深冷真空絕熱容器包括固定式深冷容器和移動(dòng)式深冷容器二大類，結(jié)構(gòu)型式多種多樣，深冷容器的規(guī)范設(shè)計(jì)和制造，以及安全運(yùn)行，需要多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、低溫絕熱技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。深冷真空絕熱容器的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)發(fā)展可為我國低溫儲運(yùn)行業(yè)快速規(guī)范發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

　　引言

　　伴隨著低溫技術(shù)發(fā)展的100 多年歷程，以及低溫技術(shù)的不斷進(jìn)步，氣體工業(yè)取得了快速發(fā)展。液氧、液氮、液氬、液氦、液氫、液化天然氣等低溫液體的應(yīng)用已從機(jī)械、石油、化工等行業(yè)，擴(kuò)展到了能源、環(huán)保、造船、交通、生物、航天等領(lǐng)域，需求量也在逐年快速遞增。同時(shí)，隨著世界各國對能源需求的不斷增長和環(huán)境保護(hù)意識的日益增強(qiáng)，液氫、液化天然氣等清潔能源的推廣與應(yīng)用已成當(dāng)今社會能源領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。隨著低溫液體的廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)了深冷真空絕熱容器( 以下簡稱“深冷容器”) 的快速發(fā)展，目前深冷容器已經(jīng)發(fā)展成為壓力容器行業(yè)增速最快、發(fā)展最有前景的產(chǎn)業(yè)。

　　為了確保我國深冷容器行業(yè)快速、健康的發(fā)展，在國際貿(mào)易全球化趨勢下，我國需要加強(qiáng)對ISO、歐盟和美國深冷容器標(biāo)準(zhǔn)體系及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的分析研究，掌握世界深冷容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)發(fā)展方向； 并且，通過相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)研究工作，建立和完善我國深冷容器標(biāo)準(zhǔn)體系。

1、深冷容器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　從深冷容器行業(yè)現(xiàn)狀來看，歐盟、俄羅斯、美國和日本等發(fā)達(dá)國家代表了國際深冷容器的發(fā)展前沿，在歐洲有15 個(gè)主要的深冷容器制造商，俄羅斯有7 個(gè)主要的深冷容器制造商，美國有3 個(gè)主要的深冷容器制造商，澳大利亞也有3 個(gè)主要的深冷容器制造商。美國查特、俄羅斯ISC 深冷機(jī)械和日本AW 等均代表規(guī)模較大的深冷容器制造企業(yè)。同樣，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及法液空、梅塞爾、林德、BOC、普萊克斯、AGA、日酸、APCI 等世界上八大著名的跨國氣體公司進(jìn)駐中國市場，中國已成為了深冷容器的制造和使用大國，具有深冷容器制造能力的大小制造商近百家，除了中集安瑞科集團(tuán)下屬四家企業(yè)( 中集圣達(dá)因、石家莊安瑞科、南通中集和荊門宏圖) 、富瑞特裝、杭氧、南京晨光、川空等國內(nèi)大型制造企業(yè)之外，美國查特和泰勒華頓分別在中國有制造工廠。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在世界范圍內(nèi)固定式真空絕熱容器在役數(shù)量已超過了27 萬臺，移動(dòng)式真空絕熱容器在役數(shù)量已超過了3 萬臺。近年來，中國深冷真空絕熱容器的市場需求以每年15% 左右的速度增長，2011 年銷售額已達(dá)到50 億元以上，約占世界同類產(chǎn)品銷售額的1 /3。

　　從深冷容器的制造能力來看，世界上固定式真空絕熱容器的最大容積已達(dá)到了1000 m³，在美國、俄羅斯，已使用真空絕熱技術(shù)制造深冷球罐，特別在火箭發(fā)射場用于盛裝液氧、液氫等深冷液體，其容積最大可做到2500 m3。然而，我國固定式真空絕熱容器目前在工廠完成制造的最大容積為500 m3，以容積在250 m3及以下的立式容器為主，我國只有少量真空粉末絕熱的球罐案例。并且，其固定式真空絕熱容器的工作壓力一般在0.8 ～ 1.6 MPa，為了滿足氣瓶充裝或高壓供氣的需求，也會把工作壓力要求提高到3. 5 MPa左右。固定式真空絕熱容器的絕熱方式以真空粉末絕熱為主，有關(guān)真空纖維絕熱和高真空多層絕熱的應(yīng)用將逐漸增多。

　　移動(dòng)式深冷容器按運(yùn)輸方式，將其分為：鐵路罐車、汽車罐車、罐式集裝箱、船用深冷容器、航天深冷容器等。在美國、日本、俄羅斯等發(fā)達(dá)國家，鐵路罐車是長途運(yùn)輸?shù)蜏匾后w和LNG 的重要工具。如俄羅斯JSC“Cryogenmash”生產(chǎn)的鐵路罐車，其容積可達(dá)108 m³。

　　但是，目前我國民用低溫液體尤其是液化天然氣還不允許在鐵路進(jìn)行運(yùn)輸，因此，汽車罐車成為了我國低溫液體以及LNG 運(yùn)輸主流。目前我國真空絕熱汽車罐車的最大容積僅能做到55 m3左右。

　　罐式集裝箱一般以20 英尺的工業(yè)氣體罐箱和40 英尺的LNG 罐箱為主，也有30 英尺和43英尺等規(guī)格。隨著LNG 清潔能源的推廣應(yīng)用，船用LNG 燃料罐、加注船用罐、LNG 運(yùn)輸船等需求量越來越大，目前國內(nèi)已有產(chǎn)品可做到250 m3 以上。

