ПНСТ 1015-2025. Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Тяговый подвижной состав на водородных топливных элементах железнодорожный. Часть 2. Система хранения водорода. Технические требования и методы контроля

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 30.10.2025 № 46-пнст)

ОКС 45.060.10

Срок действия с 1 января 2026 года до 1 января 2029 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 045 «Железнодорожный транспорт»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 октября 2025 г. № 46-пнст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений проекта международного стандарта МЭК 63341-2 «Железнодорожный транспорт. Подвижной состав. Система топливных элементов для тяговых двигателей. Часть 2. Система хранения водорода» (IEC/CDV 63341-2 «Railway Applications — Hydrogen And Fuel Cell Systems For Rolling Stock — Part 2: Hydrogen Fuel System», NEQ)

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за четыре месяца до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу info@vnikti.ru и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д. 10, стр. 2, gost@gostinfo.ru.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Положения настоящего стандарта являются неотъемлемой частью требований, которые регламентируют применение на железнодорожном транспорте водородных технологий в Российской Федерации, эти требования также установлены:

• в ПНСТ 1014-2025 «Тяговый подвижной состав на водородных топливных элементах железнодорожный. Часть 1. Энергоустановка на основе топливных элементов. Технические требования и методы контроля»;
• ПНСТ 977-2024 «Пункты хранения водорода и экипировки тягового подвижного состава на водородных топливных элементах железнодорожного. Требования к местам расположения и техническому оснащению».

Общие требования безопасности применения водородной технологии на железнодорожном транспорте установлены в ПНСТ 1013-2025 «Тяговый подвижной состав на водородных топливных элементах железнодорожный. Требования безопасности и методы контроля».

Настоящий стандарт распространяется на железнодорожный тяговый подвижной состав, использующий для питания топливных элементов энергоустановки компримированный (сжатый) водород посредством системы хранения водорода, и устанавливает требования и методы контроля к этой системе, ее компонентам, а также к устройствам компонентов водородной топливной системы, связанным с функционированием системы хранения сжатого водорода, и топливораздаточной колонки пункта хранения водорода и экипировки железнодорожного тягового подвижного состава, работающего на водородных топливных элементах (см. рисунок 1).

Примечание — Понятия «компримированный» и «сжатый» являются эквивалентными. Компримированный водород находится в сжатом газообразном состоянии.

Рисунок 1 — Структурная схема водородной топливной системы

В частности настоящий стандарт устанавливает требования:

• к составу системы хранения компримированного водорода и ее компонентам, а также другим внутренним и внешним подсистемам (компонентам) водородной топливной системы (ВТС);
• к параметрам, обеспечивающим совместимость системы хранения компримированного водорода с железнодорожным тяговым подвижным составом;
• надежности и безопасности;
• хранения, транспортирования, монтажа;
• к методам испытаний.

Примечание — Понятие «подсистема» здесь и далее установлено для иерархического упорядочивания составных частей водородного ТПС и его топливной системы в частности.

Применение жидкого водорода в настоящем стандарте не рассматривается.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает технические требования и методы контроля (испытаний) системы хранения водорода, применяемой в конструкции железнодорожного тягового подвижного состава, работающего на компримированном водородном топливе (далее — водородный ТПС).

Настоящий стандарт не распространяется на систему хранения водорода железнодорожного тягового подвижного состава, работающего на сжиженном водородном топливе.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2.602 Единая система конструкторской документации. Ремонтные документы

ГОСТ 9.107-2023 Единая система защиты от коррозии и старения. Коррозионная агрессивность атмосферы. Основные положения

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.030 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление

ГОСТ 12.1.044 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 12.2.085 Арматура трубопроводная. Клапаны предохранительные. Выбор и расчет пропускной способности

ГОСТ 12.4.026 Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний

ГОСТ 27.003 Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности

ГОСТ 27.301 Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения

ГОСТ 6996 (ИСО 4136-89, ИСО 5173-81, ИСО 5177-81) Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 9238 Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений

ГОСТ 9544 Арматура трубопроводная. Нормы герметичности затворов

ГОСТ 14254 (IEC 60529:2013) Степень защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 24856 Арматура трубопроводная. Термины и определения

ГОСТ 30631 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации

ГОСТ 31294-2005 Клапаны предохранительные прямого действия. Общие технические условия

ГОСТ 31610.10-1-2022 (IEC 60079-10-1:2020) Взрывоопасные среды. Часть 10-1. Классификация зон. Взрывоопасные газовые среды

ГОСТ 32192 Надежность в железнодорожной технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 33322 (IEC 61991:2000) Железнодорожный подвижной состав. Требования к защите от поражения электрическим током

ГОСТ 33433 Безопасность функциональная. Управление рисками на железнодорожном транспорте

ГОСТ 33436.3-2-2015 (IEC 62236-3-2:2008) Совместимость технических средств электромагнитная. Системы и оборудование железнодорожного транспорта. Часть 3-2. Железнодорожный подвижной состав. Аппаратура и оборудование. Требования и методы испытаний

ГОСТ 33662.2 (ISO 5149-2:2014) Холодильные системы и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Часть 2. Проектирование, конструкция, изготовление, испытания, маркировка и документация

ГОСТ 33787 (IEC 61373:2010) Оборудование железнодорожного подвижного состава. Испытания на удар и вибрацию

ГОСТ 33796 Моторвагонный подвижной состав. Требования к прочности и динамическим качествам

ГОСТ 33798.1-2016 (IEC 60077-1:1999) Электрооборудование железнодорожного подвижного состава. Часть 1. Общие условия эксплуатации и технические условия

ГОСТ 33976 Соединения сварные в стальных конструкциях железнодорожного подвижного состава. Требования к проектированию, выполнению и контролю качества

ГОСТ 34014 Электросвязь железнодорожная. Сеть оперативно-технологической связи. Технические требования и методы контроля

ГОСТ 34056 Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Термины и определения

ГОСТ 34698 Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 34939 Локомотивы. Требования к прочности и динамическим качествам

ГОСТ 35094 Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения

ГОСТ IEC 60664-1-2023 Координация изоляции для оборудования низковольтных систем питания. Часть 1. Принципы, требования и испытания

ГОСТ ISO 8992 Изделия крепежные. Общие требования для болтов, винтов, шпилек и гаек

ГОСТ ISO 12619-1 Транспорт дорожный. Сжатый газообразный водород и компоненты топливной системы водорода/природного газа. Часть 1. Общие требования и определения

ГОСТ Р 2.601 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ Р 9.915 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, покрытия, изделия. Методы испытаний на водородное охрупчивание

ГОСТ Р 27.301 Надежность в технике. Управление надежностью. Техника анализа безотказности. Основные положения

ГОСТ Р 27.303 (МЭК 60812:2018) Надежность в технике. Анализ видов и последствий отказов

ГОСТ Р 53325 Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ Р 55891-2013/ISO/TS 15869:2009 Водород газообразный и водородные смеси. Бортовые системы хранения топлива для транспортных средств

ГОСТ Р 55980 Управление рисками на железнодорожном транспорте. Классификация опасных событий

ГОСТ Р 58095.0 Системы газораспределительные. Сети газопотребления. Часть 0. Общие положения

ГОСТ Р 58689 Взрывоопасные среды. Компетентность персонала организаций, осуществляющих проверку и техническое обслуживание электроустановок для применения во взрывоопасных средах. Требования

ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 1. Базовая модель

ГОСТ Р ИСО 9712 Контроль неразрушающий. Квалификация и сертификация персонала неразрушающего контроля

ГОСТ Р ИСО 14687 Водородное топливо. Технические условия

ГОСТ Р ИСО 17268-2014 Устройства соединительные для заправки наземных транспортных средств газообразным водородным топливом

ГОСТ Р МЭК 60664.1-2012 Координация изоляции для оборудования в низковольтных системах. Часть 1. Принципы, требования и испытания

ГОСТ Р МЭК 61508-2 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2. Требования к системам

ГОСТ Р МЭК 61508-7 Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 7. Методы и средства

ГОСТ Р МЭК 62508 Менеджмент риска. Анализ влияния на надежность человеческого фактора

ПНСТ 1013-2025 Тяговый подвижной состав на водородных топливных элементах железнодорожный. Требования безопасности и методы контроля

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24856, ГОСТ 32192, ГОСТ 34056, а также следующие термины с соответствующими определениями: 3.1.1 тяговый (железнодорожный) подвижной состав: Совокупность видов железнодорожного подвижного состава, обладающего тяговыми свойствами для выполнения перевозочного процесса и включающая в себя локомотивы и моторвагонный подвижной состав. Примечание — Моторвагонный подвижной состав включает в себя электропоезда, дизель-поезда и автомотрисы (рельсовые автобусы), предназначенные для перевозки пассажиров.

