魏金瑩，宋建軍，劉 斌

（北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所，北京 100074）

0 引言

隨著全球氣候環(huán)境保護(hù)形勢(shì)日益嚴(yán)峻，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，能源供給改革成為當(dāng)下社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)關(guān)注的熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2030年，全球燃料電池乘用車將達(dá)到1 000萬(wàn)輛至1 500萬(wàn)輛。為了滿足燃料電池車對(duì)氫的需求，必須配備氫氣或液氫瓶，而液氫存儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫氣氣瓶，是車載儲(chǔ)氫瓶的發(fā)展趨勢(shì)。自1990年日本武藏大學(xué)研制了第一輛液氫動(dòng)力車以來(lái)，眾多國(guó)家開始研究突破液氫動(dòng)力車相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。2019年北汽福田正式公布全世界第一款液氫重卡32T型。相應(yīng)地，車載液氫瓶和液氫瓶閥門及其質(zhì)量必然受到重視。液氫易燃易爆，如果液氫閥門密封性能不達(dá)標(biāo)，將存在很大安全隱患。為了保證閥門的密封性能，必須采用合理的檢測(cè)方法。目前液氫閥門低溫內(nèi)漏檢測(cè)在液氮溫區(qū)下進(jìn)行，外漏用常溫下的氦質(zhì)譜檢漏方法檢測(cè)，都不能反映液氫工況下的實(shí)際泄漏情況。本研究模擬真實(shí)工況，采用液氫介質(zhì)，檢測(cè)閥門的低溫動(dòng)作、溫度循環(huán)性能和泄漏情況，并提出液氫閥門密封性能檢測(cè)方法和合格性要求，為氫能源車液氫閥門型式試驗(yàn)提供參考。

1 現(xiàn)有液氫閥門密封性能檢測(cè)依據(jù)

1.1 常規(guī)液氫閥門密封性能檢測(cè)依據(jù)

由于液氫易燃易爆，對(duì)試驗(yàn)設(shè)施和人員的安全要求較高，加上價(jià)格昂貴，市場(chǎng)上不易獲得，目前國(guó)內(nèi)外液氫閥門制造商對(duì)于液氫閥門的泄漏檢測(cè)均采用低溫閥門的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用液氮進(jìn)行檢測(cè)。眾多企業(yè)采用浸漬法，以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 28921-1-2013《Industrial valves.Isolating valves.for low temperature applications.Design，manufacturing and production testing》作為依據(jù)[1]，檢測(cè)液氫閥門的密封性能，試驗(yàn)裝置如圖1所示。該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為：公稱尺寸為DN10～DN900、公稱壓力為1.6～25 MPa、溫度為77～223 K。該標(biāo)準(zhǔn)不包括DN＞100、公稱壓力為25 MPa的閥門。從以上溫度適用范圍來(lái)看，該標(biāo)準(zhǔn)明顯不包括液氫閥門測(cè)試，由于沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，很多廠家依然采用此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)液氫閥門。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥門內(nèi)漏測(cè)試要求如表1所列。閥門外漏指標(biāo)為：閥桿和閥蓋周邊不能超過(guò)5×10-5（體積分?jǐn)?shù)）或者閥桿直徑上每毫米漏率不超過(guò)1.78×10-7Pa·m3·s-1；閥蓋或閥體連接處密封直徑上每毫米漏率不超過(guò)1.78×10-8Pa·m3·s-1。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)連續(xù)10 s以上泄漏量或漏率值不超過(guò)以上指標(biāo)。

圖1 浸漬法試驗(yàn)裝置Fig.1 Impregnation testdevice

表1 ISO 28921-1標(biāo)準(zhǔn)閥座最大允許漏率Tab.1 M aximum allowable seat leakage rate perm illimeter of nom inalseat diameter

