【国家标准(GB)】 低温绝热压力容器

GB18442--2001
本标准的全部技术内容为强制性前
本标准和GB150《钢制压力容器》同属压力容器系列标准，并对低温绝热型压力容器做了进-步规定。
本标准附录A是提示的附录。
本标准由国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局提出并归口。本标准由国家低温容器质量监督检验中心、国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局负责起草。
本标准主要起草人：施宝毅、陈光奇、黄宏、刘志东、吴燕、高继轩。本标准委托国家低温容器质量监督检验中心负责解释。684
1范围
中华人民共和国国家标准
低温绝热压力容器
Cryo-insulation pressure vesselsGB18442---2001
本标准规定了固定式高真空多层低温绝热和真空粉末低温绝热压力容器的型号编制方法与性能参数、技术要求、试验方法、检验规则及质量证明书、标志等。本标准适用于内容器设计压力为低压、中压，容器夹层为真空状态的真空绝热低温压力容器。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB150---1998钢制压力容器
GI33198--1996工业用纯铝箔
GB/T9019—2001压力容器公称直径GB/T18443.12001低温绝热压力容器试验方法容积测量GB/T18443.2--2001低温绝热压力容器试验方法真空度测量低温绝热压力容器试验方法漏率测量GB/T 18443.3—-2001
GB/T 18443.4--2001 1
低温绝热压力容器试验方法漏放气速率测量GB/T18443.5-2001低温绝热压力容器试验方法静态蒸发率测量3总则
3.1低温绝热压力容器的设计、制造、检验、验收除必须符合本标准外，还应遵守国家颁布的有关法令和法规。
3.2资格
3.2.1设计资格
3.2.1.1低温绝热压力容器设计单位必须具备健全的质量管理体系，持有国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁发的相应压力容器设计单位批推证书。3.2.1.2设计单位应在低温绝热压力容器设计单位批准证书规定的相应资格有效期内从事产品的设计。3.2.1.3低温绝热压力容器的设计必须接受各级质量技术监督局锅炉压力容器安全监察机构的监察。3.2.2制造资格
3.2.2.1低温绝热压力容器制造单位必须持有国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁发的相应压力容器制造许可证，并具备相应的专业技术人员、资源以及健全的质量管理体系。3.2.2.2制造单位的真空检漏人员应通过相应的培训考核，合格后上岗。3.2.2.3制造单位必须在许可证规定的品种范围和有效期内从事产品的制造。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-09-03批准2002-04-01实施
GB 18442—2001
3.2.2.4低温绝热压力容器的制造、验收和使用等方面的质量安全必须接受国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察的监察。3.2.2.5低温绝热压力容器产品接受国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局指定的国家质检机构检验及型式试验。
3.3职责
3.3.1设计单位职责
3.3.1.1设计单位应对设计文件的正确性及完整性负责。3.3.1.2设计单位向制造单位提供的设计图样、设计计算书等文件应符合《压力容器安全技术监察规程》(以下简称《容规》)的规定。3.3.1.3设计单位提供的设计总图上应盖有符合《容规》规定的设计单位资格印章。3.3.2制造单位职责
3.3.2.1制造单位必须按照设计图样要求进行制造，如需要对原设计进行修改，需取得原设计单位确认。3.3.2.2制造单位的产品质量检验部门除按图样要求检验和试验外，还应按本标准要求进行检验和试验，并对检验和试验报告的正确性和完整性负责。3.3.2.3制造单位在对其制造的每台产品备查的技术文件中，除按GB150规定的文件外，还应包括下列文件，并至少保存7年。
a）内容器检漏及总体检漏报告；b）真空夹层漏放气速率测定报告；c）抽真空及封结真空度记录。