[ГОСТ 31539-2012, статья 3] 3.1.2 система хранения водорода; СХВ: Система, предназначенная для хранения и обработки водорода с целью подачи его в энергоустановку на основе топливных элементов. Примечание — Система включает в себя заправочные устройства, трубопроводы для подачи топлива и продувки, а также сопутствующие устройства контроля, управления и безопасности.

[ПНСТ 1014-2025, пункт 3.37]

Примечания

1 Системы хранения водорода классифицируют по агрегатному состоянию применяемого водородного топлива:

• система хранения компримированного водорода (СХКВ) для водорода в сжатом состоянии;
• система хранения сжиженного водорода для водорода в жидком состоянии.

2 Понятия «емкость» и «резервуар» являются эквивалентными.

3.1.3 модуль(и) системы хранения компримированного водорода: Моноблок(и), состоящий(ие) из одной или нескольких систем хранения компримированного водорода, соединенных между собой трубопроводами для топливоснабжения/продувки/вентиляции. Примечание — Дополнительно модуль СХКВ может включать датчики, клапаны и другие устройства для контроля и управления (например, датчики температуры и давления, манометры с автоматическими запорными клапанами).

3.1.4

система подачи водорода; СПВ: Система, которая обрабатывает, создает условия и/или транспортирует водород (или обогащенный водородом газ) в топливные элементы энергоустановки на основе топливных элементов.

[ПНСТ 1014-2025, пункт 3.33]

3.1.5 бортовой экипировочный узел: Узел тягового подвижного состава, предназначенный для его экипировки топливом и состоящий из заправочной горловины и устройства индикации количества топлива в СХВ.

3.1.6 устройство контроля и безопасности; УКВ: Устройство защиты, реализующее одну или нескольких функций контроля и обеспечения безопасности.

Примечание — УКБ может включать датчики, логические решающие устройства и исполнительные механизмы, термодетекторы и т.п.

3.1.7 система контроля, управления и безопасности: Система, представляющая собой комплекс датчиков, приводов, клапанов, переключателей и логических элементов, которые поддерживают параметры водородной топливной системы в рабочем режиме без вмешательства оператора.

3.1.8 трубопроводы топливной системы: Совокупность труб, деталей трубопровода, арматуры, плотно и прочно соединенных между собой и с компонентами топливной системы.

Примечание — Трубопроводы классифицируют по назначению:

• топливоснабжающие предназначены для транспортирования топлива;
• газоотводные предназначены для сброса и/или вытеснения газа из топливной системы.

3.1.9

испытательное давление: Требуемое давление, применяемое при проведении испытания под давлением. [ГОСТ Р 55891-2013, пункт 3.25]

Примечание — Испытательное давление применяют при проведении первоначальной или периодической проверки оборудования водородной топливной системы, для испытуемого оборудования, сосуда или аппарата, работающего в двух или более режимах, значение пробного давления принимают наибольшим из определенных для каждого режима.

3.1.10 диапазон рабочих (избыточных) давлений: Диапазон давления, ограниченный минимальным и максимальным (предельным) значениями создаваемого избыточного давления оборудования, при котором обеспечивается запас прочности оборудования при эксплуатации, подтверждаемый результатами расчета на прочность или приемочными испытаниями оборудования.

3.1.11 номинальное рабочее давление: Давление сжатого газа, установившееся при однородной температуре 15 °C в заполненных бортовых емкостях системы хранения водорода ТПС.

3.1.12

расчетное давление (design pressure): Максимальное давление, которое может возникнуть при любом из рабочих режимов, включая стадию выхода на режим и переходные процессы. [ГОСТ Р 56188.3.100-2023, пункт 3.6]

Примечание — Значение расчетного давления при расчете на прочность, как правило, принимают равным значению максимального рабочего давления или значению выше этого давления.

3.1.13 контур высокого давления: Контур водородной топливной системы водородного тягового подвижного состава, рассчитанный на работу с давлением от 35 МПа и включающий компрессор высокого давления с контрольным клапаном, датчиком, контролирующим давление в контуре, форсунки, трубопроводы высокого давления и бортовую емкость.

Примечания

1 Компрессор высокого давления с предохранительным клапаном является внешней подсистемой водородной топливной системы (ВТС), располагаемой вне водородного ТПС.

2 Оборудование, работающее с давлением от 10 до 35 МПа, относится к контуру среднего давления ВТС, с давлением до 10 МПа — к контуру низкого давления ВТС.

3.1.14 опорожнение: Операция по возврату (удалению) топлива из бортовой СХКВ на пункт экипировки. 3.1.15 энергоустановка на основе топливных элементов; ТЭУ: Энергетическая установка, в которой для преобразования химической энергии топлива в электрическую и тепловую используются топливные элементы. Примечание — Включает в себя электрохимический генератор на основе топливных элементов, системы и оборудование, обеспечивающие энергоснабжение потребителя.

[ГОСТ Р 56188.1-2023, статья 485-09-01]

3.1.16 бортовая емкость: Емкость, имеющая внутренний сосуд для водородного топлива, внешнюю оболочку и изоляцию, расположенную в пространстве между сосудом для водородного топлива и внешней оболочкой.

3.1.17

баллон: Сосуд, имеющий одну или две горловины, предназначенный для транспортирования, хранения и использования сжатых газов. [ГОСТ Р 59530-2021, пункт 3.1.2]

3.1.18

баллон типа 3: Баллон, полностью покрытый усиливающей композитной оболочкой как в цилиндрической, так и в верхней части, с металлическим лейнером для распределения нагрузки. [ГОСТ Р 59530-2021, пункт 3.1.3]

3.1.19

лейнер: Внутренняя герметизирующая металлическая оболочка баллона, ограниченная с торцов днищами с горловинами, принимающая на себя часть внутреннего избыточного давления. [ГОСТ Р 59530-2021, пункт 3.1.8]

3.1.20 баллон типа 4: Баллон с внутренним неметаллическим корпусом и наружной оболочкой из полимерного композитного материала, изготовленного намоткой на внутренний металлический корпус армирующего материала, пропитанного термореактивной смолой или термопластичным материалом с последующим отверждением.

3.1.21

инертизация (системы хранения водорода водородного ТПС): Процесс полного замещения водорода инертным газом в системе хранения водорода водородного тягового подвижного состава. Примечание — Например, инертными газами являются азот, аргон, гелий. ПНСТ 977-2024, [пункт 3.1.7]

3.1.22 продувка: Действия по замещению (со сбросом в атмосферу или во внешний контур) в трубопроводах системы хранения компримированного водорода или модуле системы хранения компримированного водорода находящейся там среды (атмосферного воздуха или водорода, загрязненного примесями или влагой) на чистый водород.

3.1.23

вентиляция: Обмен воздуха в помещениях для удаления избытка теплоты, влаги и вредных веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха в обслуживаемом помещении или рабочей зоне. ГОСТ 22270-2018, [статья 2.12]

3.1.24 внутренняя утечка: Утечка из одной камеры, удерживающей давление, в другую, где обе камеры предназначены для удержания давления при нормальной работе.

3.1.25 внешняя утечка: Утечка из любой удерживающей давление камеры в атмосферу или в любую камеру, связанную выходом с атмосферой.

3.1.26 самовоспламенение водорода: Возгорание водородно-воздушной смеси, инициированное нагревом или адиабатическим сжатием.

3.1.27 ламинарное диффузное пламя: Пространство, в котором происходит горение струи горючего газа, распыленного в воздухе и перемешанного с ним в процессе горения.

Примечания

1 Пламя при диффузном горении струи газа представляет собой факел.

2 Непрерывный ориентированный поток газа под давлением, имеющий четкие границы, представляет собой струю газа.

3.2 Сокращения

ВТЭ — водородный топливный элемент;

ЗП — заправочный приемник;

КВД — контур высокого давления водородной топливной системы;

ПЭ — пункт хранения водорода и экипировки;

РО — редуцирующее оборудование;

СКУБ — система контроля, управления и безопасности;

СУКД — система управления, контроля и диагностики;

СХКВ — система хранения компримированного водорода;

ТО — техническое обслуживание;

ТПС — железнодорожный тяговый подвижной состав;

УБЭ — узел бортовой экипировочный;

УСВАд — устройство сброса водорода в атмосферу при избыточном давлении;

УСВАп — устройство сброса водорода в атмосферу при возгорании.

