Hidrogenul lichid are anumite avantaje în depozitare și transport. În comparație cu hidrogenul, hidrogenul lichid (LH2) are o densitate mai mare și necesită o presiune mai mică pentru depozitare. Cu toate acestea, hidrogenul trebuie să fie de -253°C pentru a deveni lichid, ceea ce înseamnă că este destul de dificil. Temperaturile extrem de scăzute și riscurile de inflamabilitate fac din hidrogenul lichid un mediu periculos. Din acest motiv, măsurile stricte de siguranță și fiabilitatea ridicată sunt cerințe fără compromisuri atunci când se proiectează supape pentru aplicațiile relevante.
De Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Supapă Velan (Velan)
Aplicații ale hidrogenului lichid (LH2).
În prezent, hidrogenul lichid este folosit și încercat să fie folosit în diverse ocazii speciale. În aerospațial, poate fi folosit ca combustibil pentru lansarea rachetelor și poate genera, de asemenea, unde de șoc în tunelurile de vânt transonice. Susținut de „știința mare”, hidrogenul lichid a devenit un material cheie în sistemele supraconductoare, acceleratorii de particule și dispozitivele de fuziune nucleară. Pe măsură ce dorința oamenilor de dezvoltare durabilă crește, hidrogenul lichid a fost folosit drept combustibil de tot mai multe camioane și nave în ultimii ani. În scenariile de aplicare de mai sus, importanța supapelor este foarte evidentă. Funcționarea sigură și fiabilă a supapelor este o parte integrantă a ecosistemului lanțului de aprovizionare cu hidrogen lichid (producție, transport, depozitare și distribuție). Operațiunile legate de hidrogenul lichid sunt provocatoare. Cu peste 30 de ani de experiență practică și expertiză în domeniul supapelor de înaltă performanță până la -272°C, Velan este implicat de mult timp în diverse proiecte inovatoare și este clar că a câștigat provocările tehnice ale serviciu de hidrogen lichid cu puterea sa.
Provocări în faza de proiectare
Presiunea, temperatura și concentrația de hidrogen sunt toți factori majori examinați într-o evaluare a riscului de proiectare a supapei. Pentru a optimiza performanța supapei, designul și selecția materialului joacă un rol decisiv. Supapele utilizate în aplicațiile cu hidrogen lichid se confruntă cu provocări suplimentare, inclusiv efectele adverse ale hidrogenului asupra metalelor. La temperaturi foarte scăzute, materialele supapelor nu trebuie doar să reziste la atacul moleculelor de hidrogen (unele dintre mecanismele de deteriorare asociate sunt încă dezbătute în mediul academic), dar trebuie și să mențină funcționarea normală pentru o lungă perioadă de timp pe parcursul ciclului lor de viață. În ceea ce privește nivelul actual de dezvoltare tehnologică, industria are cunoștințe limitate cu privire la aplicabilitatea materialelor nemetalice în aplicațiile cu hidrogen. Atunci când alegeți un material de etanșare, este necesar să luați în considerare acest factor. Etanșarea eficientă este, de asemenea, un criteriu cheie de performanță de proiectare. Există o diferență de temperatură de aproape 300°C între hidrogenul lichid și temperatura ambiantă (temperatura camerei), rezultând un gradient de temperatură. Fiecare componentă a supapei va suferi diferite grade de dilatare și contracție termică. Această discrepanță poate duce la scurgeri periculoase ale suprafețelor critice de etanșare. Etanșeitatea tijei supapei este, de asemenea, punctul central al designului. Trecerea de la rece la cald creează flux de căldură. Părțile fierbinți ale zonei cavității capotei pot îngheța, ceea ce poate perturba performanța de etanșare a tijei și poate afecta funcționarea supapei. În plus, temperatura extrem de scăzută de -253°C înseamnă că este necesară cea mai bună tehnologie de izolație pentru a se asigura că supapa poate menține hidrogenul lichid la această temperatură, minimizând în același timp pierderile cauzate de fierbere. Atâta timp cât există căldură transferată la hidrogenul lichid, acesta se va evapora și se va scurge. Nu numai că, condensul de oxigen are loc la punctul de rupere a izolației. Odată ce oxigenul intră în contact cu hidrogenul sau cu alți combustibili, riscul de incendiu crește. Prin urmare, având în vedere riscul de incendiu cu care se pot confrunta supapele, supapele trebuie proiectate având în vedere materiale antiexplozive, precum și actuatoare, instrumente și cabluri rezistente la foc, toate cu cele mai stricte certificări. Acest lucru asigură funcționarea corectă a supapei în caz de incendiu. Creșterea presiunii este, de asemenea, un risc potențial care poate face supapele inoperabile. Dacă hidrogenul lichid este prins în cavitatea corpului supapei și transferul de căldură și evaporarea hidrogenului lichid au loc în același timp, aceasta va provoca o creștere a presiunii. Dacă există o diferență mare de presiune, apare cavitația (cavitația)/zgomotul. Aceste fenomene pot duce la sfârșitul prematur al duratei de viață a supapei și chiar pot suferi pierderi uriașe din cauza defectelor de proces. Indiferent de condițiile specifice de funcționare, dacă factorii de mai sus pot fi luați în considerare pe deplin și pot fi luate contramăsuri corespunzătoare în procesul de proiectare, aceasta poate asigura funcționarea sigură și fiabilă a supapei. În plus, există provocări de proiectare legate de problemele de mediu, cum ar fi scurgerile fugitive. Hidrogenul este unic: molecule mici, incolore, inodore și explozive. Aceste caracteristici determină necesitatea absolută a scurgerii zero.
