一、核心設計壓力范圍

1. 工作壓力（MAWP）
   液氦杜瓦瓶的大允許工作壓力（MAWP）一般在0.6-1.2 bar之間。例如：
   • 查特（CHART）液氦杜瓦瓶的 MAWP 為12 psi（約 0.827 bar），主安全閥設定為10 psi（0.689 bar），第二安全閥為12 psi（0.827 bar）。
   • 中國團體標準T/CCGA20017明確規定液氦杜瓦瓶的工作壓力為常壓（<0.1 MPa，即 1 bar），但需通過計算確保內膽設計壓力滿足安全冗余。
2. 設計壓力
   設計壓力需覆蓋工作壓力并考慮安全余量，通常為1.0-2.0 bar：
   • Cryofab 液氦杜瓦瓶的設計壓力為206.9 kPa（約 2.07 bar），而工作壓力僅為69 kPa（0.69 bar），設計壓力為工作壓力的 3 倍。
   • T/CCGA20017 標準要求內膽設計壓力按工作壓力的 2 倍計算（即 0.2 MPa，2 bar），外殼需承受0.21 MPa 外壓。
   • 美國 ASME BPVC 規范指出，設計壓力需綜合考慮內壓與外壓（如真空夾層的負壓）。例如，內壓 150 psig（10.3 bar）與外壓 15 psig（1.03 bar）組合時，設計壓力需按 **165 psig（11.4 bar）** 計算。

二、關鍵標準與規范

1. 國際標準
   • ASME BPVC Section VIII Division 1：要求設計壓力覆蓋內壓、外壓及溫度波動的綜合影響，安全閥設定壓力通常為設計壓力的1.1 倍。
   • ISO 21014：規定低溫容器的絕熱性能測試方法，但未直接限定設計壓力，需結合 ASME 或 EN 標準執行。
2. 國內標準
   • T/CCGA20017（液氦杜瓦瓶團體標準）：明確工作壓力≤0.1 MPa，內膽設計壓力為工作壓力的 2 倍（0.2 MPa），外殼需承受 0.21 MPa 外壓。
   • GB/T 18442 系列：適用于標準沸點≥-196℃的深冷容器（如液氮），但液氦（-268.93℃）需參考其設計邏輯，通過材料強度計算確定壓力參數。
3. 制造商技術規范
   • 查特（CHART）、Cryofab 等廠商的液氦杜瓦瓶設計壓力多在0.7-2.0 bar之間，具體參數因型號而異。例如：
     • 查特 500L 液氦杜瓦瓶的設計壓力為0.827 bar，適配 MRI 供液場景的無磁設計。
     • Cryofab 便攜式液氦杜瓦瓶的設計壓力為2.07 bar，滿足實驗室高真空環境需求。

三、安全附件與壓力控制

1. 安全閥設定
   • 主安全閥通常設定為0.6-0.8 bar，第二安全閥為0.8-1.0 bar。例如：
     • 查特液氦杜瓦瓶的主安全閥為10 psi（0.689 bar），第二安全閥為12 psi（0.827 bar）。
     • Generant 絕對泄壓閥的預設范圍為15.0-24.0 PSIA（1.02-1.65 bar），適用于極端低溫環境。
2. 壓力監測與控制
   • 液氦杜瓦瓶需配備耐震壓力表和智能控制器，實時監控壓力并調節補液量。例如，查特產品通過蒸汽冷卻多冷屏技術減少蒸發率，同時通過真空絕熱包覆維持壓力穩定。

四、典型應用場景與壓力配置

五、設計壓力選擇建議

1. 按介質特性匹配
   液氦的飽和蒸氣壓在常溫下較高（如 20℃時約為 2.5 bar），設計壓力需避免因環境溫度波動導致超壓。例如，靜態儲存時設計壓力可設為0.8 bar，而運輸場景需提升至1.5 bar。
2. 材料與工藝驗證
   內膽材料需采用奧氏體不銹鋼（如 SUS304），并通過射線檢測和壓力試驗（如 1.5 倍設計壓力的液壓測試）確保強度。
3. 冗余與安全余量
   設計壓力需至少為工作壓力的1.5 倍，并通過雙安全閥配置（主閥 + 副閥）提供雙重保護。例如，T/CCGA20017 要求內膽計算壓力為工作壓力的 2 倍，外殼外壓設計為 0.21 MPa。