4 Технические требования

4.1 Общие требования

4.1.1 СХКВ является составной частью водородного ТПС, входящей в состав ВТС, которая предназначена для хранения компримированного водорода и питания им ТЭУ водородного ТПС и должна соответствовать требованиям ПНСТ 1013-2025.

В общий состав ВТС водородного ТПС могут входить:

а) модуль(и) СХКВ;

б) СПВ;

в) УБЭ;

г) СКУБ;

д) трубопроводы для топливоснабжения и газоотвода (продувочные/вентиляционные).

4.1.2 В технической документации (в паспорте) (см. 9.3) на конкретную СХКВ должны быть установлены следующие параметры:

а) допустимый расход водорода (общая пропускная способность СХКВ) для подачи в ТЭУ (в кг/ч или г/с), включая расход на продувку;

б) диапазон давления водорода для контура высокого давления;

в) диапазон давления водорода для контура среднего давления;

г) вместимость баллонов модуля(ей) СХКВ (см. 4.5.1.1);

д) минимальное и максимальное рабочее давление в модулях СХКВ (см. 4.2.2) в зависимости от конструкции модуля;

е) значения поперечных сечений и характеристики трубопровода (например, распределительных труб, гибких шлангов, фитингов и др.);

ж) значения настроек трубопроводной арматуры и/или датчиков для управления и контроля работы СХКВ;

и) классы герметичности затворов трубопроводной арматуры;

к) климатические условия эксплуатации;

л) назначенный срок службы (ресурс).

4.2 Эксплуатационные требования

4.2.1 Все компоненты СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС должны быть рассчитаны на допустимый расход водорода [см. 4.1.2, перечисление а)] во всех режимах эксплуатации (например, заправка водородом, опорожнение, продувка, вентиляция и др.).

4.2.2 Все компоненты СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС, устанавливаемые в контуре высокого давления [см. 4.1.2, перечисление б)], должны быть работоспособными при следующих значениях давления водорода:

• номинальное (рабочее) давление при 15 °C — от 35 до 70 МПа;
• максимальное рабочее давление — 125% от номинального (рабочего) давления в контуре;
• расчетное давление — 150% от номинального (рабочего) давления в контуре;
• минимальное рабочее давление — 0,6 МПа.

4.2.2.1 В конструкции контура высокого давления ВТС должна быть защита от избыточного давления в СХКВ.

Предотвращение выхода за верхний предел избыточного давления в СХКВ, возникающего во время процесса заправки водородного ТПС, может осуществляться средствами ПЭ водородного ТПС.

4.2.2.2 В зависимости от типа баллонов, применяемых в конструкции модуля (см. 4.5.1.1), допускается устанавливать другое отличное от 4.2.2 значение минимального рабочего давления СХКВ, которое должно быть согласовано с заказчиком.

4.2.3 Все компоненты СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС, устанавливаемые в контуре среднего давления [см. 4.1.2, перечисление в)], должны оставаться работоспособными при следующих значениях давления водорода:

• номинальное рабочее давление — от 10 до 35 МПа;
• максимально создаваемое давление — 120% от максимального рабочего давления.

Примечание — Значение максимального рабочего давления устанавливается в технической документации на конкретную ВТС ТПС.

4.2.3.1 Модуль (см. 4.5.1.1) и другие компоненты СХКВ, смонтированные в контурах высокого и среднего давления ВТС, рассчитывают и испытывают с учетом всех значений давления, указанных в 4.2.2. Взаимосвязь диапазонов давления водорода ВТС ТПС представлена на рисунке 2.

MnSP — минимальное давление для специального применения (например, техническое обслуживание, промывка, транспортирование и т.п.); MnOP — минимальное рабочее давление для КВД; NWP — номинальное (рабочее) давление; MDP — максимально создаваемое давление; MFP — максимальное давление при подаче водородного топлива; MQP — максимальное рабочее давление; P — расчетное давление

Рисунок 2 — Схема диапазонов давления водорода ВТС

4.2.4 Все компоненты СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС должны быть работоспособны при температуре водорода от минус 40 °C до плюс 85 °C.

4.2.4.1 Для предотвращения выхода за верхний предел диапазона по 4.2.3 при выполнении операции быстрой заправки ТПС или продувки должны быть предусмотрены организационные и технические решения, направленные на обеспечение безопасной эксплуатации водородного ТПС.

4.2.4.2 Максимальные и минимальные температуры водорода, поступающего в энергетическую установку водородного ТПС, определяют по температурным ограничениям ТЭУ.

4.2.5 СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС должны обеспечивать герметичность (плотность) по отношению к внутренним и внешним утечкам (см. 10.4 - 10.6) во всех режимах работы в допустимых условиях эксплуатации.

4.2.6 Все компоненты СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС должны иметь конструкцию, пригодную для применения с водородным топливом по ГОСТ Р ИСО 14687.

4.2.7 Требования к защите от коррозии элементов СХКВ и трубопроводов должны соответствовать ГОСТ 35094.

4.3 Требования к конструкции

4.3.1 Конструкция компонентов СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС при работе в температурном диапазоне (см. 4.2.4) должна исключать возможность выхода за границы этого диапазона для недопущения образования:

• конденсата или льда в трубопроводах и связанных с ними устройствах из-за низких температур в случае заправки охлажденным водородом;
• низких температур, достигаемых в ВТС во время операций продувки/промывки, в том числе во время быстрой продувки баллонов для водорода;
• высокой температуры в баллонах для водорода и входящих в СХКВ устройств в процессе быстрой заправки;
• механических напряжений в газоотводных (продувочных/вентиляционных) трубопроводах, вызванных тепловым расширением или сжатием металлических деталей.

4.3.1.1 Не допускается установка СХКВ в замкнутых зонах водородного ТПС без естественной вентиляции, обеспечивающей достаточный теплоотвод от модулей СХКВ, и/или в непосредственной близости от высокотемпературного выхлопного оборудования (с температурой нагрева оборудования, превышающей 80% от стандартной температуры самовоспламенения водородовоздушной смеси) из-за ограниченной возможности отвода тепла из модуля СХКВ (см. 4.5.1.1), обусловленной скоростью заправки водородного ТПС.

4.3.1.2 Для заправки водородным топливом с предварительным охлаждением в конструкции трубопровода ВТС водородного ТПС может быть применена теплоизоляция для снижения способности теплообмена между линиями заправки и окружающим воздухом.

4.3.2 Для снижения вероятности риска утечки водорода в конструкции СХКВ и ВТС в целом следует применять минимально возможное количество разъемных соединений (фитингов).

В местах разъемных соединений, расположенных в закрытых объемах, следует устанавливать приборы (датчики) обнаружения водорода в окружающей среде и устройства обнаружения пожара (пожарные извещатели) — по ГОСТ 34698, ГОСТ Р 53325.

4.3.3 Прочность крепления компонентов СХКВ к корпусу водородного ТПС — по ГОСТ 33796 и ГОСТ 34939.

4.3.4 Требования к сварным соединениям компонентов СХКВ и конструктивных деталей [таких как каркас рамы для баллона(ов)] — по ГОСТ 33976.

4.3.5 Крепежные изделия для сборки СХКВ и ее монтажа на водородный ТПС — по ГОСТ ISO 8992.

4.3.6 Степень защиты оболочек, применяемых в конструкции компонентов СХКВ и других внутренних и внешних подсистемах ВТС элементов (например, клапанов) и электрических устройств (например, датчиков, блока управления), — по ГОСТ 14254.

Конкретную степень защиты оболочек компонентов указывают в конструкторской документации на СХКВ, рекомендуемая степень защиты оболочек компонентов при установке на крыше водородного ТПС — не ниже IP65.

4.3.7 Материалы, применяемые в конструкции компонентов СХКВ и других внутренних и внешних подсистемах ВТС, которые могут контактировать с водородным топливом, должны быть устойчивы к водородному охрупчиванию.

Устойчивость к водородному охрупчиванию может обеспечиваться за счет применения специальных покрытий, которые препятствуют проникновению атомов водорода в структуру материала, предотвращая ухудшение прочностных характеристик компонентов (подсистем).

4.3.8 Конструкция СХКВ и ВТС в целом должна обеспечивать безопасную и надежную эксплуатацию при совершении человеком возможной ошибки в процессе управления или обслуживания (ремонта). Для этого рекомендуется при проектировании применять методы человеко-ориентированного проектирования по ГОСТ Р МЭК 62508, метод оценки риска опасностей со стороны действий персонала — согласно [1].

4.3.9 Конструкция СХКВ должна быть обслуживаемой и ремонтопригодной, при этом должен обеспечиваться принцип модульности с возможностью замены компонентов, вышедших из строя или подлежащих ремонту, на новые (отремонтированные).

