江苏三众·电解槽专用碟簧整体解决方案白皮书

                                                                                          —— 不止于产品，更提供解决方案

一、企业简介

江苏三众为国家级高新技术企业、省级专精特新企业，2006 年专注碟形弹簧精密研发制造，参与国标 GB/T 1972 弹性元件标准制修订，拥有七十余项弹簧相关专利，建成特种原材料定制加工  ——  精密锻打锥坯  ——  专属工况热处理 —— 全自动尺寸力值分选  ——  工况仿真实验室全产业链闭环生产基地。

核心资质与产能

1. 体系认证：ISO9001、IATF16949、ISO14001、ISO45001 全体系覆盖，可满足能源装备严苛质量审核要求；

2. 综合检测中心：自建十万级精密检测实验室，配套载荷曲线、高温蠕变、应力松弛、疲劳循环、中性盐雾、金相组织、氢脆应力全套试验设备，可自主完成全项目出厂检测，提供完整内部检测报告，支持配合第三方机构完成外部认证试验；

3. 全谱系材料库存：常备精炼弹簧钢、奥氏体不锈钢、Inconel 镍基高温合金、沉淀硬化不锈钢、耐蚀哈氏合金等氢能专用原材料，快速响应试样及批量交付；

4. 配套服务能力：标准规格现货储备、非标碟簧单件起定制、全套出厂型式试验配套、工程师上门装配技术指导、长期失效分析支持。

绿氢赛道核心定位

聚焦碱性 ALK、PEM 质子交换膜、AEM 阴离子交换膜三大主流电解槽压紧系统，针对电解槽高压持续预紧、冷热循环交变、氢脆 / 强碱腐蚀、长期高温蠕变、电堆密封安全五大极端工况，提供一体化碟簧压紧成套解决方案，适配各类制氢装备压紧系统国产化配套需求。

二、绿氢产业背景：电解槽碟簧核心价值与行业共性痛点

2.1 碟簧在电解槽堆叠中的四大核心功能

1. 全域均匀稳定预紧力
均衡压紧极板、膜电极、密封垫片，消除电堆局部压力空缺，降低极板接触电阻，稳定制氢能耗，避免局部过热。

2. 长期蠕变动态补偿
抵消密封件、极板材料在高温高压长期运行下的蠕变松弛，持续维持电堆压紧载荷，防止运行过程压力持续衰减。

3. 冷热启停自适应缓冲
适配设备频繁开机、停机带来的温度剧烈变化，补偿金属热胀冷缩尺寸差，杜绝低温工况密封渗漏、高温工况膜组件压溃风险。

4. 设备安全密封兜底保障
持续稳定压紧密封结构，从源头规避碱性电解液渗漏、高压工况氢氧介质窜混等重大安全隐患。

2.2 全行业电解槽碟簧共性失效痛点

1. 力值一致性差
同批次碟簧厚度、自由高度公差波动大，单台电堆多螺栓点位预紧载荷偏差大，电堆压力分布不均，接触电阻波动、局部高温。

2. 高温长期应力松弛 / 蠕变严重
设备连续运行数月后预紧力大幅衰减，需停机拆解复紧螺栓，中断生产，大幅降低电解槽稼动率，增加运维人工成本。

3. 氢脆、强碱腐蚀失效风险
碱性电解槽长期接触 KOH 强碱电解液；PEM 电解槽处于高压氢气氛围，普通碳钢、常规弹簧钢易产生表面锈蚀、内部氢致裂纹，存在断裂泄漏隐患。

4. 疲劳寿命不足
项目配套设备频繁启停循环工况下，碟簧易出现疲劳断裂，直接引发密封失效、介质泄漏安全事故。

5. 端面摩擦产生金属碎屑
碟簧与端板长期往复摩擦产生金属粉末，污染电解液、划伤膜电极，严重时击穿绝缘结构。

6. 传统进口配套短板
海外碟簧品牌交付周期长、产品定价偏高，不支持小批量定制开发，无国内驻场技术工程师，无法针对电解槽特殊工况做专项工艺优化。

三、典型电解槽设备客户工况需求拆解

3.1 客户企业基础概况

客户为国内头部电解槽成套装备制造商，同步布局碱性 ALK、自研膜 PEM 两条产线，产品覆盖大标方工业制氢机组与中大型高压制氢设备，产品主要面向规模化工业绿氢生产场景。