目前國(guó)內(nèi)沒有專門針對(duì)液氫閥門檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，閥門廠家主要根據(jù)GB/T 24925-2019《低溫閥門技術(shù)條件》中規(guī)定的相關(guān)測(cè)試流程及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，其中內(nèi)漏試驗(yàn)如圖2所示[2]。GB/T 24925-2019中的測(cè)試裝置不僅可以用氦氣，也可以用氮?dú)庾鳛闇y(cè)試氣體。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：如果閥門有逸散性測(cè)試要求，須按照J(rèn)B/T 12622《液化天然氣閥門性能》進(jìn)行檢測(cè)[3]，將閥門從試驗(yàn)容器中取出，用氦檢漏儀迅速檢查閥門填料處、閥體和閥蓋連接處的密封性能，具體方法見GB/T26481-2011《閥門的逸散性試驗(yàn)》附錄A[4]。要求如表2所列。GB/T 24925-2019適用范圍是：公稱壓力為1.6～40 MPa、公稱尺寸為DN15～DN1200、介質(zhì)溫度為77～244 K的法蘭、對(duì)夾和焊接連接的低溫閘閥、截止閥、止回閥、球閥和蝶閥[2]。其他低溫閥門亦可參照使用。

圖2 低溫閥門內(nèi)漏試驗(yàn)原理圖Fig.2 Typicalschematic of cryogenic valve testing principle

表2 GB/T 24925-2019《低溫閥門技術(shù)條件》低溫密封性能試驗(yàn)要求Tab.2 Sealing p roperty requirem entsof low tem perature valve in GB/T 24925-2019（Low tem perature valve-Technicalspecifications）

1.2 車載液氫閥密封性能檢測(cè)依據(jù)

1.2.1 全球氫燃料電池汽車技術(shù)法規(guī)（GTR13）[5]

為了減少溫室氣體排放，有效地協(xié)調(diào)各國(guó)的安全技術(shù)要求、促進(jìn)氫能源車的發(fā)展，提高公眾接受度，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)成立工作組，編寫了與現(xiàn)有燃油汽車安全要求相近、基于氫氣和液氫性能的《GTR13：Global technical regulation on hydrogen for fuel cell vehicles》（全球氫燃料電池汽車技術(shù)法規(guī)）。該法規(guī)是全球氫燃料電池汽車各部分性能考核的準(zhǔn)則，各簽約國(guó)必須在其國(guó)內(nèi)進(jìn)行推廣。該法規(guī)第七章中關(guān)于液氫儲(chǔ)存系統(tǒng)的要求為非強(qiáng)制性可選項(xiàng)，這主要是因?yàn)橄鄬?duì)于配備高壓氫氣瓶系統(tǒng)的氫能源車，配備液氫存儲(chǔ)系統(tǒng)的氫能源車實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限并只限于示范車輛，沒有對(duì)安全要求進(jìn)行全面評(píng)估，因此雖然規(guī)范對(duì)液氫儲(chǔ)存系統(tǒng)的要求已經(jīng)通過(guò)相關(guān)技術(shù)討論，但沒有經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，并非強(qiáng)制執(zhí)行內(nèi)容。

GTR規(guī)定了液氫閥門外漏試驗(yàn)及指標(biāo)要求，即在大氣壓和最大允許工作壓力間，測(cè)試零件不應(yīng)該在閥桿、密封或其他接頭處出現(xiàn)泄漏，也不應(yīng)該出現(xiàn)鑄孔。閥門外漏測(cè)試也分為環(huán)境溫度、低溫和高溫三種情況，其中針對(duì)低溫泄漏，試驗(yàn)前應(yīng)首先將閥門在最低操作溫度或在液氮溫度下預(yù)冷足夠時(shí)間以確保熱穩(wěn)定性。試驗(yàn)過(guò)程中，必須將試驗(yàn)零件與氣源相連，并在氣源管路上安裝一個(gè)正壓截止閥和一個(gè)壓力表。壓力表測(cè)量范圍為0～（1.5～2.0）倍試驗(yàn)壓力，精確度為量程的1%，安裝在正壓截止閥和試驗(yàn)零件之間。試驗(yàn)過(guò)程中，用表面活性劑測(cè)試泄漏情況，如果沒有發(fā)現(xiàn)氣泡或者漏率低于6.0×10-3Pa·m3·s-1為合格[5]。GTR未規(guī)定液氫閥門內(nèi)漏檢測(cè)規(guī)范。