4.4 Требования стойкости к механическим и климатическим факторам внешней среды

4.4.1 Расположение СХКВ и других внутренних подсистем ВТС на водородном ТПС, климатические условия эксплуатации СХКВ по ГОСТ 15150, класс герметичности затворов трубопроводной арматуры, используемой в СХКВ, по ГОСТ 9544 должны быть установлены в технической документации на конкретную ВТС.

Примечание — Могут быть указаны условия окружающей среды, характерные для узлов СХКВ (например, модуль СХКВ может устанавливаться внутри технического шкафа и на крыше с различными экологическими ограничениями).

4.4.2 Все компоненты СХКВ и другие внутренние подсистемы ВТС должны быть рассчитаны на эксплуатацию в условиях воздействия механических факторов внешней среды, соответствующих группе М25 по ГОСТ 30631.

4.4.3 Все компоненты СХКВ и другие внутренние и внешние подсистемы ВТС должны быть работоспособны во всем диапазоне рабочих температур, указанных производителем компонентов в соответствии с ГОСТ 15150-69 (пункт 2.8).

4.4.4 Условия эксплуатации электрооборудования ВТС, в том числе СХКВ, должны соответствовать требованиям ГОСТ 33798.1-2016 (раздел 7).

4.4.5 Категория коррозионной активности атмосферы компонентов СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС должна соответствовать ГОСТ 9.107-2023 (таблица 1).

4.4.6 Металлические корпуса и кожухи электрооборудования компонентов ВТС, в том числе СХКВ, должны быть заземлены по ГОСТ 12.1.030.

4.5 Требования к компонентам системы хранения компримированного водорода

4.5.1 Требования к модулю системы хранения компримированного водорода

4.5.1.1 Конструкция модуля СХКВ [см. 4.1.1, перечисление а)] может включать несколько баллонов (типа 3 или 4) в сборе по ГОСТ Р 55891 или бортовую емкость, закрепляемых на каркасе рамы, соединяемых трубопроводами и оснащаемых устройствами в соответствии с 4.5.1.3 и 4.5.1.5.

ВТС при необходимости может включать сборку нескольких модулей СХКВ.

4.5.1.2 Для достижения требуемого объема водорода в конструкции СХКВ, установленной на водородном ТПС, может быть применено несколько модулей СХКВ, объединенных вместе. Значение требуемого объема определяется минимально необходимым количеством водородного топлива, который обусловлен технологическим процессом перевозки конкретного полигона эксплуатации водородного ТПС.

4.5.1.3 Модуль СХКВ должен быть оснащен следующими системами и устройствами безопасности:

• системой противопожарной защиты, включающей термически активируемое устройство для сброса давления;
• нормально закрытым запорным клапаном, управляемым ТЭУ для снабжения водородом топливных элементов (клапан не должен быть работоспособен без электрического сигнала активации, при подаче водорода в случае исчезновения электрического сигнала должен закрыться автоматически);
• клапаном избыточного давления (или обратный клапан), препятствующим выпуску водорода в случае разрыва схем снабжения водородом топливных элементов или заправки водородом СХКВ (располагают максимально близко к емкости);
• датчиками концентрации водорода (при обеспечении возможности функционирования), установленными рядом с местами возможных утечек водорода (соединений трубопроводов, расположения редукторов, запорной арматуры и прочих элементов).

4.5.1.4 Устройства по 4.5.1.3 могут быть установлены непосредственно на емкости или на трубопроводе, соединяющем несколько модулей СХКВ (см. 4.5.1.1).

4.5.1.5 Дополнительно к устройствам по 4.5.1.3 на емкости (баллоне) модуля СХКВ (см. 4.5.1.1) или трубопроводе устанавливают:

• температурный датчик для контроля температуры водорода во время процесса заправки [установленный непосредственно на емкости (баллоне) или на трубопроводе, соединяющем несколько модулей СХКВ (см. 4.5.1.1)];
• датчик давления для контроля давления в процессе работы водородного ТПС и во время процесса его заправки;
• ручной сбросный/продувочный клапан для полного сброса водородного топлива из модуля СХКВ (см. 4.5.1.1) при ТО;
• запорный клапан для ТО, контролируемый СКУБ.

4.5.2 Требования к системе подачи водорода

4.5.2.1 Требования к компонентам СПВ — по ГОСТ ISO 12619-1.

4.5.2.2 Конструкция СПВ [см. 4.1.1, перечисление б)], может включать:

• регулятор давления;
• датчик давления и/или реле давления для цепей контроля;
• обратный клапан;
• фильтр и т.д.

4.5.2.3 Конструкция СПВ должна выполнять следующие основные функции:

• снабжение водородом, хранящимся в модуле СХКВ (см. 4.5.1.1), после снижения его давления редуктором (см. 5.1) с переменным значением высокого давления до постоянного давления, требуемого СПВ;
• контроль давления водорода в контурах высокого и среднего давления ВТС с помощью регуляторов давления и/или датчиков давления;
• сброс водорода из контуров среднего давления ВТС при превышении верхнего предела избыточного давления;
• сброс водорода из контуров высокого и/или среднего давления ВТС для промежуточной продувки или инертизации.

4.5.2.4 Конструкция СПВ должна предусматривать разъем на линии подачи водорода, позволяющий выполнять ТО модуля СХКВ (см. 4.5.1.1) без полного сброса водородного топлива из СХКВ.

4.5.3 Требования к бортовому экипировочному узлу

4.5.3.1 Конструкция УБЭ [см. 4.1.1, перечисление в)] должна соответствовать требованиям ГОСТ Р ИСО 17268 и может включать:

• входной фильтр для предотвращения попадания загрязнений в СХКВ при осуществлении процесса заправки;
• автоматический регулятор давления (редуктор) подачи водорода;
• обратный клапан;
• датчик подключения заправочного оборудования.

4.5.3.2 Автоматический клапан УБЭ должен обеспечивать перекрытие подачи водорода в модуль СХКВ (см. 4.5.1.1) в следующих случаях:

• водородный ТПС находится в движении;
• обнаружена утечка водорода;
• обнаружена неисправность оборудования СХКВ;
• обнаружено загрязнение топлива с помощью датчика, установленного во впускном фильтре.

4.5.3.3 Заправочный приемник УБЭ по 5.2.

4.5.4 Требования к системе контроля, управления и безопасности

4.5.4.1 СКУБ [см. 4.1.1, перечисление г)] должны соответствовать ГОСТ Р МЭК 61508-2.

4.5.4.2 Конструкция СКУБ может включать электрические и/или электронные устройства (например, клеммные колодки, преобразователи постоянного тока, микропроцессорные устройства и т.п.).

4.5.4.3 СКУБ должна обеспечивать возможность:

• управления и диагностики СХКВ (например, открытие/закрытие электромагнитных клапанов) по данным сигналов от реле давления, датчиков давления и/или датчиков температуры;
• питания оборудования водородного ТПС от ТЭУ;
• связи с другими внутренними подсистемами ВТС;
• связи между низковольтными логическими микросхемами оборудования водородного ТПС (кабельные соединения);
• связи с оборудованием ПЭ водородного ТПС по определенному протоколу, позволяющему передавать информацию, например о свободном объеме модуля СХКВ (см. 4.5.1.1), значениях давления и температуры в ней в реальном времени во время процесса заправки;
• безопасной остановки СХКВ при возникновении аварийных ситуаций.

4.5.4.4 СКУБ должна обеспечивать безопасность, контролируя утечки водорода в окружающую среду и возникновение возгораний. Для этого в конструкции применяют УКБ с учетом требований 4.3.2.

4.5.4.5 Для предоставления входных данных в реальном времени в конструкции СКУБ могут быть применены дополнительные устройства контроля для оповещения персонала о воздействиях на топливную систему (например, закрытие автоматического запорного клапана).

4.5.4.6 Для обеспечения функций безопасности СКУБ может включать в себя интегрированное программное и/или аппаратное обеспечение.

4.5.4.7 Программное обеспечение СКУБ должно реализовать функции, связанные с безопасностью и передавать следующую информацию:

• текущее состояние СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС;
• состояние при сбое в работе СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС;
• сигналы от датчиков, контролирующих безопасную работу СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС (например, датчики давления и температуры) на входы бортовой микропроцессорной системы управления ТПС;
• данные о концентрации водорода в окружающем воздухе, получаемые от датчиков концентрации водорода, установленных в СХКВ.

