ISO 12614-132021 道路车辆.液化天然气燃料系统部件.第13部分油箱压力控制调节器标准立项发展报告

道路车辆液化天然气燃料系统部件第13部分：油箱压力控制调节器标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Liquefiednaturalgas(LNG)fuelsystemcomponents—Part13:Tankpressurecontrolregulator摘要随着全球清洁能源战略的深入推进和汽车排放法规的日益严格，液化天然气（LNG）作为重要的车用替代燃料，其应用规模持续扩大。油箱压力控制调节器作为LNG燃料系统的核心安全部件，直接关系到整车供气稳定性、燃料经济性及运行安全性。本报告以国际标准化组织（ISO）发布的ISO12614-13:2021《道路车辆液化天然气燃料系统部件第13部分：油箱压力控制调节器》为研究对象，系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、试验方法及验证要求，深入分析了标准对产品设计、性能评价和质量控制的技术指引作用。报告指出，该标准的发布填补了LNG燃料系统部件国际标准体系中针对油箱压力控制调节器的专项标准空白，为全球范围内该部件的设计制造、检测认证和市场监管提供了统一的技术依据。同时，报告对该标准的主要起草单位之一——法国液化空气集团在标准制定中的技术贡献进行了介绍，并对标准未来在智能化、氢能融合等方向的发展趋势进行了展望，以期为我国相关标准研制和产品技术升级提供参考。关键词：液化天然气；燃料系统部件；油箱压力控制调节器；国际标准；ISO12614；道路车辆Keywords:Liquefiednaturalgas(LNG);Fuelsystemcomponents;Tankpressurecontrolregulator;Internationalstandard;ISO12614;Roadvehicles1引言1.1研究背景在全球应对气候变化、推动能源结构绿色低碳转型的大背景下，天然气作为过渡性清洁能源在交通领域的应用受到广泛关注。相较于压缩天然气（CNG），液化天然气（LNG）具有能量密度高、储存压力低、续航里程长等显著优势，尤其适用于重型卡车、长途客车及工程机械等大功率、长距离运输装备。据统计，截至2023年底，全球LNG汽车保有量已突破60万辆，其中中国占据了较大的市场份额，欧美各国亦在持续推进LNG燃料在重型商用车领域的应用部署。然而，LNG的深冷特性（沸点约-162℃）和易燃易爆属性对燃料系统的安全性、密封性和可靠性提出了极为严苛的要求。油箱压力控制调节器作为连接LNG储罐与下游供气系统之间的关键压力管理装置，承担着维持储罐压力在安全范围内、调节供气压力稳定、保障发动机正常运行等多重功能。其性能优劣直接决定了整车燃料系统的安全性、经济性和环境适应性。1.2标准立项的必要性在ISO12614-13:2021发布之前，国际范围内尚缺乏针对LNG燃料系统油箱压力控制调节器的专项国际标准。虽然ISO12614系列标准已涵盖LNG燃料系统的多个部件，但各部件之间在技术指标、测试方法和评价体系上仍然缺乏系统性的协调统一。实践中，不同国家和地区的制造商在压力调节器的设计工况、性能指标、耐久性要求和试验方法上存在较大差异，由此增加了国际贸易中的技术壁垒，也在一定程度上制约了LNG燃料系统整体技术水平的提升和安全性能的持续改进。在上述背景下，国际标准化组织道路车辆技术委员会（ISO/TC22/SC25）启动了ISO12614-13标准的制定工作，旨在为LNG燃料系统油箱压力控制调节器建立起全球统一的技术规范，促进国际贸易便利化，提升产品安全性和互换性水平。2标准概述2.1标准基本信息ISO12614-13:2021《道路车辆液化天然气燃料系统部件第13部分：油箱压力控制调节器》由国际标准化组织（ISO）发布，归口管理单位为ISO/TC22/SC25（道路车辆技术委员会车辆动力装置分技术委员会）。该标准于2021年6月4日正式发布，替代了此前在ISO12614系列框架下对油箱压力控制调节器的零散技术要求，形成了独立、完整的专项标准文件。2.2标准适用范围该标准规定了道路车辆用液化天然气燃料系统部件——油箱压力控制调节器的结构设计、材料选用、性能要求、试验方法和标记标识等技术要求。适用于安装在M类、N类机动车辆上、工作介质为液化天然气的燃料系统中使用的油箱压力控制调节器，其设计工作压力覆盖LNG储罐的典型压力范围（通常为1.6MPa及以下）。