其值应在0.01MPa/min～100MPa/min范围内。 4.66个氨气环境试验的升压速率推荐值分别为0.01MPa/min、0.1MPa/min、1MPa/min、10MPa/min、 50MPa/min和100MPa/min。 4.79个氢气环境试验分为两组。第一组6个试验的升压速率推荐值分别为0.01MPa/min、 0.1MPa/min、1MPa/min、10MPa/min、50MPa/min和100MPa/min；第二组3个试验的升压速率均 应等于或者接近第一组试验中与最低修正爆破压力相对应的升压速率。 5试验设备 5.1氢脆敏感度试验设备主体的基本结构参见附录A，主要由上法兰、下法兰、压环、置换孔、进气口、 排气口等组成。 5.2试验设备用材料应满足相应国家标准或者行业标准的要求，与氢气直接接触的材料应与氢气具有 良好的相容性。 5.3试验设备应满足GB/T29729、GB/T34542.1的相关安全要求 5.4试验设备的进气管路中应设置流量控制阀。 5.5试验设备中压力传感器的精度等级不得低于0.25级。 5.6上腔体高度应大于或等于25.5mm。 5.7压环内直径应为25.5mm、内圆角曲率半径应为0.5_0.25mm，其材料的室温标准抗拉强度应大于 1 100 MPa. 5.8法兰应通过均布的10个M10高强钢螺栓连接；采用橡胶0形圈作为密封元件时，紧扭矩 为30 N·m。 6试样要求 SZC 6.1氢脆敏感度试验中圆片的加工工艺应相同，且加工不应改变材料性能。 6.2圆片至少应满足以下要求： a）直径为58_0.05mm； 2 GB/T34542.3—2018 b）厚度为0.75mm±0.01mm; 平面度小于或等于0.1mm； d）表面粗糙度Ra小于或等于0.8μm。 6.3 圆片应在干燥环境中妥善保存。 7试验程序 7.1试验前，应采用适当的方法清洗圆片表面的油污和杂质，不得用手直接接触圆片表面。 7.2圆片安装于试验设备后，应先用氮气或惰性气体置换下腔体及管路系统，再用试验气体（氢气或氨 气）置换。置换结束时，下腔体内氧气和水的含量（体积分数）应分别小于或等于1×10-6和5×10-6 7.3 3选择合适的升压速率，并以恒定的升压速率对下腔体加压直至圆片爆破 8 氢脆敏感度评价 8.1通过氢脆敏感度系数来评价材料的氢脆敏感度，其确定方法见附录B。 8.2若氢脆敏感度系数小于或等于1，则材料氢脆不敏感；若氢脆敏感度系数大于或等于2，则材料氢 能发生氢脆。 9 试验报告 试验报告至少应包含以下内容 材料牌号、规格、化学成分、热处理状态、焊接工艺参数（必要时）； a) b) 圆片尺寸、表面状态； c) 气体纯度、试验温度； d) 压力-时间曲线； 爆破压力pr、加载时间t； f) prHe/prHz值和氢脆敏感度系数。 3 GB/T34542.3—2018 附录A （资料性附录） 试验设备主体基本结构 氢脆敏感度试验设备主体基本结构如图A.1所示，主要由上法兰、下法兰、压环、置换孔、进气口、 排气口等组成。 法兰和压环用于夹持圆片；置换孔主要用于置换下腔体；进气口和排气口分别用于通人气体和排放 气体。 1. 12. 说明： 置换孔； 压环； 定位销： 圆片； 8 3- 排气口； SO形圈； 上腔体； 10- 下法兰； 上法兰； 11- 进气口； 螺栓； 12 下腔体。 6- 图 A.1 试验设备主体基本结构