4.5.4.8 Допускается модернизировать штатную бортовую микропроцессорную систему управления автономного ТПС (СУКД, см. рисунок 1) с включением в ее состав устройств, необходимых для реализации в ней функций СКУБ по 4.5.4.3 и 4.5.4.4 и информирования по 4.5.4.7.

4.5.5 Требования к трубопроводам

4.5.5.1 Трубопроводы для топливоснабжения [см. 4.1.1, перечисление д)], предназначенные для соединения между различными компонентами СХКВ и другими внутренними и внешними подсистемами ВТС, должны быть рассчитаны на максимальный расход водорода из СХКВ при эксплуатации водородного ТПС с учетом возможных аварийных ситуаций.

4.5.5.2 Газоотводные трубопроводы должны обеспечивать сброс водорода для обеспечения безопасной эксплуатации, например в случае пожара или при превышении верхнего предела избыточного давления в СХКВ.

4.5.5.3 Продувочные/вентиляционные трубопроводы должны обеспечивать вытеснение (продувку) водорода или воздуха для целей обслуживания, например при необходимости замены компонента СХКВ.

4.5.5.4 Газоотводные и продувочные/вентиляционные трубопроводы должны иметь цветовую маркировку отличную от других трубопроводов ВТС.

5 Требования к устройствам подсистем (компонентов) водородной топливной системы, связанным с функционированием системы хранения сжатого водорода

5.1 Редуцирующее оборудование

5.1.1 РО СПВ должно обеспечивать подачу водородного топлива от СХКВ в ТЭУ с учетом рабочих диапазонов давления водорода, предельных значений расчетного давления, электрической мощности ТЭУ и температуры, которые заданы в спецификации ТЭУ.

5.1.2 РО СПВ должно выдерживать не менее 500 операций монтажа/демонтажа.

5.1.3 РО СПВ должно быть доступно для операций ТО.

5.1.4 Для производства ремонта СПВ агрегатным способом размещение РО должно позволять выполнять его монтаж/демонтаж с удалением минимального количества других компонентов.

5.2 Заправочный приемник

5.2.1 ЗП УБЭ должен быть установлен в зоне водородного ТПС, легкодоступной персоналу при заправке водородом.

5.2.2 Конструкция ЗП УБЭ должна обеспечивать защиту от загрязнения твердыми частицами, а также иными газами, жидкостями и инородными веществами в любом состоянии, в том числе в соединенном и не соединенном с заправочным разъемом топливораздаточной колонки ПЭ состояниях.

5.2.3 Доступ к ЗП УБЭ должен быть закрыт крышкой или колпаком для предотвращения утечки водорода при заправке ТПС и загрязнения приемника после окончания процесса заправки.

5.3 Газоотводные трубопроводы

5.3.1 Конструкция газоотводных трубопроводов (продувочных/вентиляционных) должна обеспечивать возможность выполнения операций продувки при подготовке системы к инертизации для проведения ТО.

5.3.2 Для продувки/инертизации всех компонентов СХКВ или ее частей может быть применено устройство:

- специальное для выполнения обслуживания ВТС (например, быстроразъемное или резьбовое соединение);

- общее для обеспечения сжатия/разгерметизации (например, бортовая емкость).

5.3.3 Конструкция газоотводных трубопроводов должна обеспечивать возможность продувки/промывки безопасным способом при максимальном расходе водорода (т.е. должна быть исключена опасность взрыва или самовоспламенения водорода) при разрешенном производителем давлении.

5.3.4 Для снижения вероятности возникновения опасных событий во всех режимах эксплуатации (продувка, промывка, заправка топливом) должны быть исключены:

- выброс водорода, например, при самопроизвольном срабатывании и/или внутренней утечке в предохранительном клапане;

- смешение водорода и воздуха.

5.4 Предохранительная арматура

5.4.1 Для обеспечения защиты компонентов СХКВ и безопасной эксплуатации ВТС в ее конструкции применяют предохранительную арматуру, выполняющую сброс водорода из системы в атмосферу:

- при превышении максимально допустимых температур для снижения риска возгорания;

- при превышении избыточного давления в СХКВ для снижения риска нарушения герметичности или разрыва.

5.4.2 Устройства сброса водорода в атмосферу при возгорании

5.4.2.1 Конструкция выпускного отверстия УСВАп, в том числе в части диаметра отверстия, направления потока, должна обеспечивать возможность сброса водорода как в воспламененном состоянии (ламинарное диффузное пламя), так и в невоспламеняемом.

5.4.2.2 Для активации выпуска водорода в конструкции УСВАп применяют термически-активируемое устройство сброса давления. Допускается применение других устройств сброса давления, обеспечивающих безопасную эксплуатации СХКВ.

5.4.2.3 УСВАп устанавливают на водородном ТПС в пределах его габарита по ГОСТ 9238, обеспечив направление сброса водорода вверх для СХКВ, установленной внутри, на крыше или в технических отсеках, при этом точка выпуска должна находиться на крыше и ориентирована вертикально вверх.

5.4.2.4 Конструкция УСВАп в части термически-активируемого устройства для сброса давления и расположения выпускного отверстия (патрубка) на водородном ТПС, должна быть защищена от засорения грязью (пылью) и блокирования в результате проникновения замерзающей воды (льда), песка, камней и т.п.

5.4.2.5 Выпускная точка термически-активируемого устройства для сброса давления УСВАп должна прочно крепиться к конструкции водородного ТПС и обеспечивать безопасное направление сброса газа по 5.4.2.3.

5.4.3 Устройства сброса водорода в атмосферу при избыточном давлении

5.4.3.1 В конструкции УСВАд для обеспечения сброса водорода при превышении верхнего предела избыточного давления в контуре среднего давления ВТС применяют предохранительные выпускные клапаны.

5.4.3.2 Требования к конструкции и расположению УСВАд должны соответствовать 5.4.2.3 - 5.4.2.5.

5.5 Электрические и электронные устройства

5.5.1 Электрические и электронные устройства СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС подключают к низковольтной цепи водородного ТПС для их питания, управления и заземления.

5.5.2 Общие условия эксплуатации электрооборудования СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС должны соответствовать ГОСТ 33798.1.

5.5.3 Безопасность электрооборудования должна соответствовать требованиям ГОСТ 33322.

5.5.4 Изоляция электрооборудования СХКВ и других внутренних и внешних подсистем ВТС низковольтной цепи должна соответствовать ГОСТ IEC 60664-1.

5.5.5 Требования к электромагнитной совместимости электрооборудования — по ГОСТ 33436.3-2.

5.5.6 Низковольтные цепи управления должны обеспечивать безотказную работу в течение времени, необходимого для выполнения функций управления электрическими и электронными устройствами СХКВ. Значение времени для выполнения функций управления электрическими и электронными устройствами СХКВ устанавливают в технической документации.

5.6 Коммутационное оборудование

5.6.1 Коммутационное оборудование СХКВ и ВТС в целом должно обеспечивать связь с другими микропроцессорными устройствами, установленными на водородном ТПС, например СКУБ и система управления ТЭУ, для обеспечения управления и контроля работы ВТС.

5.6.2 Системные средства взаимодействия микропроцессорных устройств проектируют согласно сетевой модели OSI/ISO по ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1 с учетом требований ГОСТ 34014.

5.6.3 Безопасность связи и целостность передаваемых данных должна обеспечиваться:

а) физическими средствами;

б) программным обеспечением.

6 Требования надежности

6.1 Для установления требований надежности СХКВ используют показатели:

а) долговечности в часах работы (километрах пробега) водородного ТПС;

б) вероятность безотказной работы СХКВ за рабочий цикл;

в) среднее время до восстановления в часах;

г) средний срок хранения в календарных годах или месяцах.

При необходимости может быть использована другая номенклатура показателей, обоснованная по ГОСТ 27.003 и установленная в технической документации СХКВ.

6.2 Требования долговечности [см. 6.1, перечисление а)] устанавливают в технической документации СХКВ значением:

а) гамма-процентного ресурса при вероятности \gamma не менее 0,98(T_{\gamma = 0,98}) , определенного на основе результатов ресурсных испытаний;

б) назначенного ресурса равным 0,9T_{\gamma = 0,98} при невозможности контроля технического состояния СХКВ;

в) рекомендуемого ресурса, определенного с использованием методов моделирования, расчетно-экспериментальных и расчетных методов определения показателей надежности или методов экспертных оценок.

Примечание — Перечисление приведено в порядке предпочтительности от наилучшего варианта к наихудшему.

6.2.1 Требования долговечности компонентов СХКВ конкретной ВТС устанавливают аналогично СХКВ.