该标准不涉及与LNG加注站设施的接口要求，但考虑了调节器在实际装车运行条件下的功能和耐久性能。2.3标准体系定位ISO12614系列标准是国际标准化组织针对LNG燃料系统部件制定的系列化技术规范，涵盖以下主要部分：-第1部分：一般要求和定义-第2部分：性能要求和试验方法-第3部分：手动阀-第4部分：自动阀-第5部分：止回阀-第6部分：压力释放阀-第7部分：压力调节器-第8部分：过流阀-第9部分：气体燃料管路-第10部分：气体燃料接头-第11部分：密封件-第12部分：液位指示装置-第13部分：油箱压力控制调节器（本部分）ISO12614-13作为该系列标准中针对油箱压力控制调节器的专项规范，弥补了此前系列标准中对该类部件覆盖不足的短板，在标准体系中起着承上启下的关键作用——既与第1部分的通用要求相衔接，又为该部件的专项性能评价提供了全面系统的技术依据。3标准主要技术内容3.1术语和定义该标准对油箱压力控制调节器及其相关参数进行了明确定义，主要包括：-油箱压力控制调节器（Tankpressurecontrolregulator）：安装于LNG储罐气相或液相回路中，通过自动调节介质流通面积或通断状态，将储罐内部压力控制在预设范围内的压力管理装置。-设定压力（Setpressure）：在设计工况下，调节器开始动作以控制储罐压力的临界压力值。-关闭压力（Closingpressure）：调节器完成关闭动作后，系统达到稳定状态时阀体前后端的压力值。-最大工作压力（Maximumworkingpressure）：调节器在规定条件下能够持续安全运行的最大进口压力。-内漏率（Internalleakagerate）：在规定的关闭状态下，介质通过调节器关闭密封面的泄漏量。3.2结构设计与材料要求标准对油箱压力控制调节器的结构形式、接口尺寸、材料选用和表面处理等方面提出了明确的技术要求。结构设计方面，标准要求调节器应具有结构紧凑、便于安装维护的特点，其接口形式、尺寸和公差应与ISO12614系列标准中规定的管路连接要求相协调。调节器的内部流道设计应确保介质流动顺畅，避免产生过大的压力损失和局部涡流，同时应具备良好的抗振动和抗冲击能力。材料选用方面，标准强调与LNG介质接触的所有零部件材料必须满足-162℃低温环境下的使用要求，具备足够的低温韧性、抗冷脆性能和与LNG介质的化学相容性。常用的材料包括奥氏体不锈钢（如304、316系列）、铝合金、铜合金以及符合低温要求的非金属密封材料（如聚四氟乙烯、聚酰亚胺等）。所有材料在低温条件下不得发生脆性断裂、过度收缩或密封性能劣化。密封结构方面，标准对调节器的动静密封结构提出了严格要求，密封材料的工作温度范围应覆盖-162℃至+80℃。密封结构应经过设计验证，确保在极寒工况下仍能保持良好的密封性能和操作灵活性。3.3性能要求标准从功能性能、耐久性能和环境适应性三个维度，对油箱压力控制调节器提出了系统性技术指标要求。功能性能指标包括压力调节精度、流量特性、设定压力偏差范围和关闭密封性能等。标准要求在规定的进气压力范围内，调节器的出口压力波动应控制在设定值的±10%以内；在不同流量工况下，调节器应能维持出口压力的稳定输出；当进口压力降至关闭压力以下时，调节器应能够可靠关闭并保持零泄漏或允许极微量泄漏（具体限值根据产品公称尺寸确定）。耐久性能指标涵盖了工作循环寿命、耐振性能和耐压能力等。标准规定调节器应能在规定的压力和流量条件下完成不少于规定次数的全行程工作循环（高频次循环耐久试验），且试验后各项性能指标仍应满足标准要求。同时，调节器应能承受规定的振动试验和压力交变试验而不发生结构破坏或性能失效。环境适应性要求包括耐低温性能、耐高温性能和耐腐蚀性能等。调节器在-40℃至+85℃的环境温度范围内应能正常工作；经过盐雾试验后，外部金属零部件不应出现影响功能和安全的明显腐蚀。3.4试验方法对应上述性能要求，标准规定了一套完整、可操作的试验方法和试验程序，主要包括：|试验项目|试验方法要点|合格判据||---------|-------------|---------||耐压试验|以1.5倍最大工作压力进行液压试验，保压不少于3分钟|无泄漏、无永久变形||气密性试验|以氨检漏法或氦质谱法检测外部泄漏|外漏率不超过规定限值||内漏试验|在规定压差下测定关闭状态的内漏量|不超过规定允许值||压力调节特性试验|在流量范围内测定出口压力变化曲线|压力波动在设定值±10%以内||耐久性试验|在额定工况下完成规定次数启闭循环|试验后满足密封和调节性能||低温试验|在-162℃条件下浸泡后检测功能和密封|无裂纹、无泄漏、功能正常||振动试验|按ISO16750-3标准进行扫频和定频振动|无结构损坏、性能不退化||耐腐蚀试验|按ISO9227标准进行中性盐雾试验|无影响功能的明显腐蚀|所有试验应在受控条件下进行，试验介质为液氮或液化天然气，试验装置应满足标准规定的精度要求。