T/CI 186-2023 掺氢站场工艺与安全适用性测试及评估规范

ICS75.020

CCSE20

团体标准

T/CI186—2023

掺氢站场工艺与安全适用性测试及评估规

范

Feasibilityevaluationandtestingcodeofhydrogen-dopednaturegasstationprocess

andsafety

2023-11-16发布2023-11-16实施

中国国际科技促进会发布

T/CI186—2023

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4总体要求...........................................................................2

5掺氢站场材料相容性.................................................................2

6掺氢站场关键设备适用性选型与设置...................................................3

7掺氢站场关键工艺与安全适用性.......................................................5

8掺氢站场泄漏监检测系统安全评估与测试原则...........................................9

附录A（资料性）掺氢站场涉及危险气体的理化性质及危险特性............................11

附录B（规范性）泄漏监测与报警系统配置..............................................13

I

T/CI186—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国石油大学（北京）提出。

本文件由中国国际科技促进会归口。

本文件起草单位：中国石油大学（北京）、中海石油（中国）有限公司北京研究中心、国家管网集

团北京管道有限公司、中科智宇（寿光）安全技术有限公司、北京市燃气集团有限责任公司、国家管网

集团研究总院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、河北省天然气有限责任公司、中国石

油天然气管道工程有限公司。

本文件主要起草人：董绍华、徐晴晴、陈林、左丽丽、孙恒、韩子从、郭振潇、吴浩志、冯祥

淞、李凤、郭诗雯、崔德春、于广欣、王东营、潘彪、左丛、李夏喜、郭保玲、邸鑫、彭世

垚、王毅辉、王峰、别沁、林浩、柳静达、延旭博、赵立前。

II

T/CI186—2023

掺氢站场工艺与安全适用性测试及评估规范

1范围

本文件规定了掺氢站场中涉及工艺与安全适用性测试及评估的技术要求，包括站场材料相容性评

估与测试原则、设备适用性选型与设置原则、关键工艺与安全适用性评估与测试原则、泄漏监检测系统

安全评估与测试原则。

本文件适用于新建、已建、改建、扩建、重建的天然气掺氢站场材料相容性、工艺适用性、设备适

应性、安全可靠性、泄漏监测系统等评估与测试工作。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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

GB3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB/T15970.11金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第11部分：金属和合金氢脆和氢致开裂试验指

