液氢装车臂的技术研究

冯是公 秦栋成 冷启远

摘 要：氢能是当前非常热门的能源，其燃烧后只产生水，具有零碳排放的优点。江苏长隆石化装备有限公司设计了一台专门用于装卸液氢的鹤管，属于非常前沿的装备技术。现对其结构、工艺、绝热设计进行介绍，并通过计算校核其绝热性能和结构可靠性。

关键词：液氢;装车;鹤管;低温

0 引言

氢能源是未来能源技术革命和产业发展的一个重要方向，对我国碳达峰、碳中和目标的实现起到重要作用。氢能产业正在快速布局，与之相关的制造、储存和转运设备的研发也在大力推进。我公司研发的液氢装车臂是专门用于将液氢装载入槽车的设备。为了更方便经济地储存运输氢气，需要将其液化，然后通过装车臂将液化氢装载入公路运输槽车。但液化的氢气有着非常低的温度（-252.8 ℃），这对装车臂提出了很高的技术要求。目前装车臂的设计制造可以参考液化天然气设备，同样是超低温介质，选用的钢材需要在低温下保持一定的强度和韧性，选用的密封材料需要在低温下保持一定的回弹性能，而结构设计上同样需要考虑低温收缩产生的应力以及保冷绝热。

与液化天然气不同的是，液氢的温度更低，已经超过空气中主要成分（氮气和氧气）的液化温度，因此设备表面容易产生液态氧和液态氮，造成一定的安全风险。另外，氢容易对钢材产生应力腐蚀，极大地降低设备的可靠性。基于这些情况，我公司查阅了相关前沿技术文献，进行了相关的试验论证，为国内首台液氢装车臂设计制造做好了基础准备。……