3.2 现有碟簧现场应用工况

1) 产品规格：大外径重型碟簧，内外径、厚度属于大功率电解槽通用重载尺寸区间；

2) 原配套材料：常规弹簧钢材质；

3) 装配组合：多片叠合式装配，布置于端板外侧，配套定位槽结构实现径向限位；

4) 电堆紧固结构：多根拉紧螺栓中心拉紧布局，单台电堆统一压紧；

5) 运行工况：设备设计压紧载荷高，碟簧装配压缩比例接近极限压缩区间；

6) 运维现状：产品设计使用寿命周期长，但运行过程蠕变衰减明显，需不定期停机复紧螺栓补偿压力损失。

3.3 客户核心技术痛点

1) 外购碟簧尺寸公差管控宽松，同批次自由高度、厚度波动大，叠合后载荷偏差超标，电堆压力均匀性难以达标；

2) 高载荷极限压缩工况下材料蠕变突出，频繁停机复紧造成产能损失；

3) PEM 高压氢工况下，普通弹簧钢抗氢脆性能不足，长期运行存在断裂安全隐患；

4) 传统标准化配套产品，无法针对客户重载工况优化锥坯结构、热处理工艺，缺少定制化解决方案；

5) 供应商准入要求全套型式试验，试验周期长，长交付周期易滞后项目投产进度。

3.4 客户选型指标优先级

①载荷稳定性 ②尺寸一致性 ③低永久变形 / 抗蠕变性能 ④疲劳使用寿命

3.5 客户核心合作诉求

1) 同等性能指标前提下优化整体配套采购成本；

2) 通过工艺升级缩小碟簧尺寸公差，提升同批次载荷一致性；

3) 完整配套全套出厂型式试验检测数据，满足客户内部准入审核；

4) 开放联合开发通道，针对性解决高载荷叠合碟簧长期蠕变松弛行业难题。

四、重载高预紧电解槽碟簧定制化全套解决方案

针对大功率电解槽高载荷、多片叠合、极限压缩运行工况，江苏三众推出重载低蠕变抗氢脆专用碟簧整体解决方案，点对点覆盖客户全部技术痛点。

4.1 双路线材料升级方案

方案 A：碱性 ALK 电解槽专用高纯弹簧钢系列

采用超纯净弹簧钢原材料 + 专属调质热处理工艺，标准化流程严控耐强碱腐蚀、低蠕变性能，高适配规模化设备成本预算，适配大标方连续制氢设备。

方案 B：PEM 高压电解槽弹簧钢碟簧系列

选用优质弹簧钢基材搭配达克罗防腐涂层，标准化表面处理工艺抵御水汽与介质侵蚀；稳定控制高温应力松弛，适配高压氢气环境、频繁冷热启停工况，保障质子交换膜长期均匀压紧，规避长期运行弹性失效风险，可配套膜电极绝缘方案。

4.2 尺寸公差专项优化方案

1) 精密锻打成型锥坯工艺，碟簧支撑面平面度严格管控，厚度公差优于行业通用标准；

2) 成品全检全自动载荷分选设备，同批次碟簧载荷偏差控制在 ±3% 以内，大幅提升多螺栓电堆全域压力均匀度；

3) 尺寸闭环管控，匹配客户端板定位槽结构，装配无卡滞、无径向偏移摩擦，减少端面磨损碎屑产生。

4.3 叠合组合结构优化设计

1) 采用有限元多物理场仿真模拟多片叠合受力曲线，优化碟簧锥度比例，规避极限压缩状态下应力集中开裂；

2) 碟簧接触面喷涂干式减摩耐磨涂层，降低叠片相互摩擦损耗，无金属碎屑脱落，满足制氢设备洁净介质使用要求，无需装配润滑油脂；

3) 载荷曲线匹配客户设计压紧力区间，大幅降低极限压缩下蠕变衰减幅度，显著延长螺栓复紧周期。

4.4 全套型式试验配套交付

随试样、批量产品同步提供完整成套内部检测报告，可包含：原材料金相组织、硬度检测、载荷 - 变形特征曲线、万次级疲劳寿命测试、千小时中性盐雾腐蚀、高温蠕变松弛、氢脆应力检测等全套试验数据；如需第三方权威检测，可配合客户对接外部检测机构完成试验。

