3.3.2　风险控制策略

按照《特种设备监察条例》的规定，高压氢气储运设备属于特种设备，其风险很大，必须采取有效的措施进行控制。

3.3.2.1　提高设备本质安全

采用多种控制手段，达到设备与环境、设备与人的本质安全，做到解决事故致因，防患于未然，是高压氢气储运设备风险控制的重要方面。

①结构设计 在高压储氢设备中，可能出现焊接部位。焊接过程中可能产生未焊透、夹渣等缺陷，降低了接头的承载能力，焊接接头是承压设备中的薄弱环节。为提高安全性，应尽量减少焊接接头，特别是深厚焊缝。同样牌号的钢材，钢带的力学性能优于薄钢板，薄钢板又优于厚钢板。因此，采用钢带或薄钢板可提高力学性能。

不同类型的高压储氢设备受其具体使用情况和设计参数的影响，需要安放对设备的约束。过多的约束会使设备本身的刚度分布改变，可能造成局部区域的承载能力下降；过少的约束，会导致设备的约束强度不够而脱离等不利情况。

②应力控制 结构中的曲率变化较大的地方容易产生较大的应力，通过优化设计，改善储氢设备，特别是高压储氢容器的轮廓，使其不产生较大的应力集中区域，造成容器整体失效。断裂理论研究表明，应力水平越低，材料对缺陷的敏感性也越低。当应力水平低于某一水平时，即使高压氢气储运设备中的缺陷穿透壁厚，也不会发生快速扩展，只会出现泄漏，即达到“未爆先漏”。

③超压保护 在高压储氢设备中设置超压保护装置可以很好地解决充装和储运中高压氢气的压力风险。设备出现超压时，超压控制系统可以及时地调整和关闭系统中氢气的通道，截断超压源，同时泄放超压气体，使系统恢复正常。

3.3.2.2　加氢过程风险控制

高压储氢时的加氢过程是一个储氢气源与使用单元的物质和能量交换过程，即使大量的高能气体进入空气瓶中的过程。如果在这一过程中没有掌握好操作和密封问题，就有可能导致储氢设备出现危险。

美国标准DOT3A和3AA中对于氢气在无缝气瓶中的充装作了很多规定：要求氢气的操作由专业人士来完成；高压储氢设备的连接部分要有较好的密封性；在燃料电池汽车中使用的氢气纯度一般都达到了99.99%以上，一方面要防止氢气与杂质的反应，另一方面要防止毒化燃料电池，所以在高压氢气的管路中不能出现油污等杂质；氢气气瓶首次使用的时候应进行抽真空处理；储氢高压气瓶不能受到冲击作用；在使用氢气的场合不能有火星等等。加氢装置中能引起氢气泄漏的原因很多，要在系统关键部位中安装气体探测器实时监测系统中的气体，以及安装压力传感器来监测储罐和管道中的气体压力。

对于使用金属内衬的高压储氢气瓶就需要参照这两个标准中的一些规定，全复合的高压储氢气瓶在DOTFRP-1和FRP-2中也有相应的一些规定，但是与DOT3A和3AA一样，都将氢气的压力限制在20MPa以下。我国的汽车用压缩天然气钢瓶的压力也限制在20MPa以下，而且不包含复合材料气瓶。车用高压储氢的压力一般都大于这样的压力限制，所以S0、美国和欧盟等都在这方面的标准制定中做积极的工作。

3.3.2.3　输运过程风险控制

输运和车用的储氢设备必须考虑动载荷对设备本身的影响，设备要做减振的措施，增强保护。由于振动等的影响，这类设备的阀门可能会受到一定的影响，配备在输运和车用上的储氢设备必须进行严格检查后才能使用。输运与车用时，高压储氢设备处于移动状态，如果发生事故其危害性更强。除了在储氢设备中要进行安全状态监控外，还应在驾驶室、车体外部增加气体探测器等。