ICS 23.020.40
CCS
J 74
CCGA
中 国 工 业 气 体 工 业 协 会 团 体 标 准
T/CCGA 20017—2024
液氦杜瓦技术要求
Technical requirements of liquid helium dewer
2024 - 04 - 08 发布
2024 - 05 - 31 实施
中国工业气体工业协会 发 布
T/CCGA 20017—2024
目
次
前言 ................................................................................. II
1 范围 ............................................................................... 1
2 规范性引用文件 ..................................................................... 1
3 术语、符号及其定义 ................................................................. 1
4 型号编制及结构 ..................................................................... 2
5 技术要求 ........................................................................... 2
6 试验方法 ........................................................................... 5
7 检验规则 ........................................................................... 6
8 标志、标识、包装、出厂文件、储运 ................................................... 7
附录 A（资料性） 产品合格证 ........................................................... 8
参考文献 .............................................................................. 9
I
T/CCGA 20017—2024
前
言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件由中国工业气体工业协会提出并归口。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本文件起草单位：查特深冷工程系统(常州)有限公司、中国科学院理化技术研究所、张家港中集圣
达因低温装备有限公司、杭氧集团股份有限公司、北京中科富海低温科技有限公司、无锡特莱姆气体设
备有限公司。
本文件主要起草人： 潘方文、徐惠新、朱长浩、谢秀娟、贾启明、杨少柒、蔡浩、陆江峰、康帅、
邱奕明、文顺清、吴秀杰、裴洪敏、张占武、郭远超、梁丽丽、俞斌。
II
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液氦杜瓦安全技术要求
1 范围
本文件规定了液氦杜瓦（瓶）的术语和定义、型号编制及结构、技术要求、试验方法、检验规则、
标志、标识、包装、出厂文件、储运。
本文件适用于在正常环境温度（-40℃～60℃）下使用，贮存介质为液氦，设计温度不高于-269℃，
公称容积30L～1000L，工作压力为常压（其取值小于0.1MPa）的可重复充装的杜瓦。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 713.7 承压设备用钢板和钢带 第7部分：不锈钢和耐热钢
GB/T 3198 铝及铝合金箔
GB/T 13550 5A分子筛及其试验方法
GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管
