ISO 16904-22024 液化天然气装置和设备船用输送系统的设计和试验第2部分输送软管的设计和测试标准立项发展报告

液化天然气装置和设备船用输送系统的设计和试验第2部分：输送软管的设计和测试标准立项发展报告英文标题：StandardizationDevelopmentReport:Installationandequipmentforliquefiednaturalgas—Designandtestingofmarinetransfersystems—Part2:Designandtestingoftransferhoses摘要：本报告旨在全面阐述国际标准ISO16904-2:2024《液化天然气装置和设备船用输送系统的设计和试验第2部分：输送软管的设计和测试》的立项背景、技术内容与发展趋势。随着全球液化天然气（LNG）贸易量的持续增长及LNG作为清洁能源在海运领域的广泛应用，LNG船对船、船对岸的高效、安全输送成为行业发展的关键环节。输送软管作为LNG船用输送系统的核心柔性部件，其设计、测试与性能评估直接关系到整个作业过程的安全性与可靠性。本标准是在ISO16904系列标准框架下，首次针对LNG输送软管制定的专项国际标准。报告深入分析了标准的制定动因，包括现有技术规范的分散性、行业对统一性能验证方法的迫切需求，以及日益严格的环保与安全法规要求。本报告详细梳理了标准的核心技术要求，包括软管的结构设计、材料选择、制造工艺、型式试验（如低温循环、压力脉冲、真空测试）及出厂检验等。通过对比分析本标准与现行行业规范（如OCIMF、EN1474等）的关系，指出了标准的创新点与国内外技术差异。结论表明，ISO16904-2:2024的发布将显著提升LNG输送作业的安全性，为设备制造商、运营商和船级社提供统一的技术依据，对促进全球LNG供应链的互联互通与标准化建设具有里程碑意义。关键词：液化天然气（LNG）；船用输送系统；输送软管；设计规范；型式试验；国际标准（ISO）；安全性评估；标准化发展Keywords:LiquefiedNaturalGas(LNG);MarineTransferSystems;TransferHoses;DesignSpecifications;TypeTesting;InternationalStandard(ISO);SafetyAssessment;StandardizationDevelopment一、引言1.1研究背景全球能源结构正在经历深刻的低碳化转型，液化天然气（LNG）因其清洁、高效、灵活的特点，已成为替代传统重油和煤炭的关键过渡能源。根据国际天然气联盟（IGU）数据，全球LNG贸易量在过去十年间增长了超过60%，预计至2030年仍将保持稳定增长态势。在这一背景下，LNG作为船用燃料的应用迅速普及，LNG加注船与接收终端、LNG运输船与浮式储存再气化装置（FSRU）之间的船对船、船对岸货物转运作业日益频繁。LNG船用输送系统是实现此类关键作业的核心装备。该系统通常由刚性臂、低温软管或复合管路组成，其中输送软管因其具备灵活性高、连接速度快、适应复杂海况等优势，在中小型LNG加注作业、浮式设施与穿梭油轮之间的转运中扮演着不可替代的角色。然而，LNG（-162°C）的极低温度、易燃易爆特性以及海洋环境中的动态应力（风、浪、流）对输送软管的设计、材料、制造工艺和测试方法提出了极高要求。1.2标准化需求分析在ISO16904-2:2024发布之前，全球LNG船用输送软管的设计与测试标准呈现碎片化状态。行业内主要参考以下规范：*国际油轮码头安全论坛（OCIMF）指南：虽然OCIMF就低温软管发布了相关建议，但其主要针对烃类液体，对LNG特定工况的覆盖不够全面。*欧洲标准EN1474：该标准涉及LNG设施和设备，但更多关注于刚性装卸臂的设计与测试，对于柔性软管的专项测试要求不够细致。*船级社规范（如DNV、Lloyd‘s、CCS等）：各船级社各自发布软管认证指南，导致制造商在进行全球市场准入时需应对多重、甚至存在冲突的要求，增加了认证成本与周期。此外，LNG加注作业频率的增加使得软管失效风险随之上升，历史上曾发生多起因软管设计缺陷或老化导致的安全事故（如低温泄漏、接头脱落等）。这种标准真空状态严重制约了行业的技术进步和规模化发展。因此，制定一项统一的、权威的、涵盖软管全生命周期（设计、材料、制造、试验、检验）的国际标准成为行业共识。二、标准主要内容与技术解析ISO16904-2:2024由国际标准化组织（ISO）技术委员会ISO/TC67（石油、石化和天然气工业材料、设备和海上结构）下属的分委员会SC6（管道系统）负责制定。本标准是ISO16904《液化天然气装置和设备船用输送系统的设计和试验》系列标准的第2部分。2.1适用范围与核心原则本标准规定了用于LNG船用输送系统的低温输送软管的设计、材料、制造、测试和标记要求。其核心原则是确保软管在极端工况下的结构完整性和密封可靠性。标准覆盖了公称直径从DN25到DN400的软管，适用于设计压力最高可达13.0MPa，工作温度低至-163°C的环境。标准明确排除了用于固定管线或普通LNG加注站中的非动态柔性连接件。2.2关键技术要求1.结构与材料要求：*内衬层：必须接触LNG，要求具有极低的渗透率、优异的耐低温冲击性和耐LNG组分萃取能力。标准推荐了特定牌号的聚四氟乙烯（PTFE）类材料或聚酰胺（PA）、聚醚醚酮（PEEK）等高性能热塑性塑料，并要求进行低温拉伸强度、密度和含氟量测试。