　　移動(dòng)式深冷容器的工作壓力一般不超過1.6MPa，其絕熱方式以真空纖維絕熱，或纖維與多層復(fù)合絕熱的方式為主。為了確保移動(dòng)深冷容器運(yùn)輸周期和無損儲存時(shí)間，其罐體靜態(tài)蒸發(fā)率一般控制0.2% /d 以下，維持時(shí)間要求在8 周以上，并且，移動(dòng)容器輕型化設(shè)計(jì)理念越來越被廣泛接受。

3、我國未來深冷容器標(biāo)準(zhǔn)化工作重點(diǎn)

　　(1) 國際化將是我國深冷容器標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向

　　在未來我國深冷容器標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作中，將以提高標(biāo)準(zhǔn)的效率和經(jīng)濟(jì)性作為提高競爭能力為手段，充分借鑒國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，確保在材料使用、設(shè)計(jì)、制造、安全防護(hù)、新技術(shù)采用等方面接近國際先進(jìn)水平，確保我國深冷容器產(chǎn)品的質(zhì)量、成本等諸多方面具有國際競爭力，確保我國由深冷容器制造大國向制造強(qiáng)國發(fā)展。

　　(2) 進(jìn)一步梳理我國深冷容器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　根據(jù)我國深冷容器標(biāo)準(zhǔn)化體系框架，以及新確立的深冷容器標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要求和原則，對我國現(xiàn)有深冷容器標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理，將有問題、矛盾或重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廢除、修改或整合，消除標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)之間存在的不和諧因素。

　　(3) 進(jìn)一步促進(jìn)相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)之間的和諧

　　在我國深冷容器標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)上，還需明確和理順法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的相互關(guān)系。并且借鑒歐盟的做法，在法律法規(guī)方面給出保證深冷容器的基本安全要求，在標(biāo)準(zhǔn)方面給出深冷容器產(chǎn)品的具體的技術(shù)指標(biāo)和要求。標(biāo)準(zhǔn)要求以法律法規(guī)的基本要求為前提，產(chǎn)品滿足了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，則能滿足法律法規(guī)的基本要求。

　　(4) 加快深冷容器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作

　　根據(jù)我國實(shí)際情況，需加快深冷容器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，特別是深冷容器標(biāo)準(zhǔn)在安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、深冷容器用材料(包括絕熱材料) 標(biāo)準(zhǔn)、低溫系統(tǒng)用安全附件和設(shè)備附件以及非真空絕熱容器標(biāo)準(zhǔn)等的修訂。在未來深冷容器領(lǐng)域?qū)⒂?7 項(xiàng)重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)需要制修訂，其制修訂計(jì)劃如表14 所示。

表14 深冷容器重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃

　　(5) 按規(guī)定做好標(biāo)準(zhǔn)的有效性審查工作

　　從我國現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以看到，由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)歸口管理單位，標(biāo)準(zhǔn)的有效性審查和修訂工作比較滯后。因此，需要在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理技術(shù)委員會領(lǐng)導(dǎo)下，統(tǒng)一歸口單位，建立良好的運(yùn)作模式，將標(biāo)準(zhǔn)的有效性審查工作應(yīng)當(dāng)做到常態(tài)化，保證標(biāo)準(zhǔn)的有效性、時(shí)代性和先進(jìn)性。

　　(6) 加強(qiáng)深冷容器標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的基礎(chǔ)研究

　　通過推進(jìn)深冷容器領(lǐng)域的基礎(chǔ)科研工作，提高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平，提升我國深冷容器產(chǎn)品的國際競爭能力。如深冷容器- 氣體和材料的相容性試驗(yàn)方法研究、典型深冷容器用材低溫韌性測試研究、奧氏體不銹鋼低溫性能的提高、奧氏體不銹鋼應(yīng)變強(qiáng)化制深冷容器技術(shù)研究、深冷容器安全閥及爆破片失效原因分析等。在充分掌握相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐步推進(jìn)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，盡快將相關(guān)技術(shù)列入相關(guān)固定及移動(dòng)式深冷容器標(biāo)準(zhǔn)中，從而提高我國產(chǎn)品的競爭力。因此，我國未來重點(diǎn)基礎(chǔ)研究課題計(jì)劃見表15。

表15 重點(diǎn)基礎(chǔ)研究課題計(jì)劃

　　(7) 積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)事務(wù)，增加對深冷容器國際標(biāo)準(zhǔn)制修訂的影響力

　　通過參與ISO/TC 220 國際標(biāo)準(zhǔn)化事務(wù)，充分實(shí)現(xiàn)我國相關(guān)權(quán)力和利益，將有利于我國深冷容器行業(yè)發(fā)展的安全技術(shù)要求融入到國際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂過程中，逐步加強(qiáng)我國深冷容器行業(yè)對國際標(biāo)準(zhǔn)的影響力，提高中國在ISO/TC 220 的地位和話語權(quán)。因此，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作:

　　1) 積極參與由ISO/TC 220 組織制修訂的深冷容器標(biāo)準(zhǔn)的評議和表決；

　　2) 組織國內(nèi)專家參加ISO/TC 220 的年會和專題研討會；

　　3) 積極推進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)納入我國不銹鋼牌號；

　　4) 跟蹤ISO/TC 220 的動(dòng)態(tài)，及時(shí)公布相關(guān)信息。