GB/T 18443.2 真空绝热深冷设备性能试验方法 第2部分：真空度测量
GB/T 18443.3 真空绝热深冷设备性能试验方法 第3部分：漏率测量
GB/T 18443.4 真空绝热深冷设备性能试验方法 第4部分：漏放气速率测量
GB/T 18443.5 真空绝热深冷设备性能试验方法 第5部分：静态蒸发率测量
GB/T 18443.8 真空绝热深冷设备性能试验方法 第8部分：容积测量
GB/T 25198 压力容器封头
GB/T 31480 深冷容器用高真空多层绝热材料
TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程
TSG Z6001 特种设备作业人员考核规则
TSG Z8001 特种设备无损检测人员考核规则
HG/T 2690 13X分子筛
JB 4732 钢制压力容器－分析设计标准
JT/T 617.3 危险货物道路运输规则 第3部分：品名及运输要求索引
NB/T 47013.2 承压设备无损检测 第2部分：射线检测
NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第5部分：渗透检测
NB/T 47013.11 承压设备无损检测 第11部分：X射线数字成像检测
NB/T 47013.14 承压设备无损检测 第14部分：X射线计算机辅助成像检测
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
NB/T 47018.3 承压设备用焊接材料订货技术条件
YS/T 599 超细氧化钯粉
T/CCGA 40011 液氢杜瓦安全技术要求
CGA 341 非可燃低温液体绝热罐式集装箱技术要求（Specification for insulated cargo tank
for nonflammable cryogenic liquids）
CGA S-1.1 压缩气体气瓶泄压装置标准（Pressure relief device standards part1-cylinders
for compressed gases）
3 术语、符号及其定义
T/CCGA 40011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1
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3.1
高真空多层绝热
杜瓦的夹层空间内设置多层交替组合的间隔材料和反射屏，并抽至高真空所形成的绝热方式。
3.2
几何容积
按设计的几何容积尺寸确定的内容器体积，扣除内件所占的体积，单位为升（L）。
4 型号编制及结构
4.1 根据液氦杜瓦的有效容积，其型号命名方法如下：
a) 英文型号编制方法
示例：Ultra Dewar 500
表示有效容积为500L的液氦杜瓦。
b) 中文型号编制方法
示例：氦杜瓦 500
表示有效容积为500L的液氦杜瓦。
图1 氦杜瓦型号编制方法示意图
4.2 液氦杜瓦的型式设计为立式或卧式。
4.3 卧式液氦杜瓦加“W”符号，如：氦杜瓦W500, 标示有效容积为500L的卧式液氦杜瓦。
5 技术要求
5.1 材料
5.1.1 与液氦相接触的元件材料应与液氦相容。内胆材料应采用奥氏体型不锈钢，且应符合GB/T 713.7
等材料标准的规定，化学成分和力学性能不应低于GB/T 713.7标准相应牌号材料的规定。不锈钢管材料
应符合GB/T 14976要求。
5.1.2 焊在内胆上所有的零部件，应采用与内胆材料性质相适应的奥氏体不锈钢材料，并应符合相应
技术标准的规定。
5.1.3 所采用的不锈钢焊接材料焊成的焊接接头，其熔敷金属化学成分应与母材相同或相近，且抗拉
强度不应低于母材抗拉强度规定值的下限且不低于设计图纸的规定。
5.1.4 外壳材料应采用奥氏体不锈钢。
5.1.5 材料（包括焊接材料）应具有材料生产单位提供的质量证明书原件。从非材料生产单位获得材
料时，应取得材料质量证明书原件或同时加盖供材单位检验公章和经办人章的有效复印件。
5.1.6 内胆筒体和封头材料不应采用硬印作为材料标记，须用无氯无硫的记号笔做材料标记。
5.1.7 高真空多层绝热用纤维布、纤维纸应采用导热系数小、放气速率低的脱脂纤维布或者脱脂纤维
纸等材料。真空夹层中的多层绝热材料及吸附材料应满足以下规定：