4.5 专属配套技术服务包

1) 免费电堆压紧力仿真计算，输出最优碟簧叠合片数、组合方式选型方案；

2) 工程师上门装配指导，输出标准化叠合装配流程、预紧扭矩校准规范；

3) 产品运行异常免费拆解失效分析，出具工艺迭代优化方案；

4) 开放联合开发专项通道，针对重载蠕变、氢脆等行业共性难题持续迭代产品工艺。

五、三众电解槽碟簧产品矩阵：ALK/PEM/AEM 全场景适配

5.1 ALK 碱性电解槽专用碟簧系列

适用工况：大标方工业碱性制氢设备、KOH 强碱电解液环境、设备中长期连续稳态运行；适配电解槽周边螺栓、中心主压紧多螺栓紧固结构，持续补偿垫片蠕变与热胀冷缩，稳定维持电堆密封压力。

Ø 可选材质：精炼弹簧钢、316L 耐蚀不锈钢

Ø 产品优势：成熟配套方案，高性价比；具备优良耐碱腐蚀能力，严控长期工况下蠕变量；支持大批量稳定现货交付

Ø 规格方案：全系列外径规格覆盖；支持单片、叠合、对合任意组合，可按客户电堆结构定制匹配方案

5.2 PEM 高压电解槽弹簧钢碟簧系列

适用工况：高压氢气环境、频繁冷热启停循环、中压连续运行工况；用于质子交换膜长期均匀压紧，适配常规功率PEM电解槽压紧需求，防范长期运行弹性衰减失效风险。

Ø 可选材质：特种精炼优质弹簧钢、50CrVA、60Si2Mn合金弹簧钢

Ø 产品优势：搭配达克罗防腐涂层，标准化表面处理工艺有效抵御水汽与介质侵蚀；稳定控制高温应力松弛，可配套膜电极绝缘处理方案，成本适配性优异

Ø 适配机型：中小功率高压PEM制氢电解槽、分布式制氢PEM电解装备

5.3 AEM 小型分布式电解槽轻量化碟簧系列

适用工况：中小型分布式 AEM 制氢装备；针对端板安装轴向空间受限场景，匹配轻量化整机设计需求。

Ø 可选材质：17-7PH 沉淀硬化不锈钢

Ø 产品优势：薄型轻量化结构，狭小空间实现高载荷输出，高低温耐受性能稳定

5.4 定制化特种碟簧组件开发

可承接氢能场景专项定制：自导向定位碟簧、绝缘涂层碟簧、预装配一体化碟簧组件、超大载荷非标异形碟簧；支持单件试样启动开发，同步提供载荷仿真、组合选型技术支持。

六、全流程技术服务体系

6.1 前期工况诊断

执行标准化现场调研流程，在不拍摄客户设备图纸、结构的前提下，通过结构化访谈、现场观察完整采集电解槽堆叠结构、螺栓布局、预紧载荷、失效痛点、准入测试标准等信息，输出《设备工况诊断报告》，出具专属碟簧选型方案。