1.2.2 歐洲汽車指令（No.406/2010-EU）[6]

歐洲汽車指令No.406/2010-EU《歐洲議會(huì)和理事會(huì)關(guān)于氫能源車型式認(rèn)證的第79/2009號(hào)法規(guī)（EC）》（Implementing Regulation（EC）No 79/2009 of the European Parliament and of the council on typeapprovalofhydrogen-poweredmotor vehicles）是歐盟為了確保氫能汽車能夠以安全可靠的方式加注燃料，所采用氫氣儲(chǔ)罐、液氫儲(chǔ)罐的統(tǒng)一規(guī)則。第三部分為液氫儲(chǔ)罐以外的零部件安全要求。針對(duì)液氫閥門，該指令與GTR完全相同，也要開展環(huán)境溫度、高溫和低溫外漏測(cè)試，且測(cè)試方法相同。規(guī)定在試驗(yàn)過(guò)程中，在大氣壓和最大允許工作壓力之間，用表面活性劑測(cè)試泄漏情況，如沒有發(fā)現(xiàn)氣泡或者漏率低于2.78×10-9m3·s-1為合格，與GTR中的6.0×10-3Pa·m3·s-1相比，泄漏指標(biāo)要求更高。

該指令在4.12章節(jié)提出了閥座密封測(cè)試（即內(nèi)漏測(cè)試）要求：測(cè)試須在外漏試驗(yàn)完成后進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程為：首先將試驗(yàn)零件與氣源相連，且保持閥門關(guān)閉；在氣源管路上安裝一個(gè)正壓截止閥和一個(gè)壓力表；壓力表測(cè)量范圍為0～（1.5～2.0）倍試驗(yàn)壓力，精確度為量程的1%，安裝在正壓截止閥和試驗(yàn)零件之間；在保證閥門關(guān)閉的情況下，將閥門出口管浸入水中或在閥門進(jìn)口側(cè)安裝一個(gè)流量計(jì)進(jìn)行檢漏，流量計(jì)精度在±1%以內(nèi)。

測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，在大氣壓至最大允許工作壓力間，閥門關(guān)閉的情況下，截止閥的最大漏率不超過(guò)2.78×10-9m3·s-1為合格；單向閥在出口關(guān)閉的情況下，在50 kPa至最大允許工作壓力間，漏率不超過(guò)2.78×10-9m3·s-1；如果單向閥用作安全裝置，加注連接件時(shí)漏率不超過(guò)2.78×10-9m3·s-1；減壓閥在0～0.9倍設(shè)定壓力情況下漏率不超過(guò)2.78×10-9m3·s-1[6]。

1.2.3 SAE J2579-2018《燃料電池和其他車輛中燃料系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》[7]

SAE美國(guó)機(jī)動(dòng)車工程學(xué)會(huì)（Society of Automo?tive Engineers）成立于1905年，是國(guó)際上最大的汽車工程學(xué)術(shù)組織。SAE制定的標(biāo)準(zhǔn)廣泛為汽車行業(yè)和其他行業(yè)采用，并有相當(dāng)部分被作為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其中該組織的SAE J 2579-2018《Technical In?formation Report for Fuel Systems in Fuel Cell and Other Hydrogen Vehicles》《燃料電池和其他車輛中燃料系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》第5章為車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)的技術(shù)要求，5.1節(jié)明確了車載液氫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及基本的安全要求，但并未專門針對(duì)液氫閥提出檢測(cè)要求，而是在附錄E部分提出了氫系統(tǒng)內(nèi)外漏指標(biāo)要求，其中自動(dòng)閥門的內(nèi)外漏要求為氫氣漏率不超過(guò)2.78×10-4～8.33×10-4Pa·m3·s-1。手動(dòng)截止閥（兩通或三通閥）、限流閥、壓力調(diào)節(jié)閥、單向閥內(nèi)外漏指標(biāo)為氫氣漏率不超過(guò)2.78×10-4Pa·m3·s-1。溢流閥外漏要求為氫氣漏率不超過(guò)2.78×10-4～8.33×10-4Pa·m3·s-1，內(nèi)漏指標(biāo)應(yīng)該滿足系統(tǒng)要求[7]。