6.3 При определении требований долговечности СХКВ учитывают:

- максимальное значение количества циклов заправки СХКВ ВТС;

- максимальное значение наработки СХКВ ВТС в рабочих циклах;

- модель эксплуатации водородного ТПС.

6.3.1 Цикл заправки СХКВ ВТС представляет собой последовательную подачу водородного топлива от заправочного приемника УБЭ по топливопроводу контура высокого давления ВТС в СХКВ до полного ее заполнения.

6.3.2 Рабочий цикл СХКВ ВТС представляет собой последовательную подачу водородного топлива от СХКВ по топливопроводу контура высокого давления ВТС до СПВ и далее до топливных элементов ТЭУ водородного ТПС после понижения давления по топливопроводу контура среднего давления ВТС.

6.4 При определении требований долговечности СХКВ принимают во внимание требования в части назначенного срока службы водородного ТПС, который, например, может превышать 20 лет, при модели эксплуатации, определяющей не менее двух заправок в день. Для обеспечения выполнения требований в части срока службы и ресурса водородного ТПС можно:

- разработать и/или применить составные части СХКВ, отвечающие требованиям в отношении срока службы и ресурса (или кратные ему);

- применить в конструкции элементы (покупные изделия), которые возможно заменить один или более раз в течение срока службы СХКВ. При этом необходимо установить в технической документации на конкретную ВТС периодичность и порядок замены элементов СХКВ.

6.5 Значения показателей безотказности [см. 6.1, перечисление б)] и ремонтопригодности [см. 6.1, перечисления в)] для периода нормальной эксплуатации водородного ТПС устанавливают в технической документации СХКВ. При определении значений учитывают:

- возможные режимы функционального отказа одного из компонентов СХКВ с соответствующими показателями надежности;

- доступность ресурсов, обеспечиваемую конструкцией СХКВ в идеальных условиях эксплуатации и ТО и в реальных условиях эксплуатации и технического обслуживания водородного ТПС.

6.6 Система ТО и ремонта СХКВ должна быть установлена в технической документации СХКВ с учетом долговечности СХКВ и ее компонентов. Периодичность обслуживания и ремонта СХКВ должна быть кратной системе ТО и ремонта водородного ТПС.

6.7 Соответствие компонентов СХКВ требованиям безотказности подтверждают расчетными или расчетно-экспериментальными методами по ГОСТ 27.301 и ГОСТ Р 27.301.

6.8 Для выявления влияния отказов СХКВ на функционирование ВТС водородного ТПС, окружающую среду и персонал следует выполнять анализ видов и последствий отказов по ГОСТ Р 27.303, при выполнении анализа рекомендуется рассматривать:

- внешний пожар, избыточное давление в модулях СХКВ (см. 4.5.1.1), старение или химическое воздействие;

- внешние утечки водорода из модулей (см. 4.5.1.1) или компонентов СХКВ;

- внутренние утечки водорода из предохранительных устройств (клапанов);

- взрыв, возникающий при выпуске водорода (из-за вентиляции в случае избыточного давления и пожара или продувки);

- экстремальные температуры поверхностей (например, низкие температуры после быстрой продувки СХКВ или высокие температуры после быстрой заправки);

- механическое воздействие на водородный ТПС при столкновении с препятствием и сходе.

7 Требования безопасности

7.1 Требования промышленной (технологической) и экологической безопасности

7.1.1 Модуль СХКВ (см. 4.5.1.1) устанавливают с обеспечением возможности естественной вентиляции:

- на крыше водородного ТПС;

- на раме водородного ТПС;

- под рамой водородного ТПС.

Во всех случаях должны быть приняты организационные и технические решения для исключения риска накопления водорода, при этом принимают во внимание, что водород легче воздуха и, следовательно, может накапливаться под крышками шкафов, под потолками отсеков и т.п.

7.1.2 Во время эксплуатации СХКВ и ВТС в целом должны быть исключены:

- конденсация паров или замерзание конденсата на водородных контурах и устройствах из-за потенциально очень низкой температуры в случае заправки охлажденным водородом;

- наличие высокой температуры в модуле СХКВ (см. 4.5.1.1) и связанных с ним трубопроводах во время процесса заправки.

7.1.3 Все зоны вокруг установки СХКВ классифицируют в соответствии с требованиями ГОСТ 31610.10-1.

7.1.4 Выбираемые для изготовления СХКВ и ВТС в целом материалы должны оказывать минимальное воздействие на окружающую среду, предпочтительно использование материалов пригодных для вторичной переработки по окончании срока службы СХКВ.

Правила обращения с материалами при утилизации должны быть включены в техническую документацию СХКВ, включая описание методов утилизации отходов.

7.1.5 В месте монтажа компонентов СХКВ на водородный ТПС должно быть предусмотрено оборудование для вентиляции в соответствии с ГОСТ 31610.10-1-2022 (раздел 7).

7.1.6 Конструкция вентиляционного отверстия вентиляции СХКВ должна исключать возможность скопления снега, града и попадания в него посторонних предметов, также должна быть обеспечена изоляция от возможных источников возгорания, таких как горячие точки/поверхности, электрические/электронные приборы и т.п.

7.1.7 Анализ рисков внутренних пожаров (например, из-за утечки СХКВ или другого источника возгорания на водородном ТПС) и внешних пожаров (например, из соседнего вагона, станции, станции заправки и т.д.) выполняют по ГОСТ 33433.

7.1.8 СХКВ должна быть оснащена термически-активируемыми устройствами для сброса давления или аналогичными устройствами, позволяющими охлаждать бортовую емкость и предотвращать ее разгерметизацию на уровне модуля СХКВ (см. 4.5.1.1), включая его первичные запорные устройства, такие как запорный клапан, обратный клапан; конструкционные рамы, экраны и/или другие защитные элементы, предназначенные для защиты СХКВ от воздействия огня.

Примечание — Не допускается использование удаленных термически-активируемых устройств для сброса давления, которые соединены между собой переносным устройством (снаружи от модуля СХКВ), так как существует высокая вероятность повреждения и утечки.

7.2 Требования пожарной безопасности и взрывобезопасности

Система хранения водорода должна отвечать требованиям пожарной безопасности и взрывобезопасности, изложенным в технических регламентах [2], [3], правилах пожарной безопасности [4], нормативных правовых и нормативных документах по пожарной безопасности и взрывобезопасности.

7.3 Требования к безопасности персонала

7.3.1 Персонал, занятый на работах с оборудованием, работающим под избыточным давлением, с электрооборудованием и с взрывопожарными средами (веществами), в части квалификации и сертификации должен соответствовать требованиям [5] и ГОСТ Р 58689.

При проведении промышленного неразрушающего контроля требования к квалификации и сертификации персонала — по ГОСТ Р ИСО 9712.

7.3.2 Показатели пожарной опасности материалов, с которыми контактирует персонал, — по ГОСТ 12.1.044. Класс опасности материалов и вещества должен быть не ниже четвертого по ГОСТ 12.1.007. Меры предосторожности против риска поражения персонала электрическим током от оборудования при контакте — по ГОСТ 33322.

7.3.3 Все работающие с газообразными водородами должны быть обеспечены индивидуальными средствами защиты: спецодеждой, спецобувью и средствами защиты органов дыхания и глаз. Рекомендуется обеспечивать персонал портативными анализаторами водорода.

7.3.4 Работающим во взрывоопасных помещениях, а также в помещениях, где возможно выделение водорода, не разрешается применять спецодежду, изготовленную из материалов, образующих электростатические заряды.

7.3.5 Для исключения риска травматизма персонала из-за его случайного контакта с внешними поверхностями кожухов, ручек, рукояток, кнопок или аналогичных частей компонентов СХКВ при условии их доступности должны быть предусмотрены технические решения, ограничивающие температуру этих поверхностей либо ограждающие или защитные устройства, предотвращающие возможность контакта с этими поверхностями.

7.3.6 Для предотвращения случайных коротких замыканий при работе или техническом обслуживании систем топливных элементов на водороде персоналу необходимо снимать ювелирные и металлические изделия.

7.4 Требования безопасности компонентов СХКВ, установленных на водородном ТПС, должны быть определены изготовителем в соответствии с требованиями ГОСТ 33433 и ГОСТ Р 55980.

8 Маркировка

8.1 Маркировка баллонов СХКВ — по ГОСТ Р 55891.

8.2 Требования к маркировке трубопроводов, клапанов и других защитных устройств выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 33662.2.

