氢气与材料相容性测试系统-浙江大学室与设备管理处.docx
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编号：
仪器设备名称 氢气与材料相容性测试系统
可持续能源研究院
申请单位
申请人郑津洋
经费来源 985可持续能源科技创新平台
项目负责人倪明江
申请日期2012年3月22日
浙江大学
自制大型仪器设备可行性论证
与审批报告
实验室与设备管理处制
仪器设备中文名称
氢气与材料相容性测试系统
仪器设备外文名称
lestSystemforHydrogenCompatibilityofMaterials
型号规格
申购数量
1（套）
单价估计
人民币（元）：
（略）
（折合）外币：
主要技术指标
1.介质：
氢气；
2.最高压力：
140Mpa;
3.最大牵引力:
静态120kN、动态100kN;
4.动、静密封可靠，24h连续试验时，压力降不超过测试压力的1%；
5.可完成拉伸、疲劳、裂纹扩展试验。
主要功能、应用范围与共享学科
主要功能：
以高纯氢气为介质，测量材料在不同压力下的力学性能，为揭示材料力学性能劣化规律、建立寿命预测方法提供试验数据；测量不同材料在高压氢环境中的劣化数据，为材料选择、材料与高压氢相容性数据库建设提供试验数据。
应用范围：
在清洁能源、航空航天、核能工业等领域具有广泛应用，如高压氢气、HCNG等介质的贮存和运输。
共享学科：
材料、机械、力学、能源等。
申购理由和必要性
氢能是美国、日本、欧盟、加拿大等发达国家的国家战略技术研究领域，也是我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）》和《国家“十一五”科学技术发展规划》中优先发展的新能源和低碳技术。
高压储氢具有储氢容器结构简单、压缩氢气制备能耗少、充装和排放速度快等优点，是目前最具商业化应用前景的储氢技术。
高压氢系统用金属材料长期工作在常温、高压、高纯氢气环境，可能会出现材料塑性降低、裂纹扩展速度加快等性能劣化现象。
且随着高压储氢压力的逐步提高，这一问题更加突出。
为使高压氢系统长寿命、安全、可靠地运行，世界各国相关标准（如ASMEBPVCVin_3、GTRHydrogenFueledVehicle.ISO/TS15869等）均要求材料与高压氢具有良好的相容性。
在“十五”、“十一五”863计划等的支持下，我校高压储氢技术已跃居国际先进水平，其中固定式高压储氢技术研究达到了国际领先水平，自行研制的轻质高压（35MPa）储氢容器已在2008年北京奥运会和2010年上海世博会上应用示范。
高压储氢已成为浙江大学化工过程机械国家重点学科特色鲜明、重点建设的研究方向。
为开展氢气与材料相容性研究，我国必需突破高压氢环境材料性能测试装置的设计制造关键技术。
目前，浙江大学还没有同类设备，且国际上没有现成的“氢气与材料相容性测试系统”可以购买，需要自制。
该系统的研发，不仅可以形成高压氢系统安全检测能力，而且可以显著提升我校在相关领域研究水平，增强学科的竞争力，为争取国家级重大课题提供有力的支撑。
调研情况
1、本校有同类设备0台,使用情况调研如下：
（不够可附页）本校无同类设备。
单位
仪器编号
仪器名称
使用情况（繁忙
/一般/闲置）
是否开放
2、列出两家可供货厂商及相关情况（仪器性能、售后、价格等的比较，不够可附页）该设备为自己设计系统，向厂家定制。
相关协作厂家如下：
（略）
预期使用效益及风险预测
预期年有效使用机时：
200-600 小时/年
预期使用效益：
为教学科研服务，特别是为纵向科研提供平台。
存在风险：
保修期外的故障。
人员安排及仪器安装条件
1、人员安排
仪器负责人：
郑津洋 职称教授 电话_（略）_Emailjyzh@zju.
