塑料内胆氢气渗透试验方法研究

自2023年5月GB/T 42610-2023 《高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验方法》发布以来，我司迅速建立了相关试验能力。同时，国内氢能产业对材料级氢气渗透试验的关注度也在持续增高。目前，已经有多家大型企业、院校及科研单位在我司通过氢气渗透试验对其开发的材料、部件进行验证。下面，编者将针对塑料内胆氢气渗透试验部分及相关/类似试验进行介绍。

高压氢气瓶塑料内胆和氢气相容性试验方法分类及流程

塑料内胆氢气渗透试验的重要性

塑料内胆的氢气渗透试验仅仅是塑料内胆材料试验中的一部分。为什么我们要着重介绍氢气渗透试验这仅占国标1/7的内容呢？原因如下：

1、需要通过氢气渗透试验确定材料的单位渗透速率；

2、需要通过氢气渗透速率与材料物理性质的变化来判断材料与氢气的相容性是否良好；

3、氢气渗透试验的结果容易被外界影响。

塑料内胆氢气渗透试验的影响因素

影响渗透试验的最终结果最大的因素有三个：样品制备、工装设计与数据采集。

1、样品制备：为避免样品加工工艺对试验结果产生的差异，应从成品内胆上截取试样。且不得存在褶皱、折痕、夹杂、孔隙等缺陷。曲率较大试样，可在合适的温度下将其装入工装压平。

2、工装设计：渗透工装将样件夹持在中间通过密封件密封，两端分别预留φ25mm腔体满足渗透面积要求。低压腔由金属筛网及金属烧结材料填满，支撑样件的同时避免高压将样件压溃。

金属筛网及烧结材料与工装之间不得留有空隙，否则会导致试样在测试时受到剪切力的影响而损坏。密封件应选用具有良好氢气相容性的材料，且邵氏硬度一般不低于85。

3、数据采集：我司使用气相色谱仪测量低压侧氢气浓度，相比测量压力变化、体积变化等更精准。正式试验前还对样件进行氦气检漏，一是确保样件密封良好，且惰性气体氦气如发生泄漏可以把危害降至最低；二是气相色谱仪能可靠分辨样气中的氦气与氢气含量，不影响正式测试数据。

单位时间浓度变化曲线

部分客户出于成本考虑，无法按照国标进行完整测试，对此我司建议通过将样品在氢气中保压、静置一段时间，使氢气充分溶解与渗透在样品内来缩短非稳态阶段，同时样件达到稳态阶段后应该继续检测一段时间，避免假稳态。

渗透试验中发现的假稳态

非标样品取样建议

部分客户有对塑料内胆以外的样品进行渗透测试的需求，对此亦可参照上文，样件制取方面如存在难点也可通过注塑或其他工艺制得样品，但最终测试结果相应也会存在一定偏差。