8.3 На визуально доступной части компонентов СХКВ должна быть установлена следующая маркировка безопасности по ГОСТ 12.4.026:

а) предупреждающий знак:

- W01 — Пожароопасно. Легковоспламеняющиеся вещества;

б) запрещающий знак:

- P02 — Запрещается пользоваться открытым огнем и курить.

8.4 Каждый компонент СХКВ должен иметь табличку со следующей информацией:

- наименование изготовителя;

- порядковый заводской номер;

- дата изготовления и снятия с эксплуатации (при необходимости);

- общий максимальный вес (если он превышает 20 кг);

- стандарт, определяющий тип топлива;

- номинальное (рабочее) и максимальное (рабочее) давление;

- дата окончания срока службы.

Монтаж таблички должен обеспечивать возможность ее проверки и очистки в установленном положении в ходе выполнения операций по ТО.

Маркировка должна быть разборчивой в течение рекомендуемого срока службы СХКВ. Допускается замена нечитаемых знаков, непригодность которых обнаружена в процессе эксплуатации СХКВ.

Примечание — Если составные части СХКВ слишком малы, чтобы отображать все вышеприведенное содержимое (например, фильтр, контрольный колпачок, предохранительный клапан, труба, соединение), то некоторое содержимое может быть исключено или указано как аббревиатура. Рекомендуется использовать наклейки, приклеенные близко к части, которые могут ссылаться на нормативные документы.

8.5 Все соединения, которые могут ослабевать в течение эксплуатации, должны иметь маркировку, позволяющую проводить внешний визуальный осмотр. Расположение соединений должно обеспечивать возможность проведения визуального осмотра, если для выполнения осмотра требуется демонтаж большого числа компонентов системы, то расположение должно позволять проводить осмотр с помощью эндоскопа или зеркала.

9 Хранение и транспортирование

9.1 Компоненты СХКВ должны:

а) быть приспособленными к удобному и безопасному перемещению и транспортированию типовыми средствами и способами.

Примечание — Специальные средства для перемещения с помощью кранов или аналогичного оборудования могут быть предусмотрены по согласованию с заказчиком;

б) быть упакованными или сконструированными таким образом, чтобы их можно было безопасно и без повреждений хранить (например, иметь достаточную устойчивость, специальные опоры).

9.2 Производитель (при необходимости) в эксплуатационной документации должен указать специальные средства для перемещения, транспортирования и хранения.

9.3 Эксплуатацию СХКВ осуществляют в соответствии с эксплуатационными документами по ГОСТ Р 2.601, ремонт СХКВ — ремонтными документами по ГОСТ 2.602.

10 Методы испытаний и контроля

10.1 Испытания проводят на ТПС после монтажа СХКВ и других внутренних систем ВТС. Рекомендуемый перечень испытаний приведен в приложении А.

10.2 Испытания допускается выполнять комплексно — с участием всех компонентов СХКВ — или, по усмотрению изготовителя, допускается выполнять на компонентах (модулях, сборочных единицах), если в конечном итоге совокупный результат подтверждает, что вся СХКВ в сборе работоспособна. Испытания допускается выполнять одновременно или последовательно, в зависимости от особенностей применения компонента и условий эксплуатации.

10.3 Наличие обозначения, размеров и показателей компонентов СХКВ (см. 4.1.1, 4.1.2) в технической документации проверяют визуальным контролем.

10.4 Испытания под давлением

10.4.₁ Модули (см. 4.5.1.1) и компоненты СХКВ (см. 4.2.2, 4.2.3), смонтированные в контурах высокого давления ВТС, проверяют с учетом всех значений давления, указанных в 4.2.2. Взаимосвязь диапазонов давления водорода ВТС ТПС представлена на рисунке 2.

10.4.2 При испытаниях под давлением проверяют правильность монтажа СХКВ на водородном ТПС, которые проводят во всех случаях, когда система впервые подвергается воздействию давления:

• в качестве стандартного испытания во время ввода в эксплуатацию всей системы СХКВ (все соединения), включая газоотводные и продувочные трубопроводы.

Примечание — В тех случаях, когда агрегаты (например, модули СХКВ и др.) уже испытаны их изготовителями, испытание под давлением СХКВ может проводиться с исключением этих агрегатов. Это может быть сделано для сокращения расхода испытательного газа и уменьшения требований к оборудованию для испытания;

• после операции по ТО, в таком случае испытание под давлением является обязательным только для затрагиваемых соединений.

10.4.3 Пневматические испытания

10.4.3.1 Пробное давление при пневматическом испытании pпр, МПа, вычисляют по формуле

p_{\text{пр}} = 1,15 \cdot \text{р} \cdot \frac{[\sigma]_{20}}{[\sigma]_{t}} , (1)

где p — расчетное давление;

\frac{[\sigma]_{20}}{[\sigma]_{t}} — отношение допускаемого напряжения для материала испытуемого сосуда (или другого оборудования, работающего под давлением) при 20 °C к допускаемому напряжению этого материала при максимальной температуре во время эксплуатации.

10.4.3.2 Пробное давление при пневматическом испытании двустенных сосудов при наличии вакуума в межстенном пространстве pпр1, МПа, вычисляют по формуле

pпр1 = 1,15p — 0,1. (2)

10.4.3.3 Если вероятность хрупкого разрушения при пневматическом испытании больше, чем в рабочих условиях, и его последствия представляют значительную опасность, пробное давление может быть снижено до технически обоснованного уровня, но не менее максимального рабочего давления.

10.4.3.4 Время выдержки сосуда под пробным давлением должно быть не менее 15 мин и указано в технической документации.

10.4.3.5 После выдержки под пробным давлением его снижают до расчетного, при котором проводят визуальный контроль наружной поверхности и проверку герметичности сварных и разъемных соединений.

10.4.3.6 Результаты испытаний считают удовлетворительными, если во время их проведения отсутствуют:

• падение давления по манометру;
• пропуски испытательной среды (течь, потение, пузырьки воздуха или газа) в сварных соединениях и на основном металле;
• признаки разрыва;
• течи в разъемных соединениях;
• остаточные деформации.

10.5 Испытания на герметичность

10.5.1 Испытания на герметичность СХКВ (см. 4.2.2 - 4.2.3) проводят на предмет утечки при нормальных значениях климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150.

10.5.2 Испытания на утечку компонентов СХКВ проводят отдельно или одновременно с испытанием под давлением (см. 10.4).

10.5.3 При испытании следует использовать газ или жидкость в зависимости от предполагаемой технологической среды.

В случае использования испытательного газа, отличного от водорода, коэффициент утечки испытательного газа преобразуют в эквивалентный коэффициент утечки водородосодержащего газа. Метод, используемый для определения эквивалентного коэффициента утечки, согласовывается между изготовителем и эксплуатирующей организацией. Использование жидкости допускается только при обеспечении полного ее удаления по завершении испытаний.

Величина давления определяется производителем, но не может быть меньше номинального и превышать давление по 10.4.3. При проведении испытаний жидкостью должен быть учтен вес столба жидкости во избежание превышения допустимого давления в нижних элементах системы (трубопроводах, запорной арматуре).

10.5.4 Утечку определяют путем регистрации изменения массы или давления за определенный период времени, измерения расхода водорода, необходимого для достижения разрешенного давления, или путем измерения присутствия испытательного газа в СХКВ.

10.5.5 Метод автоматического обнаружения утечек на соответствующих компонентах СХКВ должен основываться на принципе регистрации падения расчетного давления в СХКВ, показания датчиков водорода в режиме реального времени, падения расчетного количества водорода.

Примечание — Автоматическое обнаружение утечек может использоваться в сочетании с/или вместо регулярной проверки утечек.

10.5.6 При автоматическом обнаружении утечек следует осуществлять мониторинг контуров высокого и среднего давления. В случае обнаружения утечек следует:

• идентифицировать контуры, в которых обнаружена утечка;
• применять меры по устранению последствий, предусмотренные требованиями безопасности (закрытие запорных клапанов соответствующего контура);
• передать сигнал тревоги в систему управления поездом.

10.5.7 Общий расход водорода из-за утечек, просачивания или нормального сброса газов и испарений из СХКВ должен быть не более A·150 см3/мин. Значение A вычисляют по формуле

A = (Vш + 1)·(Vв + 0,5)·(Vд + 1)/30,4, (3)

где Vш — ширина секции подвижного состава, где установлена СХКВ, м;

Vв — высота секции подвижного состава, где установлена СХКВ, м;

Vд — длина секции подвижного состава, где установлена СХКВ, м.

Примечание — При установке СХВ на односекционный подвижной состав для расчета принимают габариты данного транспортного средства.

