氢气管道组件：ASME B31.12 询价单必须定义的内容

引言

氢气在全球能源转型战略中日益重要，美国能源部指出，管道是氢气输送的关键途径。目前美国约有 1600 英里的氢气管道在运行，主要由商业氢气生产商拥有，并集中在炼油厂和化工厂等大型用户附近。随着氢气项目的扩展，EPC 工程师和采购经理必须了解 ASME B31.12（专门针对氢气管道和管线的规范）对管道组件的具体要求。

本指南重点介绍在采购用于氢气服务的无缝钢管和对焊承插焊锻制管件时，询价单必须定义的内容。它不是规范的替代品，而是一份实用清单，帮助您避免常见陷阱。

了解 ASME B31.12

ASME B31.12 题为“氢气管道和管线”，适用于处理气态氢、气态氢混合物和液态氢服务的管道和管线。该规范适用于连接管道与相关压力容器和设备的接头（包括该接头），但不适用于容器和设备本身。它还涵盖了支撑元件的位置和类型，但不包括支撑元件所附着的结构。

该规范分为几个部分：

• Part GR – 通用要求：定义、材料、焊接、钎焊、热处理、成型、试验、检验、检查、操作和维护。
• Part IP – 工业管道：组件、设计、制造、组装、安装、检验、检查和试验的要求。
• Part PL – 管线：氢气管道组件、设计、安装和试验的要求。
• 强制性附录 I 至 IX 和 非强制性附录 A 至 F。

每个部分必须与 Part GR 结合使用，但彼此独立。受两个不同部分管辖的管道连接接头必须仅受其中一个部分的要求约束。该规范不打算追溯适用于现有的氢气系统。

询价单的关键考虑因素

在准备氢气管道组件的询价单时，您必须定义以下内容：

1. 服务条件和规范部分

指定组件是用于工业管道（Part IP）还是管线（Part PL）。这决定了设计、材料和试验要求。包括操作压力、温度和氢气浓度（纯氢或混合物）。对于液态氢服务，还需要额外的低温要求。

2. 材料规格和资格认证

氢气服务可能导致钢和焊缝的氢脆，正如 DOE 所指出的。因此，材料选择至关重要。询价单必须指定确切的材料等级和标准（例如，无缝管用 ASTM A106，锻制管件用 ASTM A105）。但是，不要假设传统材料自动具备氢气资格。设计规范、服务条件、材料性能、焊接和试验都需要项目审查。供应商必须证明材料和制造工艺适用于氢气服务，通常通过额外的测试或文件来证明。

3. 设计和制造要求

参考 ASME B31.12 进行设计和制造。询价单应要求符合适用的部分（IP 或 PL）以及任何额外的项目规范。包括焊接、热处理和成型的要求。对于承插焊锻制管件，确保管件尺寸和压力等级满足设计条件。

4. 检验和试验

定义所需的检验和试验，例如水压试验、无损检测（RT、UT、PT、MT）和材料可追溯性。询价单应指定是否需要第三方检验以及适用哪些标准（例如，无损检测用 ASME V）。对于氢气服务，可能需要进行额外的泄漏测试以控制渗透和泄漏。

5. 文件

要求提供符合 EN 10204 3.1 或 3.2 的材料试验证书（MTC），以及任何氢气特定的文件。供应商必须提供符合 ASME B31.12 的证据，包括设计计算和试验报告。

采购检查

在发出询价单之前，请验证以下内容：

• 供应商能力：供应商是否有氢气管道组件的经验？要求提供参考资料和案例研究。
• 材料可用性：确认指定材料在所需尺寸和数量上可用。
• 规范合规性：确保供应商熟悉 ASME B31.12，并能提供合规文件。
• 质量体系：检查供应商是否通过 ISO 9001 或类似认证，以及是否有解决氢气服务的质量手册。

常见风险及缓解措施

• 氢脆：这是主要问题。通过指定具有经过验证的抗氢脆性能的材料、控制硬度以及使用适当的焊接工艺来缓解。
• 渗透和泄漏：氢分子很小，可能通过密封件和焊缝泄漏。指定泄漏测试并使用适当的垫片和接头设计。
• 文件不足：如果没有适当的 MTC 和规范合规证书，组件可能在检验期间被拒收。要求提前提供完整的文件。
• 研究性混合与批准混淆：DOE 讨论了将氢气混合到天然气管道中的研究领域。不要仅仅因为组件用于天然气就假设其已获准用于氢气服务。始终根据 ASME B31.12 和项目规范进行验证。

询价单输入：应包括的内容

您的询价单应包括：

• 项目名称和地点
• 适用规范和版本（例如，ASME B31.12-2023）
• 部分（IP 或 PL）和服务条件（压力、温度、氢气浓度）
• 材料规格和等级
• 尺寸、壁厚系列和端部连接（例如，对焊坡口、承插焊）
• 数量和交货时间表
• 检验和试验要求
• 文件要求（MTC、无损检测报告等）
• 任何特殊要求（例如，低温韧性、硬度限制）

检验和文件要点

在检验期间，验证：

• 材料可追溯性：MTC 必须与组件上的材料标记一致。
• 尺寸合规性：根据 ASME B16.9（对焊管件）或 ASME B16.11（承插焊管件）检查（如适用）。
• 目视和无损检测结果：确保没有裂纹、气孔或其他缺陷。
• 水压试验证书：确认试验压力和持续时间。
• 标记：组件必须按照 MSS SP-25 或指定要求进行标记。

结论

氢气管道需要仔细的规格说明和验证。ASME B31.12 提供了框架，但买方必须确保每个组件都符合规范和项目要求。通过在询价单中定义服务条件、材料资格和检验需求，您可以降低风险并确保安全、可靠的运行。

对于采购，请考虑我们的无缝钢管和承插焊锻制管件，它们可以提供必要的文件。始终与您的工程团队验证氢气的适用性。

来源

• https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/b31-12-hydrogen-piping-pipelines
• https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-pipelines