南

GB/T18603天然气计量系统技术要求

GB/T18604用气体超声流量计测量天然气流量

GB/T18916.3取水定额第3部分：石油炼制

GB19521.9气体混合物危险货物危险特性检验安全规范

GB/T20368液化天然气（LNG）生产、储存和装运

GB/T21391用气体涡轮流量计测量天然气流量

GB/T21446用标准孔板流量计测量天然气流量

GB/T22135流程工业中电气、仪表和控制系统的试车各特定的阶段和里程碑

GB/T24185逐级加力法测定钢中氢脆临界值试验方法

GB/T26073有毒与可燃性气体检测系统安全评价导则

GB/T34542.2氢气储存输送系统第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法

GB/T34542.3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

GB/T34628焊缝无损检测金属材料应用通则

GB/T39463工业机器人电气设备及系统通用技术条件

GB50029压缩空气站设计规范

GB50251输气管道工程设计规范

AQ8001安全评价通则

HG/T4095化工用在线气相色谱仪

SY/T6658用旋进旋涡流量计测量天然气流量

SY/T6659用科里奥利质量流量计测量天然气流量

SY/T6660用旋转容积式气体流量计测量天然气流量

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

相容性compatibility

1

T/CI186—2023

材料在受到环境因素影响和物理化学作用下，材料性能保持稳定的能力，材料相容性过差会导致系

统存在隐患。

密封性airtightness

系统在一定压力与运行条件下，其中介质（气体）不会发生外漏的性质，当不发生漏气或漏气量可

忽略不及时认为密封性良好。

计量设备measuringinstrument

单独或和其他辅助设备联合进行计量的设备。例如，压力变送器、密度计、流量计、计算机、显示

器和记录仪等。

流量计算机flowcomputer

计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。

关键工艺keyprocesses

在掺氢站场系统中，对站场整体运行会产生重大影响，一旦出现功能损失或失效则会导致站场整体

工作无法进行，甚至威胁系统安全的工艺。

报警控制单元alarmcontrolunit

接收检测器的输出信号、显示和记录被检测气体的浓度、发出声光报警信号，并能向消防控制室图

形显示装置等设备发送被测对象浓度报警信号和报警控制单元故障信息的电子设备。

4总体要求

掺氢站场在新建、已建、改建、扩建、重建以及工艺修改、设备更换等过程中对与氢环境直接接

触的材料、设备以及涉及氢气、掺氢的相关工艺均应开展重新评估，确认其安全性后方可执行。

站场测试评估应采用科学试验、模拟仿真以及理论计算等方式开展，评测人员应具有一定的输氢

管道专业基础知识和能力。

掺氢站场内不同的工艺设施根据其实际情况，安全评估的标准不同，其他工艺设施的安全评估程

序及要求应符合AQ8001要求。

5掺氢站场材料相容性

掺氢站场运行过程中，在设计、改造、新设备采购等引入新的与氢/掺氢天然气直接接触的材料时，

应评估以下因素：

——与氢的相容性；

——与相邻材料的相容性；

——与使用环境的相容性；

——毒性；

——失效模式；

——可加工性；

——经济性。

掺氢站场运行过程中，在设计、改造、新设备采购等引入新的与氢/掺氢天然气直接接触的材料时，

宜分别对管材开展氢脆敏感性测试与断裂韧性测试。

针对材料相容性开展试验测试时应符合GB/T34542.2相关规定，针对材料氢敏感度测试时应符

合GB/T34542.3和GB/T15970.11的相关规定，或委托由具有资质的机构开展试验。

若采用非金属材料做密封件时，应避免采用高渗透性的材料，以免发生密封件失效或氢渗漏。

针对材料开展氢脆敏感性测试时，宜采用逐级加力法测定，采用逐级加力法测定氢脆敏感性时应

符合GB/T24185的相关规定。

2

T/CI186—2023

当材料的氢脆敏感性相关试验测得材料的氢脆临界应力值小于等于设计压力的80%时，应使用其

他氢脆敏感性低的材料进行替换。

为了降低材料的氢脆敏感性，应采取以下措施：

a)将材料硬度和强度控制在适当的水平；

b)降低残余应力；

c)避免或减少材料冷塑性变形；

d)避免承受交变载荷的部件发生疲劳破坏；

e)使用奥氏体不锈钢、铝合金、塑料等氢脆敏感性低的材料。

针对材料开展断裂韧性测试时，应开展断裂韧性试验进行检测，宜配合开展紧固圆盘压力试验、

拉伸试验、疲劳试验一同开展。

开展疲劳试验时，测试结果宜同时包含材料疲劳寿命评价与材料疲劳裂纹扩展试验评价结果。若

利用SN曲线结果代替疲劳裂纹扩展速率，应另行说明。

材料断裂韧性测试试样应选择CT试样，使用氢气应满足GB/T3634.2要求。

掺氢天然气管道焊缝无损检测应满足GB/T34628要求。

6掺氢站场关键设备适用性选型与设置

一般要求

6.1.1掺氢站场中，涉及天然气与氢气掺混工艺流程（以下简称掺氢工艺）中所有气体、设备及操作

应遵循GB/T39463规范中的技术要求。

6.1.2掺氢工艺中，压力、流量、设备及相关检测仪器应满足GB/T39463规程要求。

气体掺混设备

6.2.1混合气体应根据GB19521.9检验判定其危险特性。

6.2.2混合气体的配制必须在合理设计并且经有关部门正式批准的设备和设施上进行这些设备和设施

经有关单位证明是可行无隐患的。

6.2.3在配制混合气体中，必须对有毒有害气体进行处理，以确保安全。处理时应遵循的原则和要求

为：先将废气变成无毒、不燃的状态然后进行处理尽量减少或避免造成人身伤害和环境污染。

6.2.4工作人员应根据以下书面程序进行培训：

a)经有关部门（指特种设备安全监督管理部门）依照特种设备作业人员考试大纲进行培训合格，

并取得气体重装许可证和气瓶检查作业许可证；

b)有关混合气体制备方法及相关标准；

c)所使用气体的主要特性和处理时的安全要求；

d)熟练使用和操作所需的劳动保护用品及设备；

e)掌握安全操作规程、应急救援及其程序。

6.2.5混合气体需抽取样气进行组分分析或使用热电偶测量混合气体温度以确定混匀程度。

6.2.6掺混设备需要每月检查设备是否存在损坏并进行按照厂商说明进行必要的清洗和维护，对于新

购设备，需要清楚了解生产商的说明书和维修手册。维修和更换设备部件时，需要按照厂商说明购买相

应的原厂零部件。

6.2.7日常维护期间需要检查设备的附件及管路，有无漏气、漏油等情况并进行安全检查。确保混气

设备的附属设施是否异常，如排气管、循环泵等。

6.2.8如果出现设备故障或异常情况，应及时停机排查，确保不影响设备的安全运行。

阀门

6.3.1站场截断用阀门应选择全通径、双活塞效应密封球阀，阀门应提供具有阀座、阀杆二次密封系

统和放空、排污装置。

6.3.2设有流量计在线校准接口的站场，比对流量计上游球阀、被比对流量计下游球阀、回路比对阀

应采用零泄漏阀门，阀座密封等级不低于V级。

6.3.3站场放空阀、旁通节流阀宜采用旋集阀、硬密封耐磨球阀，单流向旁通节流阀可采用节流截止

3

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阀。

6.3.4站场排污阀门宜采用旋塞阀、阀套式排污阀。

6.3.5安全紧急截断阀采用平衡轴流结构、全通径翻板结构紧急截断阀。

6.3.6电动压力/流量控制调节阀采用平衡轴流结构、硬密封耐磨球型调节阀。

6.3.7流量控制调节阀采用硬密封耐磨球型调节阀，阀门口径与上游接管尺寸保持一致。全开位置时

阀门的流通能力不小于等口径缩径球阀：全关位置时阀门相当于截断球阀，阀座密封等级不低于V级：

中间位置时相当于调节阀。

6.3.8压缩机进、出口截断阀按双阀设计，采用全通径