操作人员：
赵永志职称副教授电话（略）Emailyzzhao@zju.是否专职否
2、安装条件：
①仪器安置地址：
玉泉 校区第四教学大楼 楼124房间:
②房间面积：
50 mJ是否与其它仪器共用是 ；
③供水供电及仪器特殊要求（防震、防磁、超净、恒温、接地等）的落实情况：
无供水供电及其他的特殊需求
专家组论证意见
（此项为必填项目，其中40万元（含）以上仪器设备须组织论证会，并提供会议纪要。
专家签名可签在会议纪要上。
）
材料与氢气良好的相容性是高压氢系统长寿命、安全、可靠运行的关键。
金属材料长期在常温高压氢气环境下工作，有可能导致性能劣化，且随着储氢压力提高，这一问题显得更加突出。
目前，只有日本、美国各自研制出高压氢气与材料相容性测试系统，在我国仍是空白。
高压氢环境材料性能测试装置是材料与氢气相容性研究必需的试验装置。
该设备的自主研制，一方面能形成我国高压氢系统安全检测能力，填补国内高压氢气与材料相容性测试的空白，改善我校化工过程机械国家重点学科的硬件条件，拓宽我校在高压储氢纵深研究方面的领域；另一方面，又进一步巩固和提升我校在高压储氢研究方面的特色和优势，为申请和开展国家级重大课题的研究提供有力支撑。
经认真讨论，专家组一致同意自制氢气与材料相容性测试系统。
2011年3月3日
专家姓名
工作单位
职称
联系电话
签名
组长：
郑水英
浙江大学化机所
教授
（略）
陈志平
浙江大学化机所
教授
（略）
叶笃毅
浙江大学化机所
教授
（略）
成少安
浙江大学热能所
教授
（略）
承诺
1.根据教育部教高（2000）9号文件规定，已落实拟购置仪器设备的运行和维修经费；
2.对于分析测试类及可共享的仪器，已落实管理人员做好大型仪器网络管理系统维护工作；
3.仪器设备购置后将在满足课题组科研需要的同时，对校内外开放使用。
项目负责人意见及签名：
日期：
年月日
第3页
审批意见
院（系）领导（或平台负责人）意见：
该仪器设备购买后如出现运行管理、使用效益评价不合格的，同意按照学校有关规定处理。
负责人签字：
单位公章：
日期：
年月日
实验室与设备管理处意见：
负责人（签字、盖公章）：
日期：
年月日
校领导审批意见
负责人（签字）：
日期：
年月日
备注
第4页
附：
自制设备经费预算清单（自制设备需填写，页数不够可添页）
1.购置部件
数量
单价
经费预算
承担单位
费用计算依据及说明
高压氢环境材料耐久性试验设备
1
（略）万元
（略）万元
加载装置油压系统
1
（略）万元
（略）万元
2.外协加工
3.原材料零配件
氢气增压泵
1
（略）
（略）
氢气增压泵
氮气压缩机
1
（略）
（略）
氮气压缩机
空气压缩机
1
（略）
（略）
空气压缩机
氢气用高压阀
10
（略）
（略）
氢气用高压阀
高纯真空泵
1
（略）
（略）
高纯真空泵
高压氢气加注控
1套
（略）
（略）
高压氢气加注控制系统
氢气瓶
20
（略）
（略）
氢气瓶
氮气瓶
20
（略）
（略）
氮气瓶
超高压氢气管道
1套
（略）
（略）
超高压氢气管道系统
超高压氢压力表
3支
（略）
（略）
测氢环境压力
手动泄压阀
1只
（略）
（略）
用于强制泄压
单向阀
6只
（略）
（略）
防止高压气体回流
四通
6支
（略）
（略）
用于四接管转接
三通
4只
（略）
（略）
用于三接管连接
直通
10只
（略）
（略）
用于两接管对接
抗爆隔离装置
1套
（略）
（略）
安全保障装置
空气交换装置
1套
（略）
（略）
安全保障装置
阻火器
1个
（略）
（略）
安全保障装置
高精度位移传感
2个
（略）
（略）
测量参数采集
高耐氢加载杆
1个
（略）
（略）
拉伸'疲劳试验关键部件
高耐氢试样夹具
2套
（略）
（略）
拉伸'疲劳试验关键部件
载荷传感器
2支
（略）
（略）
测量真实载荷
升降导向系统
1套
（略）
（略）
试样安装辅助部件
水冷系统
1套
（略）
（略）
对油压系统进行冷却
高耐氢引伸计
2套
（略）
（略）
获得疲劳试样变形参
PLC核心控制器
1套
（略）
（略）
下位机核心控制
通讯模块
1套
（略）
（略）
用于上下位机的数据通讯
采集模块
3套
（略）
（略）
用于数据的采集
人机交互系统
1套
（略）
（略）
用于上位机人机交互
信号隔离装置
1套
（略）
（略）
系统模拟信号的隔离输出
工控计算机系统
1套
（略）
（略）
用于测试数据的记录
不间断电源
1台
（略）
（略）
防止数据丢失
A286不锈钢
2.5吨
（略）
（略）
自制高压氢环境箱用材料
4.加工费
加工费
1套
（略）
（略）
用于高压氢环境箱加工费
设备安装调试费
1套
（略）
（略）
整套系统安装'调试
第6页
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