a) 高真空多层绝热材料中的绝热材料，应符合GB/T 31480的规定；
b) 高真空多层绝热用铝箔应符合GB/T 3198的规定；
c) 作为吸附材料的5A分子筛，应满足GB/T 13550的规定；
d) 作为吸附材料的13X分子筛，应满足HG/T 2690的规定；
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e) 真空夹层中添加的氧化钯，应符合YS/T 599的规定。
5.1.8 焊接材料应符合NB/T 47018.3及其他相关标准的规定，且应有质量证明书和清晰牢固的标志。
5.1.9 把手材料可采用奥氏体不锈钢。
5.2 设计
5.2.1 液氦杜瓦设计时应考虑内压、外压、自重、温差、运输过程中的惯性力及振动等载荷。
5.2.2 液氦杜瓦的几何容积不小于有效容积的1.1倍。
5.2.3 液氦杜瓦应进行绝热性能计算，且满足设计要求。
5.2.4 液氦杜瓦有效容积及其对应的内胆直径应符合表1的规定。
表1 液氦杜瓦有效容积及其对应的内胆直径
有效容积V /L 30～100 100～350 350～500 ＞500
内胆直径D /mm 300～550 400～800 600～1000 900～1250
5.2.5 液氦杜瓦的静态蒸发率应符合表2的规定。
5.2.6 液氦杜瓦真空夹层的漏气速率应符合表2的规定。
5.2.7 液氦杜瓦真空夹层的漏放气速率应符合表2的规定。
表2 液氦杜瓦的静态蒸发率、真空夹层漏气速率、漏放气速率
有效容积 V (a)/L 30 60 100 250 350 500 1000
静态蒸发率 (b)/（%/d） η≤ 2.75 2.00 1.6 1.5 1.35 1.25 1.00
真空夹层漏气速率/（Pa·m 3·S -1） ≤ 1×10 -8 8×10 -8
真空夹层漏放气速率/（Pa·m 3·S -1） ≤ 1×10 -7 8×10 -7
a) 有效容积为推荐参考值； b) 静态蒸发率指液氦杜瓦充装液氦时的日蒸发率。
5.2.8 夹层封结真空度应不低于1.0×10
-2Pa。
5.2.9 内胆
5.2.9.1 封头设计
液氦杜瓦内胆的封头应是无缝的，凹面承受压力，形状为半球形、碟形或长短轴比为2:1的标准椭
圆形，应符合GB/T 25198和设计图样的规定。
5.2.9.2 内胆壁厚
5.2.9.2.1 内胆的设计壁厚计算所依据的设计压力为工作压力的2倍。
5.2.9.2.2 内胆设计壁厚应不小于按(1)式计算的结果：
…………………………(1)
式中：
S ——内胆的设计壁厚，mm；
Di ——内胆封头或筒体的内直径，mm；
Pd ——设计压力，MPa（取工作压力的2倍）；
σ ——壁应力，MPa。
其式中壁应力σ不得超过下列各项中的最小值的85%：
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a) 310MPa；
b) 焊接接头的最小抗拉强度的50％；
c) 母材的最小抗拉强度的50％；
d) 母材的屈服强度；
e) 带纵缝的内胆壁应力不超过上述数值最低值的85%。
5.2.9.2.3 内胆开孔
5.2.9.2.3.1 只准在封头上开孔，开孔应是圆形，且开孔的直径不大于76mm, 开孔的位置处于封头的
中心。当开孔直径、开孔位置超出本文件规定时，应按照JB 4732的规定进行强度校核。
5.2.9.2.3.2 颈管与内封头的连接必须采用全焊透的焊接形式。
5.2.10 外壳
5.2.10.1 外壳壁厚的设计应满足承受外压力不小于0.21MPa的要求，最小壁厚及加强圈的设计按照
CGA 341进行。
5.2.10.2 外壳应设置超压泄放装置，且外壳超压泄放装置应当满足以下要求：
a) 外壳超压泄放装置的泄放压力应不大于0.05MPa,其排放压力足以使夹层的压力限制在不超过
0.1MPa。
b) 总的泄放面积不得小于内胆公称容积与0.34mm
2/L的乘积。
5.2.11 焊接接头
5.2.11.1 纵、环向焊接接头采用全焊透对接型式。
5.2.11.2 纵焊缝不得采用带永久性垫板的焊接结构。
5.2.11.3 环焊缝允许采用永久性垫板或缩口结构。
5.2.11.4 连接到内胆封头或筒体上的所有附件，应采用手工氩弧焊的焊接方法，对于受压元件的焊接