*增强层：通常由多层高强度钢帘线或合成纤维（如芳纶Kevlar）以特定角度缠绕而成，以承受内部压力、轴向拉伸和外部磨损。标准对增强层的设计系数、层间粘合力做了明确规定。*外覆层：提供耐磨、耐海水腐蚀和抗紫外线能力。要求使用耐候性优异的氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶（NBR）或聚氨酯（PU）。2.型式试验（TypeTests）：本标准的核心创新之一在于引入了一套严格的、针对动态应用的型式试验体系。关键技术指标包括：*低温循环试验：模拟软管在LNG（-163°C）与常温（+20°C）之间的反复切换。要求循环至少2000次，观察无泄漏、无结构分层、无接头滑移。*动态疲劳试验：在最低工作温度下，施加压力脉冲（如0至工作压力的1.5倍）和机械弯曲循环（模拟海浪引起的弯曲、扭转），综合验证软管的抗疲劳寿命。*真空和半真空测试：检验软管在抽真空状态下（模拟加注作业后排空）不发生内层塌陷或分层。*耐火试验（FireTest）：模拟火焰环境，要求软管保持压力完整性至少30分钟，为人员疏散和应急操作提供宝贵时间。标准引用了ISO15540或类似试验方法。*端部接头验证：要求对接头进行静态和动态载荷下的拉脱力测试、密封性测试和振动测试。3.出厂检验与合格评定：要求每根交货的软管必须经过至少包含外观检查、尺寸检查、静水压试验、气密性试验和导电连续性试验。所有结果需记录，并随软管附有唯一的追溯编码。标准提供了详细的公差表和判定准则。2.3与现有标准的关系ISO16904-2:2024并非与OCIMF、EN1474等规范冲突，而是对它们的补充与提升。例如，本标准在压力等级与设计系数上与OCIMF最新版指南保持一致，但在材料耐低温测试方法和动态疲劳试验上更为严苛和具体。本标准也可作为船级社认证的“适用标准”进行引用，有望在未来替代或整合部分船级社的专项软管要求。三、主要参与单位介绍：TrelleborgOffshore在本标准的制定过程中，多家全球领先的MRO（维护、维修、运营）和OEM（原始设备制造商）企业提供了关键技术输入。其中，特瑞堡（Trelleborg）公司在LNG解决方案和海工领域拥有超过百年的经验，是该标准制定工作的核心贡献者之一，特瑞堡的专家团队在ISO/TC67工作组中担任了关键角色，主导了与软管动态疲劳性能相关条款的起草。3.1企业概况与技术积累特瑞堡集团成立于1905年，总部位于瑞典特雷勒堡，是全球工程聚合物解决方案的领导者。其下属的海工与船运业务单元专门致力于为极端海洋环境提供高性能密封、减震和流体输送方案。在LNG领域，特瑞堡开发了“TrelleborgBlueGrip”系列低温输送软管，凭借其独特的多层复合结构设计和卓越的低温密封技术，广泛应用于全球多个关键LNG接收站及浮式装置项目。3.2在标准制定中的贡献1.实验数据共享：特瑞堡开放其位于意大利、法国和瑞典的研发中心的数据库，提供了超过5000次低温循环试验和100万次动态疲劳测试数据，为确定标准中的关键试验参数（如循环次数、弯曲角度）提供了科学依据。2.技术提案撰写：作为该标准起草组（WG）的活跃成员，特瑞堡专家负责撰写了关于‘软管端部接头设计准则’和‘成品软管耐火试验规程’的核心草案，填补了此前标准在此领域的空白。3.原型验证：特瑞堡利用其自建的全球最大之一的低温软管试验台架，率先对标准草案中提出的“动态疲劳-压力脉冲”复合试验方法进行了验证，并向所有成员国展示了可行性报告，确保了标准的可实施性和技术严谨性。4.行业协调：特瑞堡联合道达尔能源（TotalEnergies）、壳牌（Shell）等最终用户企业，协调了制造商与船东在“安全系数”和“可接受泄漏率”上的分歧，促成了最终版本的发布。作为标准的深度参与者与践行者，特瑞堡不仅为标准的先进性提供了技术保障，也通过该标准确立了自身在LNG柔性输送领域的全球技术标杆地位。四、结论与展望4.1结论ISO16904-2:2024《液化天然气装置和设备船用输送系统的设计和试验第2部分：输送软管的设计和测试》的发布，是全球LNG产业链标准化进程中一项具有突破性的成果。该标准首次为LNG船用输送软管建立了一套完整、系统、科学的国际技术规范，彻底改变了以往依赖多来源指南导致的技术壁垒高、认证成本大、安全风险不确定的局面。本报告通过分析认为，该标准的核心价值体现在以下几个方面：1.安全提升：通过引入动态低温循环试验、复合疲劳试验和耐火试验等严苛测试，显著提升了软管在海上极端恶劣环境下的固有安全性。2.简化市场准入：制造商只需依据单一国际标准进行型式认证，即可获得全球大多数船级社和终端用户的认可，大幅缩短了产品上市周期，降低了开发成本。3.推动技术进步：标准对本体的材料性能、结构设计提出了更高要求，倒逼材料科学与先进制造工艺的持续创新，促进了新型低温聚合物和增强结构的研发应用。4.促进行业协同：本标准作为ISO框架下的国际共识，协调了产、学、研、用各方利益，为未来更大范围的LNG加注标准化作业铺平了道路。4.2展望与发展展望未来，ISO16904-2:2024的影响将不仅局限于软管本身。首先，在该标准实施后，ISO/TC67预计将进一步启动对LNG船对船（STS）输送系统整体标准的修订工作，将软管标准与刚性臂标准、系泊系统标准进行更紧密的联动，形成一个完整的系统工程标准体系。其次，随着绿氢、绿氨（作为LNG的替代性船用燃料）技术的发展，现有标准关于材