10.6 Контроль давления на входе в энергетическую установку

10.6.1 Испытания для контроля давления на входе в ТЭУ водородного ТПС проводят во всем диапазоне рабочего давления СХКВ (см. 4.2.2) на контуре высокого давления и при всех возможных расходах водорода.

10.6.2 Испытания проводят на испытательном стенде и/или при монтаже СХКВ на подвижном составе.

10.6.3 Максимальное избыточное давление на входе в энергетическую установку или ее элемент определяют по рабочему давлению трубопроводов. Проверку защиты от избыточного давления выполняют контролем срабатывания клапана избыточного давления и/или реле давления с автоматическим закрытием запорного клапана СХКВ.

10.7 Контроль прочности крепления (см. 4.3.3) компонентов СХКВ выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 33796.

10.8 Контроль качества сварных соединений выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 33976.

10.9 Испытания защиты компонентов СХКВ и электрических соединительных устройств (см. 4.3.6) выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 14254.

10.10 Проверку материалов на водородное охрупчивание (см. 4.3.7) проводят в соответствии с требованиями ГОСТ Р 9.915.

10.11 При проектировании компонентов СХКВ (см. 4.3.8) следует учитывать циклическую усталость (цикл заправка и запуск/остановка) и износ в зависимости от предполагаемых условий использования подвижного состава и его наработки. Если не указаны требования для конкретной СХКВ или ее компонента, то необходимо использовать следующие общие рекомендации установки минимальных требований к испытаниям:

а) количество циклов работы пуска/остановки рассчитывают делением расчетного пробега за весь срок службы на ожидаемую среднюю продолжительность поездки S (км) [N (циклы) = L (км)/S (км/цикл)];

б) количество циклов заправки рассчитывают как расчетный пробег подвижного состава за весь срок службы, деленный на эффективный запас хода подвижного состава на основе ожидаемого расхода топлива на одну заправку [L (км)/R (км)]. Например, для коммерческого использования количество циклов в течение срока службы составляет от 15 до 25 лет.

10.12 Испытания по определению стойкости к механическим внешним воздействующим факторам (см. 4.4.2) выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 33787.

Испытания на удар и вибрацию проводят на всей СХКВ (или ее компонентах) в соответствии со следующими требованиями:

• СХКВ заполняют инертным газом (например, гелием, азотом, азотно-гелиевой смесью) при минимальном давлении в контуре высокого давления;
• ресурсные испытания СХКВ и испытания на удар проводятся в нерабочем состоянии;
• в ходе испытания на вибрацию должно быть проверено, что соответствующее оборудование (например, автоматические клапаны, датчики давления и температуры) выполнено в соответствии с требованиями технической документацией.

Примечание — Автоматические клапаны рекомендуется держать открытыми во время испытаний (за исключением испытания на случайную вибрацию, когда автоматические клапаны должны периодически закрываться и открываться).

Ручные клапаны (например, на уровне емкости и/или подсоединения) могут быть закрыты во время испытаний.

10.13 Проверку электрооборудования в целом СХКВ (см. 4.4.4, 5.6.2), заземление цепей (см. 4.4.6) проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 33798.1-2016 (разделы 10 и 11).

10.14 Оценку категории коррозионной активности атмосферы (см. 4.4.5) выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 9.107.

10.15 Испытания СХКВ (см. 4.5.1.1) проводят в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55891-2013 (разделы 9 и 10).

10.16 Соединительные устройства и устройства безопасности для СХКВ (см. 4.5.1.3) и УБЭ (см. 4.5.3.1) проверяют в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 17268-2014 (раздел 7) и ГОСТ 31294-2005 (раздел 9).

10.17 Проверку пропускной способности трубопровода для топливоснабжения (см. 4.5.5.1) выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ Р 58095.0 с учетом требований ГОСТ 12.2.085.

10.18 Проверку системы контроля, управления и безопасности (см. 4.5.4) выполняют в соответствии с ГОСТ Р МЭК 61508-7.

10.19 Методы проверки координации изоляции (см. 5.5.4) в оборудовании в низковольтных системах СХКВ выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ IEC 60664-1-2023 (раздел 6).

10.20 Проверка требований к электромагнитной совместимости (см. 5.5.5) электрооборудования — по ГОСТ 33436.3-2-2015 (разделы 5 и 6).

10.21 Проверка требований к заправочному приемнику (см. 5.2.2) — по ГОСТ Р ИСО 17268.

Приложение А (справочное)

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ИСПЫТАНИЙ СХКВ

Таблица А.1

Методы контроля		Технические требования ПНСТ
Структурный элемент настоящего стандарта	Наименование	Структурный элемент настоящего стандарта	Наименование
10.3	Наличие обозначения, размеров и показателей компонентов СХКВ Экспертиза документации Визуальный контроль	4.1.1, 4.1.2	Общие требования к СХКВ
10.6.1, 10.6.2, 10.6.3	Проверка давления на входе в ТЭУ	4.2.2	Эксплуатационные требования СХКВ
10.4	Испытания под давлением (правильность монтажа СХКВ на водородном ТПС)	4.2.2, 4.2.3	Эксплуатационные требования СХКВ
10.5	Испытания на герметичность (на предмет утечки газа)	4.2.2, 4.2.3	Эксплуатационные требования СХКВ
10.7	Контроль прочности крепления компонентов СХКВ по ГОСТ 33796	4.3.3	Прочность крепления компонентов СХКВ
10.8	Контроль сварных соединений по ГОСТ 6996	4.3.4	Требования к сварным соединениям по ГОСТ 33976
10.9	Контроль электрических соединительных устройств по ГОСТ 14254	4.3.6	Степень защиты компонентов СХКВ и электрических соединительных устройств по ГОСТ 14254
10.10	Проверка материалов на водородное охрупчивание по ГОСТ Р 9.915	4.3.7	Защита от охрупчивания материалов компонентов СХКВ
10.11	Определение циклической усталости и износа (расчет)	4.3.8	Требования к циклической усталости и износу
10.12	Испытания по определению стойкости к механическим внешним воздействующим факторам по ГОСТ 33787 Проверить применительно к СХКВ	4.4.2	Требования к внешним воздействующим факторам по ГОСТ 30631
10.13	Проверка функционирования электрооборудования СХКВ в целом по ГОСТ 33798.1-2016 (раздел 9)	4.4.4, 5.6.2	Электрооборудование СХКВ по ГОСТ 33798.1
	Проверка заземления цепей электрооборудования СХКВ по ГОСТ 33798.1-2016 (раздел 10)	4.4.6	Заземление цепей электрооборудования СХКВ по ГОСТ 12.1.030
10.14	Оценка категории коррозионной активности по ГОСТ 9.107	4.4.5	Категория коррозионной активности атмосферы оборудования СХКВ по ГОСТ 9.107
10.15	Испытания СХКВ по ГОСТ Р 55891-2013 (разделы 9 и 10)	4.5.1.1	Состав модуля СХКВ
10.16	Проверка наличия устройств безопасности СХКВ по ГОСТ Р ИСО 17268, ГОСТ 31294	4.5.1.3	Наличие устройств безопасности СХКВ
10.16	Проверка наличия устройств УБЭ по ГОСТ 31294	4.5.3.1	Наличие устройств УБЭ
10.17	Проверка пропускной способности трубопровода для топливоснабжения по ГОСТ 12.2.085	4.5.5.1	Требование к трубопроводам
10.18	Проверка СКУБ по ГОСТ Р МЭК 61508-7	4.5.4	Требования к СКУБ
10.19	Проверка координации изоляции в оборудовании в низковольтных системах СХКВ по ГОСТ IEC 60664-1 (раздел 6)	5.5.4	Координация изоляции в оборудовании в низковольтных системах СХКВ
10.20	Проверка требований к электромагнитной совместимости электрооборудования по ГОСТ 33436.3-2-2015 (разделы 5 и 6)	5.5.5	Требования электромагнитной совместимости оборудования
10.21	Проверка требований к заправочному приемнику по ГОСТ Р ИСО 17268	5.2	Требование к заправочному приемнику

БИБЛИОГРАФИЯ

[1]	Р 50.1.088-2013	Менеджмент риска. Руководство по оценке риска для опасностей со стороны человеческого фактора
[2]	Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
[3] Федеральный закон от 21 июня 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»
[4]	Постановление Правительства Российской Федерации от 16 сентября 2020 г. № 1479 «Об утверждении правил противопожарного режима в Российской Федерации»
[5]	Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 536)

УДК 629.4.018:658.562.47:006:354	ОКС 45.060.10
Ключевые слова: система хранения водорода, водородный тяговый подвижной состав, технические требования, компримированное водородное топливо

---