接头应保证全焊透。
5.2.11.5 螺纹连接仅允许用于与内胆不直接相连的接头。
5.2.11.6 焊工标记采用无硫无氯记号笔标记，不采用硬印标记。
5.2.12 附件
5.2.12.1 液氦杜瓦内胆应设置安全泄压装置、压力表等附件，且其应与内胆直接连通。
5.2.12.2 所选用的安全附件应满足相关标准的规定，并符合设计图样的要求。
5.2.12.3 液氦杜瓦内胆应设置安全泄压装置（安全阀或爆破片装置），布置在不同的管线上，一级安
全阀的整定压力为不大于0.1MPa。安全阀的排放能力应满足安全泄放量的要求。计算方法参照
CGA S-1.1的规定。
5.2.12.4 压力表应采用耐震压力表。
5.2.12.5 液氦杜瓦应设置液氦充装、输出、排放等操作要求的阀门，阀门所用的密封件与氦相容。
5.2.13 其它附件
5.2.13.1 附件的结构设计和布置应便于操作及焊缝的检查，与液氦杜瓦的连接焊缝应避开液氦杜瓦
的纵、环焊缝。
5.2.13.2 液氦杜瓦底部宜设有可移动的脚轮。
5.2.13.3 当液氦杜瓦盛装液氦后的总质量超过40kg时，应设置吊装附件。
5.2.13.4 液氦杜瓦阀门、管路和安全附件等应设置保护装置。
5.3 制造
5.3.1 一般要求
液氦杜瓦应按规定程序批准的设计图样、技术文件和本文件进行制造。
5.3.2 成形
5.3.2.1 成形后的内胆和外壳的壁厚应符合设计图样的规定。
5.3.2.2 内胆和外壳表面应无划伤、机械损伤和磕碰撞伤。
5.3.3 焊接
5.3.3.1 焊工应按TSG Z6001及有关安全技术规范的规定考核合格，取得相应项目的《特种设备作业人
员证》并在有效期内，方能施焊。
5.3.3.2 主体焊缝应按NB/T 47014进行焊接工艺评定或者具有评定合格的焊接工艺支持。
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5.3.3.3 内胆、外壳的焊缝宜采用气体保护焊。
5.3.3.4 焊接接头表面应按相关标准进行外观检查，不应有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、弧坑、未
填满、夹渣和飞溅物；焊缝与母材应圆滑过渡；角焊缝的外形应凹形圆滑过渡。
5.3.3.5 内胆对接焊缝的余高为0mm～2.5mm。
5.3.4 无损检测
5.3.4.1 无损检测应由按TSG Z8001考核合格，持有相应检测方法的《特种设备检验检测人员证(无损
检测人员)》且在有效期内的人员担任。
5.3.4.2 经外观检测合格后，内容器对接焊缝应按要求进行射线或着色检测，检测长度不少于各条焊
缝长度的10%。无损检测应优先选择T 形接头部位。
5.3.4.3 焊缝的无损检测应按NB/T 47013.2或NB/T 47013.5的规定进行。进行射线检测时，射线透照
底片质量为AB 级，合格级别II级，进行渗透检测时，合格级别为I级。
5.3.4.4 射线透照检测也可采用X射线数字成像检测（DR）或X射线计算机辅助成像检测（CR）。采用
X射线数字成像检测（DR）时应当满足NB/T 47013.11标准要求，采用X射线计算机辅助成像检测（CR）
时应当满足NB/T 47013.14的要求。
DR与CR的检测技术等级不低于AB级，合格等级不低于NB/T 47013.2Ⅱ级。
5.3.5 多层绝热体缠绕
5.3.5.1 缠绕前，多层绝热材料和内胆应清洁和干燥。
5.3.5.2 吸附剂使用前应注意保持密封干燥或氮气封存，否则应进行活化处理。
5.3.5.3 缠绕场地应保持干燥和清洁。
5.3.5.4 多层绝热体缠绕时，铝箔和玻璃纤维纸（玻璃纤维布）应相间包覆在内胆外表面上、并有防
松散、脱落的措施。
5.3.6 组装
5.3.6.1 液氦杜瓦的各零件组装前应检验合格，且不准进行强力组装。
5.3.6.2 颈管与内胆上封头及外壳上的内颈管支撑的连接应牢固可靠。
5.3.6.3 组装前，应保持多层绝热体清洁、与真空夹层有关的零部件表面应进行清洗，烘干，并无油
污、灰尘。
5.3.6.4 组装时，零部件应保持清洁，且无水、油的污染。
5.3.7 氦质谱检测
5.3.7.1 液氦杜瓦的内胆与外壳组装后应进行氦质谱检测，真空夹层的漏气速率应符合表2的规定。
5.3.7.2 氦质谱检测时，发现漏气的地方应按焊接返修工艺进行修补，修补后再按原要求进行无损检