4定义
4.1高真究多层绝热high vacuum multi-layer insulation在低温绝热压力容器的夹层空间内设置多层防辐射材料，并抽至高真空（压力低于1.0×10-\Pa）构成的绝热方式。
4.2真空粉末绝热vacuumpowder insulation在低温绝热压力容器的夹层空间内充填多孔性微粒绝热材料，并抽至规定真空构成的绝热方式。4.3 工作压力operation pressure内容器最高工作压力应小于所装低温介质的临界点压力，最低工作压力应大于所装低温介质的三相点压力。
4.4 设计压力 pressure of design内容器顶部的最高压力，与设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。4.5计算压力pressure of calculation本标准所指的计算压力为下列含义：a）内容器最高压力，应为设计压力、液体静压力与大气压之和（液体静压力按GB150规定）；b）外容器受到的外部压力，应等于0.1MPa。4.6设计温度temperature of design本标准所指的设计温度为下列含义：a）设定内容器、内部元件及接触低温介质的组件耐受的温度，该温度应为所装低温介质的沸点；b）设定外容器及外部元件在使用环境条件下的最低温度；c）内外容器连接的元件，如支撑、进排液管等应耐受两端的极限温度。686
4.7几何容积geometric volume
GB18442--2001
按设计的几何尺寸确定的内容器的容积，单位为m2。4.8有效容积effective volume
在工作状态下最大盛液容积，单位为m。4.9静态蒸发率static evaporation低温绝热压力容器在装载大于有效容积1/2低温液体时，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量和容器有效容积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下（20C，101325Pa）蒸发率值，单位为%/d。
4.10封结真空度sealed-off vacuum degree低温绝热压力容器抽真空结束封结后，在常温状态下夹层压力相对稳定时的夹层真空度，单位为Pa。4.11真空夹层漏率vacuum interspaceleakrate单位时间内漏人真空夹层的气体量，单位为Pa·m/s。4.12真空夹层放气速率vacuum interspace outguessing rate真空夹层内绝热材料、器壁表面等在单位时间内放出的气体量，单位为Pa·m\/s。4.13真空夹层漏放气速率vacuum interspace outguessing and leak rate低温绝热压力容器真空夹层漏气速率和放气速率之和，单位为Pa·m\/s。5型号编制方法与性能参数
5.1产品型号编制方法如下：
用数字表示最高工作压力，单位：MPa-用数字表示有效容积，单位：m2-种类：L一立式；W一卧式;Q一球形绝热方式：D一高真空多层绝热；F一真空粉末绝热C一表示低温绝热压力容器（贮槽）例如：CF1.-20/0.8：表示立式20m真空粉末低温绝热压力容器，最高工作压力0.8MPa。CDW-50/1.6：表示卧式50m高真空多层低温绝热压力容器，最高工作压力1.6MPa。5.2产品规格及主要性能参数
5.2.1立式和卧式高真空多层低温绝热压力容器的静态蒸发率应符合表1规定。5.2.2立式和卧式真空粉末低温绝热压力容器的静态蒸发率应符合表2规定。5.2.3相同绝热方式的球形低温绝热压力容器的静态蒸发率指标为表1和表2中的0.6倍。5.2.4表1和表2中的静态蒸发率指产品在出厂时的指标。5.2.5液体二氧化碳低温绝热压力容器可采用静态升压法检验绝热性能。在环境温度（20士5）℃下，有效容积小于50m2的，每24h的压力升高值应低于35kPa；有效容积为50~~100m2的，每24h的压力升高值应低于20kPa。
5.2.6易燃或有毒低温液体可采用液氮作为替代介质检验静态蒸发率指标，其值应符合表1和表2中规定的指标。
有效容积V
有效容积
立式和卧式高真空多层低温绝热压力容器的静态蒸发率指标表1
蒸发率（上限值)/%·d-1
立式和卧式真空粉末低温绝热压力容器的静态蒸发率指标蒸发率（上限值)/%·d-1
有效容积V
技术要求
—一般要求
GB 18442—2001
表2（完）
蒸发率（上限值)/%·d-