2 閥門泄漏指標(biāo)的確定

2.1 閥門外漏指標(biāo)的確定

低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)ISO 28921-1和GB/T 24925-2019盡管被國(guó)內(nèi)外眾多液氫閥門生產(chǎn)廠家所采用，但適用溫度范圍不低于77 K，因此該標(biāo)準(zhǔn)僅供液氫閥門生產(chǎn)者和使用者參考。假定一臺(tái)氫能源乘用車的車載液氫瓶置于后備箱內(nèi)，后備箱容積為500 L，將上述指標(biāo)按照標(biāo)準(zhǔn)ISO 28921-1換算后閥桿和閥蓋周邊漏率不大于0.25 Pa·m3·s-1。

按照GB/T 24925-2019換算后可得閥門填料密封處的漏率不大于5.56×10-3Pa·m3·s-1，法蘭墊片密封處的漏率不大于2.78×10-3Pa·m3·s-1?！禛TR13：Global technical regulation on hydrogen for fuel cellve?hicles》（全球氫燃料電池汽車技術(shù)法規(guī)）規(guī)定的泄露量低于6.0×10-3Pa·m3·s-1，EN 406-2010-EU《歐洲汽車指令氫動(dòng)力汽車供氫系統(tǒng)》規(guī)定的漏率低于2.78×10-4Pa·m3·s-1。目前國(guó)內(nèi)沒有車載液氫閥泄漏標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于車載氫氣瓶閥門出臺(tái)了標(biāo)準(zhǔn)GB/T 35544-2017《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》，該標(biāo)準(zhǔn)附錄B中提出了閥門外漏型式試驗(yàn)要求：若在規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)沒有氣泡產(chǎn)生為合格，若檢測(cè)到氣泡，則應(yīng)采用適當(dāng)方法測(cè)量漏率，氫氣的漏率不應(yīng)超過(guò)2.78×10-4Pa·m3·s-1[8]?？紤]到液氫瓶閥門和氫氣瓶閥門均安裝在乘用車或商用車上，氫氣瓶閥門標(biāo)準(zhǔn)具有參考價(jià)值。型式試驗(yàn)是新產(chǎn)品鑒定中不可缺少的環(huán)節(jié)，只有通過(guò)型式試驗(yàn)，該產(chǎn)品才能正式投入生產(chǎn)。因此綜合考慮以上所有標(biāo)準(zhǔn)取最低限制，建議氫能源車液氫閥型式試驗(yàn)外漏指標(biāo)的最大值為2.78×10-4Pa·m3·s-1。

2.2 閥門內(nèi)漏指標(biāo)的確定

如前所述，由于國(guó)內(nèi)外沒有專門的液氫閥門標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)ISO 28921-1和GB/T 24925-2019被液氫閥門廣泛采用。以冷態(tài)壓力為1.0×106Pa，公稱通徑為DN10的閥門為例,內(nèi)漏測(cè)試時(shí)假定閥門流量計(jì)后端壓力均為常壓，即1.0×105Pa，則參照這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)漏指標(biāo)均分別以不超過(guò)5.0×10-2Pa·m3·s-1和0.1 Pa·m3·s-1為合格，閥門口徑越大，泄漏量指標(biāo)越大。歐洲汽車指令No.406/2010-EU《歐洲議會(huì)和理事會(huì)關(guān)于氫能源車型式認(rèn)證的第79/2009號(hào)法規(guī)（EC）》的泄漏標(biāo)準(zhǔn)為低于2.78×10-9m3·s-11，同樣假定閥門流量計(jì)出口壓力為常壓，相應(yīng)的泄漏值為2.78×10-4Pa·m3·s-1。SAE J2579-2018《燃料電池和其他車輛中燃料系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》的泄漏指標(biāo)為自動(dòng)閥不超過(guò)2.78×10-4～8.33×10-4Pa·m3·s-1，手動(dòng)閥不超過(guò)2.78×10-4Pa·m3·s-1。這兩個(gè)關(guān)于車載液氫閥的內(nèi)漏標(biāo)準(zhǔn)明顯低很多，考慮到液氫的危險(xiǎn)性，建議氫能源車型式試驗(yàn)內(nèi)漏指標(biāo)采用各大標(biāo)準(zhǔn)的較低限，即2.78×10-4Pa·m3·s-1。

