本项目任务是修订YS/T 416-2016《氢气净化用钯合金管材》。本标准规范的氢气净化用钯合金管具有非常高的氢渗透选择性、良好的机械和热稳定性及催化活性等一系列优点，钯合金管件在催化膜反应及氢分离与纯化应用方面已引起人们越来越多的兴趣与深入广泛的研究。CFETR工程就是希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出。其中可控核聚变原料氘、氚的生产所使用的钯合金管是分离和纯化氢同位素的核心材料；其次，氚、氘价格昂贵，其价格在1万美元/克；在聚变反应后，还有很多未反应完的氢同位素随排灰气排出，必须进行回收再利用，钯合金管分离和纯化是重要的回收再利用工序过程器件。此外，氢燃料电池被认为是迄今为止最清洁的能源方式，但是由于其电极催化剂易被原料中的杂质气体污染而失效，因此原料氢的纯化是提高燃料电池寿命的重要手段，钯合金管作为一种高效、体积小、安静的纯化方式，在该领域具有广阔的应用前景。

螺旋状钯合金管是氢气纯化和氢同位素分离系统的关键部件，要求处理能力大，可靠性高，透氢能力强，泄漏率低等要求。目前，通常采用螺旋状管式结构设计。这种结构设计有利于降低排出气体中氢同位素气体的含量，该结构适用于连续操作的大型氢同位素分离或氢气纯化系统。但螺旋状钯合金管的要求在YS/T 416-2016标准中没有规定，因而必须修定YS/T 416-2016标准，对螺旋状钯合金管严进行格控制，有利于工业化生产。

    本标准属于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中鼓励的标准项目，本标准的资助项有为国家重点研发计划项目（项目编号：2017YFE0301600）陕西省重点产业创新链（群）项目（项目编号：2020ZDLGY12-04）。

标准增加了螺旋状钯合金管的结构和尺寸，气密性试验，泄漏率试验表面质量等技术要求、检验方法、检验规则、标志、包装、储存等内容。增加的主要内容如下：

1材料

1.1 螺旋状钯合金管制备所使用直管的应符合YS/T416要求。

1.2 不锈钢接头材料应符合GB /T1220的规定。

2 产品的结构和尺寸

2.1 产品的形状和尺寸如图1。

图1

2.2 螺旋状钯合金管和接头间采用钎焊连接。

2.3 螺旋状钯合金管件的外径、高度及其允许偏差、螺线圈数、焊接点数应符合表1的规定。

表1

3 气密性试验

螺旋状钯合金管件在1.2MPa气压下，保压30 ~ 60s，无泄漏、畸变。

4 泄漏率试验

螺旋状钯合金管件进行氦泄漏检查，泄漏率：≤7×10^-9Pa/m³.s。

5 表面质量

    螺旋状钯合金管件各圈间紧密排列，管材无目视可见的凹陷。

欧美等国早期主要采用钯-银合金薄膜或短钯银合金管进行氢同位素的提取、分离和纯化。为了提高过滤性能，近十几年来美国、英国、日本、俄罗斯等国分别进行了钯-银合金替代材料的研究，研究的新合金主要有钯铜合金，钯钇合金，钯镍合金。但在所有合金体系中钯钇合金的透氢率最高，是商用钯银合金透氢率的2-2.5倍。美国洛斯阿拉莫斯实验室在核聚变反应堆氘氚核燃料分离纯化装置中，采用了钯钇合金管扩散器，但对其成分、结构、加工、焊接等工艺进行保密，没有详细报道。此外，由于螺旋状钯合金分离管件用于纯化分离氢同位素混合气体，因而所有部件的耐压性能和密封性要求极高。其中密封使用的焊接技术尤为重要。

西北有色金属研究院是我国重要的稀有金属材料研究基地和行业技术开发中心，是稀有金属材料加工国家工程研究中心、金属多孔材料国家重点实验室、中国有色金属工业西北质量监督检验中心的依托单位，拥有科技人员1000多人，其中中国工程院院士2人，教授、高工500多人，博士、硕士1000余人。西北有色金属研究院是国内最早开展氢同位素分离纯化用钯合金材料研究的企业。从上世纪九十年代就开始了与九院七所、二所合作进行氢气纯化用钯合金膜材、管材的合作研究工作，研制工作从膜材的制备、到管材、螺旋管及其工程化研究，多年来为九院及国内相关单位提供了多种牌号、多种规格的钯合金管材、薄膜以及复杂的分离器组件产品，小规模生产技术已成熟；并具有独立自主知识产权。

    国外暂时没有查到相关标准，国内由西北有色金属研究院制定了钯合金管材的标准（YS/T416-2016），但对技术要求更高、使用环境更严格、应用前景更广阔的螺旋状钯合金管件没有明确的技术指标要求，因此急需修订本标准。