6.1.1产品图样及技术文件应按规定的程序设计、审核、审批及使用。液氢
6.1.2产品的设计、制造除符合本标准外，还应符合国家质量技术监督局颁布的《容规》及GB150的规定。
6.1.3产品的排液能力应符合设计图样或满足合同的要求。6.1.4产品上用于操作或监测的管路接头、阀门、仪表等装置应布局合理，相对集中，便于操作、检查和维护，必要时可设置保护罩或操作间。6.1.5接触液氧或气氧的产品内表面、管路、接头、阀门、仪表等元件必须严格禁油6.2环境要求
6.2.1产品应根据环境条件和使用要求设计，并保证产品能够正常工作。6.2.2用于充装惰性低温液体的产品，应对使用环境提出通风、空气流动等要求。6.2.3用于充装易燃低温液体的产品，应提出防火、防爆等要求。6.2.4用于充装有毒性低温液体的产品，应对环境和使用人员采取预防措施。6.3设计要求
6.3.1结构计算
根据盛装低温液体的种类，选用制造材料和绝热结构，并进行强度和传热计算，计算结果应能满足GB150和本标准的要求。
6.3.2结构设计
6.3.2.1产品简体的直径一般应符合GB/T9019的规定，有效容积不得超过几何容积的95%。6.3.2.2结构设计中应尽量减少应力集中。6.3.2.3产品内外壁的连接应尽可能简单、牢固。6.3.3壁厚附加量
壁厚附加量按GB150---1998中3.5.5规定的公式计算，对于不锈钢内壁、且装载的低温介质无腐689
GB 18442-2001
蚀性时，腐蚀裕量C，等于零；其他材料的腐蚀裕量不小于1mm；对于有腐蚀性的低温液体如液氟等，应根据容器的设计寿命和对材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量。6.3.4焊接结构
6.3.4.1根据构件承受的低温介质温度和载荷条件，焊接结构的设计应避免产生过大的应力集中和明显的变形，附录A（提示的附录）提供了可供选择的焊接结构。常温下无真空要求的焊接结构参见GB150—1998附录J
6.3.4.2处于真空部位的焊接结构应尽可能避免\真空盲区”。注：“真空盲区”指在真空腔内存在一端处于封闭的不利于抽真空和检漏死空间。6.3.5漏率要求
根据本标准漏率指标，应提出主要组件漏率要求。6.3.6设计压力
内容器的设计压力应符合GB150—1998附录B的规定。6.3.7设计温度
6.3.7.1设计内容器、内部元件及接触低温介质的组件耐受的温度时，应考虑容器抽真空烘烤时受到的最高温度到所装低温介质的沸点。6.3.7.2外容器的设计温度应符合《容规》第35条规定。6.3.8由内容器引出的通过夹层的管路，设计时应符合下列要求：a）低温韧性好，导热系数小；
b）应充分考虑由于内外容器在制造和使用过程中的温度变化而引起的温差应力，必要时要有温度补偿结构；
c）夹层中的管路连接必须采用焊接接头连接。6.3.9易燃低温液体的气体排放出口应装设阻火器。6.4真空性能要求
6.4.1．真空夹层漏率应符合表3规定。6.4.2真空夹层漏放气速率应符合表4规定。6.4.3封结后真空夹层压力应符合表5规定。6.4.4在使用期间，高真空多层低温绝热压力容器加注低温液体后，真空夹层的压力应不高于1.5 ×10\2Pa。
6.4.5在使用期间，真空粉末低温绝热压力容器加注低温液体后，真空夹层的压力应不高于5 X10° 'Pa。
6.4.6低温绝热压力容器在质保期内，加注低温液体后，罐体不应出现“冒汗”现象。6.5材料要求
6.5.1内容器应选用与所存低温液体相容的材料，并具有良好低温韧性的材料。6.5.2高真空多层绝热体采用的铝箔或双面镀铝涤纶薄膜应符合GB3198的规定。表3真空夹层漏率
有效容积V/m2
1V≤10
10V≤100
100V≤1 000
V>1 000
高真空多层绝热
2×107
6×10-7
≤2×10-6
≤6×106
漏率/Pa·m2·s-1
真空粉末绝热
≤6×10-?
2×10-6
6×10:6
2×105
有效容积V/m2
V≤10
10100V≤1000
V>1000
有效容积V/m
50AVN100
100V≤500此内容来自标准下载网
GB 18442—2001
表4真空夹层漏放气速率
漏放气速率/Pa·m2·s
高真空多层绝热
2×10-6
6×106
2×10
6X10-5
表5封结后真空度
真空度/Pa
高真空多层绝热
≤3×10-1
真空粉末绝热
≤2×10-5
≤6×10°5
≤2×104
6×10-4
真空粉末绝热