La stația de lichefiere a hidrogenului North Las Vegas West Coast,
Inginerii Wieland Valve oferă servicii tehnice
Soluții de supapă
Indiferent de funcția și tipul specific, supapele pentru toate aplicațiile cu hidrogen lichid trebuie să îndeplinească unele cerințe comune. Aceste cerințe includ: materialul piesei structurale trebuie să asigure menținerea integrității structurale la temperaturi extrem de scăzute; Toate materialele trebuie să aibă proprietăți naturale de siguranță la foc. Din același motiv, elementele de etanșare și etanșarea supapelor cu hidrogen lichid trebuie să îndeplinească și cerințele de bază menționate mai sus. Oțelul inoxidabil austenitic este un material ideal pentru supapele cu hidrogen lichid. Are o rezistență excelentă la impact, pierderi minime de căldură și poate rezista la gradiente mari de temperatură. Există și alte materiale care sunt potrivite și pentru condițiile de hidrogen lichid, dar sunt limitate la condiții specifice de proces. Pe lângă alegerea materialelor, unele detalii de design nu trebuie trecute cu vederea, cum ar fi extinderea tijei supapei și utilizarea unei coloane de aer pentru a proteja garnitura de etanșare de temperaturi extrem de scăzute. În plus, extensia tijei supapei poate fi echipată cu un inel de izolare pentru a evita condensul. Proiectarea supapelor în funcție de condițiile de aplicare specifice ajută la oferirea de soluții mai rezonabile la diferite provocări tehnice. Vellan oferă robinete fluture în două modele diferite: supape fluture cu scaun metalic cu dublu excentric și triplu excentric. Ambele modele au capacitate de curgere bidirecțională. Prin proiectarea formei discului și a traiectoriei de rotație, se poate obține o etanșare etanșă. Nu există cavitate în corpul supapei în care nu există mediu rezidual. În cazul supapei fluture cu dublu excentric Velan, aceasta adoptă designul de rotație excentric al discului, combinat cu sistemul distinctiv de etanșare VELFLEX, pentru a obține performanțe excelente de etanșare a supapelor. Acest design patentat poate rezista chiar și la fluctuații mari de temperatură în supapă. Discul triplu excentric TORQSEAL are, de asemenea, o traiectorie de rotație special concepută, care ajută la asigurarea faptului că suprafața de etanșare a discului atinge scaunul doar în momentul atingerii poziției supapei închise și nu se zgârie. Prin urmare, cuplul de închidere al supapei poate antrena discul pentru a obține o poziție conformă și poate produce un efect de pană suficient în poziția supapei închise, făcând în același timp discul în contact uniform cu întreaga circumferință a suprafeței de etanșare a scaunului. Conformitatea scaunului supapei permite corpului supapei și discului să aibă o funcție de „auto-reglare”, evitând astfel griparea discului în timpul fluctuațiilor de temperatură. Axul supapei ranforsat din oțel inoxidabil este capabil de cicluri de funcționare mari și funcționează fără probleme la temperaturi foarte scăzute. Designul dublu excentric VELFLEX permite repararea online rapidă și ușoară a supapei. Datorită carcasei laterale, scaunul și discul pot fi inspectate sau întreținute direct, fără a fi nevoie să dezasamblați actuatorul sau unelte speciale.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co.,ltdacceptă supape cu scaun elastic cu tehnologie foarte avansată, inclusiv valve cu scaun elasticsupapă fluture napolitana, Supapă tip fluture, Supapă fluture concentrică cu flanșă dublă, Supapă fluture excentric cu flanșă dublă,Filtru Y, supapă de echilibrare,Supapă de reținere cu plăci duble pentru napolitană, etc.
Ora postării: 11-aug-2023