3 閥門泄漏檢測(cè)方案的確定

受某廠家委托對(duì)其氫能源車液氫閥門進(jìn)行低溫動(dòng)作、溫度循環(huán)及泄漏性能研究。低溫動(dòng)作試驗(yàn)即模擬真實(shí)情況，在液氫溫區(qū)下對(duì)閥門進(jìn)行啟閉操作，考察是否有卡阻現(xiàn)象。溫度循環(huán)參考《GTR13：Global technical regulation on hydrogen for fuel cellve?hicles》的要求。該法規(guī)提出溫度循環(huán)試驗(yàn)方法為：在最高允許工作壓力下對(duì)非金屬零件進(jìn)行48次共96 h的溫度循環(huán)測(cè)試，試驗(yàn)溫度從最低操作溫度到最高操作溫度，單次溫度循環(huán)時(shí)間為120 min，溫度循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束后再根據(jù)泄漏試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。由于液氫閥門內(nèi)有墊片填料等非金屬件，必須進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)，而對(duì)于閥門本身也會(huì)經(jīng)歷從最低開合溫度到最高開合溫度下的操作，有必要進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)。為此課題組參照試驗(yàn)要求對(duì)閥門進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)，流程如圖3所示，其中帶銀色保溫材料的手動(dòng)閥門為被測(cè)閥門，試驗(yàn)過(guò)程中打開被測(cè)閥門、排放閥和放空閥，通過(guò)氫氣瓶增壓將液氫擠壓至被測(cè)閥門，當(dāng)閥門后端溫度顯示為液氫溫區(qū)時(shí)關(guān)閉排放閥和放空閥，停止向被測(cè)閥門加注液氫，打開1#和2#吹除閥，并從1#吹除閥處連接氮?dú)鈿庠磳㈤y門從液氫溫區(qū)逐步升溫至188 K。重復(fù)同樣操作48次共96 h完成閥門溫度循環(huán)試驗(yàn)。

圖3 液氫閥門溫度循環(huán)試驗(yàn)流程圖Fig.3 Flow chartof temperature cycle test for cryogenic valve

試驗(yàn)過(guò)程中將液氫排放閥、被測(cè)閥門和放空閥打開，被測(cè)閥門逐漸降溫，但發(fā)現(xiàn)閥門在常溫時(shí)操作靈活，71 K時(shí)出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象，到了液氫溫區(qū)之后卡阻現(xiàn)象嚴(yán)重，在常溫下用便攜式氫濃度探頭檢測(cè)閥門外漏為零，實(shí)際情況如圖4所示。其中在54 K溫度時(shí)將閥門開合兩次，操作困難，同時(shí)發(fā)現(xiàn)閥門密封性能急劇惡化，外漏數(shù)值從6.4×10-5（體積分?jǐn)?shù)）增至2.7×10-4，再增至4.94×10-4，接下來(lái)的降溫過(guò)程中增至1×10-3（已達(dá)最大量程），實(shí)際泄漏數(shù)值肯定超過(guò)1×10-3。將閥門復(fù)溫后外漏又幾乎為零。