6.2 仿真设计服务

1) 三维建模 + 多物理场有限元仿真，模拟高温、高压、冷热循环工况下碟簧应力、蠕变、疲劳表现；

2) 输出载荷变形曲线、最优叠合方案、安全系数校核报告，提前规避选型失误带来的设备故障。

6.3 试样与准入测试配套

1) 快速打样：标准规格短期现货交付，非标定制快速出样；

2) 协同配合客户完成全套供应商型式准入试验，提供完整内部检测报告，如需第三方检测可全程配合对接外部机构，缩短客户供应商审核周期。

6.4 现场落地技术支持

1) 输出装配 SOP 指导、预紧扭矩校准培训；

2) 提供批量装配工装选型建议；

3) 项目投产定期回访，跟踪碟簧长期蠕变、压力衰减运行数据，持续迭代优化产品。

6.5 长效售后技术服务

1) 失效件免费拆解分析，出具完整改善方案；

2) 同步行业工况迭代升级产品热处理、表面处理工艺；

3) 框架合作客户配备专属技术对接工程师，24 小时技术问题响应。

七、配套方案对比：三众弹性 VS 海外碟簧品牌

对比维度	海外碟簧品牌	江苏三众 （电解槽专用碟簧）	客户综合收益
产品采购成本	溢价高，综合采购成本上浮 40%~80%	自研全链路生产，单件采购成本降低 30%~50%	批量采购直接降低物料成本
交付周期	标准件周期 2-3 个月，非标定制 3 个月以上	标准现货快速发货，非标试样短期交付，批量供货周期 3~4 周	匹配项目投产节点，无延期风险
定制开发能力	仅标准化量产件，不承接小批量定制	单件起定制，可针对重载、抗蠕变等特殊工况专项工艺优化	解决标准化产品无法适配的特殊设备工况
载荷一致性控制	载荷公差 ±5%	全检分选，载荷公差严控 ±3%，配套精密锥坯工艺	电堆压力分布均匀，降低能耗、减少局部过热故障
工况专项材料方案	通用标准化材料，无氢能设备专项优化	分 ALK/PEM 双材料体系，配套专属热处理实现抗蠕变、抗氢脆	延长螺栓复紧周期，减少停机产能损失
现场技术服务	仅远程邮件沟通，无国内驻场工程师	上门工况调研、仿真计算、现场装配指导、失效分析全流程配套服务	省去第三方技术咨询费用
测试报告配套	仅提供基础出厂检测数据	全套氢能设备准入内部型式试验完整报告；可配合对接第三方机构完成外部检测	缩短供应商准入审核周期，节省客户内部试验投入

八、批量装机落地综合性能改善与降本收益

8.1 设备运行性能改善实测数据

1) 碟簧载荷偏差大幅收窄，电堆全域压力不均匀度显著下降，单台设备极板接触电阻降低，制氢运行能耗优化；

2) 高载荷极限压缩工况下高温蠕变衰减幅度大幅降低，螺栓复紧周期大幅延长，年度停机检修时长明显减少；

3) 碟簧耐磨涂层杜绝金属碎屑脱落，电解液污染、绝缘击穿类故障大幅减少；

4) 镍基合金方案有效降低高压氢工况氢脆断裂隐患，设备理论使用寿命显著提升。

8.2 项目综合降本收益

1) 碟簧单件物料采购成本下降，规模化量产项目年度物料节约金额可观；

2) 大幅减少停机复紧频次，单台设备每年节约运维人工、停产产能损失；

3) 降低碟簧断裂、密封泄漏故障概率，规避介质泄漏带来的设备报废、安全生产事故损失；

4) 本土生产交付，无长途国际物流周期，减少项目备货资金占用。

九、试样准入 & 联合开发标准化合作流程

9.1 供应商试样准入全流程

1) 客户技术对接，同步电解槽工况参数、设备图纸、准入测试标准；

2) 三众输出仿真选型方案，确认碟簧材质、尺寸、叠合组合形式；

3) 按期交付试样，同步配套完整出厂内部检测报告；

4) 配合客户实验室完成全套型式试验，按需协同对接第三方检测机构补充试验数据；

5) 小批量上机对比装机测试，持续跟踪 3 个月设备运行实测数据；

6) 完成客户供应商准入评审，签订长期框架供货协议。

9.2 联合开发合作模式

针对大功率重载电解槽、特殊工况设备客户开放联合开发通道：

1) 双方组建专项技术小组，共享电堆长期运行失效数据；

2) 三众投入研发资源优化碟簧锥坯成型、热处理、表面强化工艺；

3) 客户提供装机测试平台，长期采集蠕变、疲劳实测运行数据；

4) 双方可联合申报氢能弹性元件相关实用新型、发明专利，共享技术成果；

5) 联合开发定型产品享受优先供货、专属价格、专属技术服务权益。

十、绿氢装备行业典型客户应用场景汇总

1) 大型碱性电解槽装备企业：大规格中心拉紧叠合碟簧，解决高载荷蠕变、载荷一致性差痛点，适配本土装备配套；

2) 规模化工业制氢成套厂商：周边螺栓布局标准碟簧，耐强碱腐蚀、长疲劳寿命，配套千标方级规模化制氢项目；

3) 高压 PEM 电解槽头部设备商：优质弹簧钢基材搭配达克罗防腐涂层，适配高压氢、频繁启停工况，降低氢脆失效风险；

4) 分布式中小型制氢集成商：AEM 轻量化小型碟簧，适配狭小端板安装空间，长期稳定批量供货。