6.5.3高真空多层绝热体中的绝热材料应采用导热系数小、放气速率低的脱脂玻璃纤维布、植物纤维纸或尼龙网等材料。玻璃纤维布的含脂量应不大于0.1%（重量比)，否则应进行脱脂处理。6.5.4真空粉末绝热采用的膨胀珍珠岩（珠光砂)绝热材料应符合下列要求：a）粒度:0.1~1.2mm；
b）堆积密度：30~60kg/m；
c）于燥后的含水率：低于0.3%（重量比）；d）导热系数（在常压下，温度77～310K时的平均值）：≤0.03W/（m·k）。6.5.5采用真空粉末绝热时，可向粉末中添加阻光剂，阻光剂应有良好的化学稳定性。贮存液氧容器禁止使用易燃的阻光剂，如铝粉等。6.5.6真空夹层中放置的低温吸附剂应采用在低温、真空状态下吸附性能好的分子筛（5A、13X等）或活性碳，液氧容器禁止使用活性碳作为低温吸附剂。6.6制造要求
6.6.1焊接要求
6.6.1.1焊接前应进行焊接工艺评定。6.6.1.2内容器的焊缝质量应符合《容规》有关规定。6.6.1.3外壳焊缝漏率应符合图样规定的技术要求，6.6.1.4焊接结构应按设计图样规定。吸附剂放置和多层绝热缠绕
低温吸附剂放置前应经过活化处理，放置量应满足使用期间夹层真空度的要求。6.6.2.1
6. 6. 2. 2
缠绕多层绝热体时，应避免防辐射膜之间直接接触。多层绝热的层密度应符合设计图样的要求，绝热层不允许脱落。真空粉末绝热材料装填前，应有防沉降措施。6.6.2.4
6.6.3组装要求
6.6.3.1组装前内容器应按GB150的规定做压力试验。组装前应对内容器外表面进行除油、除锈、脱脂、清洗、干燥等处理，并采取保护措施，保证组6.6.3.2
GB18442--2001
装后真空层内部不得有油污、灰尘等杂质，6.6.3.3组装前应对外壳内表面进行除油、除锈、脱脂、清洗、干燥等处理，并采取保护措施，保证组装后真空夹层内部不得有油污、灰尘等杂质。6.6.4真空阀或真空接头
6.6.4.1真空阀门或真空接头漏率应符合规定的指标。6.6.4.2真空阀门或真空接头应采用保护装置，出厂检验验收后应铅封。6.7安全装置及附件
6.7.1夹层真空监测装置
6.7.1.1应在抽空阀或罐体上安装夹层真空监测装置。6.7.1.2易燃低温绝热压力容器采用的真空规管必须不产生明火，并装设保护罩。6.7.1.3真空规管应有检定证书并标明测量调节参数。6.7.2安全阀
6.7.2.1采用的安全阀最大泄放量及开启压力应符合GB150--1998附录B中B6条的有关规定。6.7.2.2安全阀应铅直安装在便于观察和检修的气体排放管路上，并至少应并联安装二只。6.7.2.3安全阀应有产品合格证或质量合格证明书，经校准合格铅封后，方可安装。6.7.3爆破片装置（液体CO2容器除外）6.7.3.1内容器的爆破片装置应符合GB150--1998附录B中B7条的有关规定，并至少并联安装二只。
爆破片装置与安全阀的组合装置应符合GB1501998附录B中B8的有关规定。6.7.3.2
6.7.3.3易燃低温绝热压力容器爆破片装置采用的材料爆破时应不产生火花和金属碎片。6.7.3.4爆破片装置应设有安全保护盖。6.7.3.5采用的爆破片必须选用有生产资格厂家生产的合格产品，并有相应的合格证明文件。6.7.4真空夹层安全泄放装置
6.7.4.1真空夹层泄放装置的设计压力应小于0.1MPa。6.7.4.2真空夹层安全泄放装置应设有安全保护盖。6.7.5蒸发气体排放装置
6.7.5.1易燃低温绝热压力容器应设置自动安全排放装置。6.7.5.2自动排放装置启动时应能保证排出的易燃蒸发气体浓度低于该气体爆炸的体积浓度的下限值。
6.7.5.3液氢容器的气体排放管应设在容器顶部，排放的氢气流速不得超过16m/s，以防静电爆炸。6.7.6液面计
6.7.6.1产品应设置稳定性好、安全可靠的液面计。6.7.6.2液面计液位指示应直观，当采用刻度转换式液面计时，应在明显位置标示充装量和刻度换算表。
6.7.6.3液面计的安装位置应便于操作人员观察和检修。6.7.7压力表
6.7.7.1内容器上应配置监测压力表。6.7.7.2压力表的精度等级应不低于1.5级，压力表的量程应为内容器最高工作压力的1.5~～2.0倍，表盘直径不小于100mm。
6.7.7.3压力表应有产品合格证和检定日期，经校准合格铅封后，方可安装。6.7.7.4压力表的安装位置应便于操作人员观察和检修。6.7.8低温阀
6.7.8.1采用的低温阀门其基本参数应和工作温度、低温液体种类、工作压力、管道通径相匹配。692
GB18442--2001