圖4 閥門溫度與泄漏量關(guān)系圖Fig.4 Correlation between valve temperature and leakage

由于此次試驗(yàn)閥門卡阻嚴(yán)重，外漏量較大，無(wú)法應(yīng)用于車載液氫瓶上，故無(wú)須進(jìn)行試驗(yàn)。由此可見隨著溫度降低，閥門性能下降明顯。同時(shí)如前所述，隨著閥門溫度升高，泄漏逐漸降低直至數(shù)值再度變?yōu)榱?，可見溫度?duì)被測(cè)閥門密封性能影響很大。因此閥門泄漏試驗(yàn)如果按照現(xiàn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在液氫或液氮溫度下預(yù)冷足夠時(shí)間再用氫氣檢測(cè)（或其他氣體），此時(shí)氣體已經(jīng)使閥門溫度升高，有可能檢測(cè)不到泄漏，但不代表閥門在液氫溫度下無(wú)泄漏，因此建議采用真實(shí)工況檢漏，試驗(yàn)流程如圖5所示。系統(tǒng)吹掃置換完畢后，將試驗(yàn)用液氫容器內(nèi)加入液氫，用氫氣氣源增壓至閥門工作壓力后打開排放閥，增壓氣瓶可以使用氫氣或氦氣。在被測(cè)閥門打開的情況下測(cè)量閥門外漏數(shù)字流量計(jì)和水計(jì)泡器的泄漏量，閥門兩端設(shè)置溫度計(jì)，確保閥門到達(dá)液氫溫區(qū)。同時(shí)，考慮到外漏試驗(yàn)液氫消耗量較大，增設(shè)了液氫回收儲(chǔ)罐和氫氣回收裝置，試驗(yàn)中的液氫留存在液氫回收儲(chǔ)罐中，低溫氫氣經(jīng)過(guò)加熱器后壓縮至氫氣儲(chǔ)罐中回收，而回收的液氫也可以再轉(zhuǎn)注至液氫試驗(yàn)容器內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，節(jié)約了成本。

圖5 氫能源車液氫閥門外漏試驗(yàn)優(yōu)化流程圖Fig.5 Optim ized flow chartof liquid hydrogen valve external leakage test forhydrogen powered vehicles

閥門內(nèi)漏試驗(yàn)過(guò)程如圖6所示，當(dāng)閥門溫度達(dá)到液氫溫區(qū)后，關(guān)閉被測(cè)閥門，在放空閥后連接流量計(jì)和水計(jì)泡器進(jìn)行計(jì)量。

圖6 氫能源車液氫閥門內(nèi)漏試驗(yàn)流程圖Fig.6 Internal leakage testof liquid hydrogen valves for hydrogen powered vehicles

測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，一旦關(guān)閉被測(cè)閥門，被測(cè)閥門及前后管路很快升溫，被測(cè)閥門前后管路溫度在3 min內(nèi)便從液氫溫區(qū)分別升高到86.4～103.6 K，而此時(shí)檢測(cè)到的氫氣泄漏量主要是被測(cè)閥門和放空閥之間的液氫氣化膨脹的氫氣量，并不是真實(shí)的泄漏數(shù)值，30 min后被測(cè)閥門溫度已達(dá)到200 K，內(nèi)漏量幾乎為零。被測(cè)閥門管路溫度急劇上升，一方面是由于管路閥門絕熱性能較差；另一方面由于與環(huán)境溫度相差很大，一旦停止液氫流動(dòng)，很容易引起溫度上升，無(wú)法保證在液氫溫區(qū)下測(cè)量氫氣的泄漏量。但考慮到液氫易燃易爆，用在氫能源車上必須嚴(yán)格檢測(cè)，考察液氫溫區(qū)下的泄漏量，為此建議參考圖7流程，將閥門浸泡在液氫里，用氦氣進(jìn)行檢漏。為確保液氫閥門內(nèi)部達(dá)到液氫溫度，建議在閥外壁和閥流向下游管路內(nèi)安裝溫度傳感器，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

圖7 氫能源車液氫閥門內(nèi)漏試驗(yàn)優(yōu)化流程圖Fig.7 Optim ized flow chartof liquid hydrogen valve internal leakage test forhydrogen powered vehicles

4 結(jié)論

在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)被試車載液氫閥門在常溫下動(dòng)作性能和密封性能良好，在液氫溫區(qū)動(dòng)作性能很差，且外漏增大，在復(fù)溫過(guò)程中各性能又恢復(fù)良好，為此建議采用液氫介質(zhì)模擬真實(shí)工況進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)調(diào)研比較各個(gè)組織機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，將氫能源車液氫閥型式試驗(yàn)密封性能規(guī)定在大氣壓～最大允許工作壓力下，內(nèi)外漏不超過(guò)2.78×10-4Pa·m3·s-1為合格指標(biāo)。同時(shí)考慮到被測(cè)閥門數(shù)量和類型較少，在今后的試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)開展大量試驗(yàn)和研究，進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。