测，合格后再重新进行氦质谱检测。
5.3.8 附件
5.3.8.1 把手等其他附件之间的连接应牢固可靠。
5.3.8.2 可根据顾客需求，配置液氦液位监测仪等附件。
5.3.9 液氦杜瓦外部清洁度和外观质量
5.3.9.1 外壳表面应无损伤，且无油污、灰尘及无水的污染。
5.3.9.2 提筒、防护盖、把手等附件应清洁。
6 试验方法
6.1 内胆几何容积
内胆几何容积测量按GB/T 18443.8中的称重测量法进行或由计算替代测量。
6.2 真空夹层漏气速率
液氦杜瓦真空夹层漏气速率的测量参照GB/T 18443.3的规定。
6.3 真空夹层漏放气速率
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液氦杜瓦真空夹层漏放气速率的测量参照GB/T 18443.4的规定。
6.4 夹层真空度的测量
液氦杜瓦夹层真空度的测量参照GB/T 18443.2的规定。
6.5 静态蒸发率
液氦杜瓦静态蒸发率的测量参照GB/T 18443.5的规定。
6.6 清洁度和外观质量
6.6.1 清洁度检验采用白色、清洁、干燥的白滤纸擦拭表面进行检验，纸上应无油脂痕迹和污物。
6.6.2 外观质量采用目视方法进行检验。
7 检验规则
7.1 检验分类
液氦杜瓦检验分为出厂检验和型式试验。
7.2 出厂检验
产品出厂前，应逐只进行检验，检验项目应符合表3的规定。
7.3 型式试验
7.3.1 型式试验的液氦杜瓦应采用随机抽样，其数量不少于2只。
7.3.2 型式试验的项目应符合表3的要求。
7.3.3 当型式试验有不合格项目时，允许再抽取1只液氦杜瓦，对不合格项目进行复验。当复验合格，
则型式试验判为合格；当复验不合格，则型式试验判为不合格。
表3 出厂检验和型式试验的项目
检验项目 出厂检验 型式试验
内胆、外壳表面质量 √ √
液氦杜瓦外形尺寸 √ √
焊缝余高 √ √
焊缝外观 √ √
清洁度 √ √
壁厚 内胆 √ √
外壳 √ √
内胆有效容积 √
真空夹层漏气速率 √
真空夹层漏放气速率 √
静态蒸发率 √
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8 标志、标识、包装、出厂文件、储运
8.1 标志
8.1.1 液氦杜瓦外表面明显位置应有铭牌，铭牌应采用中文（或中英文对照），铭牌的格式与内容应
参考TSG 21规定的内容，其内容应包括：
a) 制造单位名称；
b) 本文件名称和编号；
c) 工作压力；
d) 介质名称；
e) 有效容积；
f) 净重；
g) 出厂日期。
8.1.2 管路阀门宜设有标牌明示其用途。
8.2 标识
液氦杜瓦表面应按图纸要求贴有介质名称、警示等内容。
8.3 包装
液氦杜瓦应牢固地固定在运输底座上，在包装物内不应晃动，且有良好的防震、防潮措施。
8.4 出厂文件
液氦杜瓦出厂时，应有合格证（见附录A）、使用说明书等文件。
8.5 储运
8.5.1 液氦杜瓦应储存在阴凉干燥处。
8.5.2 液氦杜瓦储运运输过程中，应轻装轻卸，不得侧放和倒置。
8.5.3 杜瓦出厂时应对内胆充装0.01MPa～0.05MPa干燥氮气，并关闭所有阀门
8.5.4 杜瓦装液氦不超过JT/T 617.3的限量时，可按《交通运输部关于进一步规范限量瓶装氮气等气
体道路运输管理有关事项的通知》的要求，使用普通货车运输。
7
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附 A A A
录
（资料性）
产品合格证
液氦杜瓦 产 品 合 格 证 型 号 产品编号 制造日期 制造单位 本产品的制造符合T/CCGA 20017《液氦杜瓦技术要求》和设计图样要求。 经检验合格。 检验负责人（章） 质量检验专用章 年 月
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参 考 文 献
[1] 交通运输部关于进一步规范限量瓶装氮气等气体道路运输管理有关事项的通知（交运发〔2017〕
96 号）
[2] 中国工业气体工业协会. 中国工业气体大全：第三册. 大连：大连理工大学出版社，2008.
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