4主要起草单位介绍4.1法国液化空气集团概况法国液化空气集团（AirLiquideS.A.）是全球工业气体行业的领军企业，成立于1902年，总部位于法国巴黎。集团业务覆盖气体及服务、工程与建造、全球市场与技术等多个领域，在氢气、氧气、氮气及稀有气体的生产、储存和分销方面拥有世界领先的技术实力。截至2023年底，液化空气集团在全球80个国家和地区开展业务，员工总数超过67,000人，年营业收入超过270亿欧元。4.2在LNG技术领域的主要贡献液化空气集团在液化天然气技术领域拥有超过半个世纪的深厚积累，业务范围涵盖LNG的液化工艺、储运装备、终端应用和燃料系统关键部件的研发制造。集团在LNG低温材料、高压深冷阀门、压力控制装置及密封技术方面拥有大量核心专利和专有技术，其开发的油箱压力控制调节器产品已广泛应用于全球多款LNG商用车型，积累了丰富的工程应用经验。4.3在ISO12614-13标准制定中的角色和贡献作为ISO/TC22/SC25工作组的积极成员，液化空气集团深度参与了ISO12614-13:2021标准的起草和制定工作。集团派遣了多名在LNG燃料系统和低温压力控制领域具有丰富经验的资深工程师和标准化专家加入标准编制工作组，在以下方面做出了突出技术贡献：（1）确立核心技术指标体系。基于多年LNG燃料系统部件研发和实车运行数据积累，液化空气集团主导提出了油箱压力控制调节器的功能性能指标框架，包括压力调节精度范围、关闭压力偏差限值、内漏率分级体系等核心技术参数，确保了标准技术指标的先进性和可实现性。（2）完善低温试验方法。集团专家结合其深冷试验平台的实际经验，优化了标准中的低温性能试验程序，引入了更接近实际运行工况的试验条件设计，有效提升了标准试验方法的可操作性和结果重复性。（3）推动国际协调一致。液化空气集团依托其全球化的业务网络，在标准制定过程中积极协调欧洲、亚洲和北美主要LNG汽车市场的技术诉求，促进了各国对标准技术内容的共识达成，为标准的顺利发布和后续推广应用奠定了基础。5标准实施意义与发展展望5.1标准实施的技术经济意义ISO12614-13:2021的发布实施对全球LNG燃料系统产业具有深远的积极影响。在技术层面，该标准为油箱压力控制调节器建立了统一的设计验证和性能评价基准，促使制造商在产品研发中更加注重低温可靠性、密封安全性和耐久性能的系统性提升，推动了行业整体技术水平的进步。在贸易层面，标准为全球范围内的产品认证和市场监管提供了权威的技术依据，有利于消除各国因技术指标差异而形成的贸易壁垒，降低跨国交易的合规成本和市场准入障碍。在安全层面，标准对密封性能、耐压性能和耐久性能的严格要求，为LNG车辆的安全运行提供了更加坚实的技术保障，有助于提升公众对清洁能源汽车的安全信心。5.2未来发展趋势展望未来，油箱压力控制调节器相关标准的发展将呈现以下几个方面的趋势：一是智能化方向。随着LNG车辆电气化、智能化水平的提升，油箱压力控制调节器将逐步向电控化、智能感知方向发展，未来的标准可能需要补充电磁兼容性、故障诊断通信协议和功能安全（如ISO26262）等新技术要求。二是氢能与LNG融合趋势。在“双碳”目标驱动下，氢燃料和LNG的混合燃烧技术、LNG-氢联合供应系统等新概念不断涌现，对压力控制装置提出了更加复杂的多介质适应能力要求，标准化工作需提前布局。三是与碳排放法规协同。未来标准研制将更加注重与车辆排放法规、燃料消耗量限值法规的协同联动，将压力控制调节器对燃料经济性和甲烷逃逸排放的影响纳入技术指标体系。四是标准体系的进一步完善。在ISO12614框架下，后续还可能针对其他LNG燃料系统专用部件开展补充标准的制定工作，逐步形成覆盖全部关键部件的完整国际标准体系。6结论ISO12614-13:2021《道路车辆液化天然气燃料系统部件第13部分：油箱压力控制调节器》是国际标准化组织在LNG汽车燃料系统部件标准化领域取得的一项重要成果。该标准基于全球LNG汽车产业的技术积累和运行经验，对油箱压力控制调节器的结构、材料、性能、试验方法等方面提出了全面系统的技术要求，有效填补了该部件国际