6.7.8.2、1作温度很低（则存液氢或液氮）时，应采用真空绝热结构的低温阀。6.7.8.3低温阀门应具有良好的密封性能，在低温状态下开启灵活。6.7.8.4采用的低温阀门应有产品合格证，符合图样或技术文件的规定。6.7.9易燃低温液体的过滤装置
6.7.9.1在易燃低温绝热压力容器的液相管路上，应设置液体过滤器，防止固体颗粒或其他固体杂质进人内部。
6.7.9.2液氢过滤器筛网当量孔径应小于40um。6.7.9.3其他易燃低温液体过滤器筛网应符合图样或技术文件的规定。6.7.10易燃低温绝热压力容器的防静电接地装置，接地电阻应小于102。6.7.11易燃低温绝热压力容器采用的电路系统应按防爆要求设计。6.8外观质量
6.8.1外表面标志符合本标准的要求。6.8.2外表面应无碰伤、裂纹、焊渣、毛刺、凸凹不平。6.8.3金属零部件应无明显腐蚀现象。7试验方法
7.1外观质量检查
外观质量用目测检查。
7.2容积测量
几何容积、有效容积、夹层容积测量按GB/T18443.1。7.3夹层真空度测量
封结真空度、常温下夹层真空度、低温下夹层真空度测量按GB/T18443.2。7.4漏率测量
漏率、组件漏率的型式试验按GB/T18443.3。7.5漏放气速率测量
真空夹层的漏放气速率测量按GB/T18443.4。7.6静态蒸发率测量
静态蒸发率的测量按GB/T18443.5。8检验规则
8.1低温绝热压力容器除按《容规》规定的检验项目外，还应按本标准的要求检验。8.2出厂检验
8.2.1检验项目和方法
8.2.1.1检查本标准规定的质量证明文件的完整性。8.2.1.2检验项目按表6规定。
8.2.2判定规则
8.2.2.1不合格项分类
a）静态蒸发率、漏率、封结真空度、漏放气速率为A类不合格项；b）外观质量为（类不合格项。
8.2.2.2不合格处理
a）产品有-项A类不合格时，应进行返工。b）当有C类不合格项时，应由制造方进行修补。8.3型式试验
检验项目
外观质量
封结真空度
漏放气速率
静态蒸发率
2—2001
GB18442
表6出厂检验项目和方法
技术要求(按本标准条目)
试验方法（按本标准条目）
注：静态蒸发率出厂检验：有效容积小于5m2的，每五台抽一台做试验，不足五台的按五台计。大于等于5m的，按合同要求进行。
8.3.1属下列情况之一的，必须进行型式试验：a）为取得产品制造资格的；
b）已取得产品制造资格，完成新产品试制，准备批量投产的；c）正式生产后，如结构、材料或工艺有较大改变，可能影响产品性能的；d）停产年以上再次生产的；
e）新产品定型鉴定的。
8.3.2型式试验在1～2台同型号正在制造的产品中进行。8.3.3检验项目和方法
8.3.3.1检查本标准规定的质量证明文件的完整性。8.3.3.2检验项目按表7规定。
8.3.4判定规则
表7中项目存在不合格项目时应限期修复后进行复检，若复检仍未达到要求，则判定未通过型式试验。
型式试验检验项目和方法
质量证明书、标志
检验项目
有效容积
封结真空度
低温下夹层真空度
漏放气速率
静态蒸发率
技术要求(按本标准条目）
6.4.4和6.4.5
试验方法（按本标准条日）
9.1产品出厂的质量证明文件应包括产品合格证、质量证明书和产品说明书。产品出厂时还应有产品竣工图。9.21
9.3质量证明书，除符合《容规》外，至少应包括下列内容：a）封结真空度；
b）真空夹层漏放气速率检验报告；c）静态蒸发率。
9.4产品说明书至少应包括下列内容：a）产品型号以及标准规定的技术性能指标；694
b）产品特性和使用说明；
GB 18442—2001
c）产品流程图以及必要的结构流程说明；d）安装说明；
e）使用差压液面计时，应有低温液体充装量和刻度的换算表；f）备件清单。
9.5铭牌
9.5.1产品铭牌标志应牢固地固定于明显位置。9.5.2铭牌按《容规》规定。
9.5.3为便于使用操作，在相应位置应设有工作流程标牌。9.5.4使用差压液面计时，应在相应位置设有低温液体充装量和刻度的换算表。9.6安全标志
9.6.1易燃低温绝热压力容器外部明显处应标明“严禁烟火”字样和所装介质名称，字高不小于200mm。
9.6.2有毒低温绝热压力容器外部明显处应标明“有毒液体”字样和所装介质名称，字高不小于200mm。
9.6.3文字选用的颜色应符合表8的规定。表8文字颜色
低温液体种类
易燃类
有毒类
文字颜色
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