A folyékony hidrogénnek bizonyos előnyei vannak a tárolás és a szállítás szempontjából. A hidrogénnel összehasonlítva a folyékony hidrogén (LH2) nagyobb sűrűséggel rendelkezik, és alacsonyabb nyomást igényel a tároláshoz. A hidrogénnek azonban -253 ° C -nak kell lennie, hogy folyékonyvá váljon, ami azt jelenti, hogy elég nehéz. A szélsőséges alacsony hőmérsékletek és a gyúlékonysági kockázatok miatt a folyékony hidrogén veszélyes közeg lesz. Ezért a szigorú biztonsági intézkedések és a nagy megbízhatóság kompromisszumok nélküli követelmények a szelepek megtervezésekor a vonatkozó alkalmazásokhoz.
Írta: Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan szelep (Velan)
A folyékony hidrogén (LH2) alkalmazása.
Jelenleg folyékony hidrogént használnak, és megpróbálták felhasználni különféle alkalmakban. Az űrben használható rakétaindító üzemanyagként, és sokkhullámokat is generálhat a transzonikus szél -alagutakban. A „Big Science” támogatásával a folyékony hidrogén kulcsfontosságú anyagává vált a szupravezető rendszerekben, a részecskék gyorsítókban és a nukleáris fúziós eszközökben. Ahogy az emberek a fenntartható fejlődés iránti vágya növekszik, az utóbbi években egyre több teherautó és hajók használják a folyékony hidrogént üzemanyagként. A fenti alkalmazási forgatókönyvekben a szelepek fontossága nagyon nyilvánvaló. A szelepek biztonságos és megbízható működése a folyékony hidrogénellátó lánc ökoszisztémájának szerves része (termelés, szállítás, tárolás és elosztás). A folyékony hidrogénnel kapcsolatos műveletek kihívást jelentenek. Több mint 30 éves gyakorlati tapasztalattal és szakértelemmel a nagyteljesítményű szelepek területén -272 ° C -ra csökkent, Velan hosszú ideig különféle innovatív projektekben vesz részt, és egyértelmű, hogy a folyékony hidrogén szolgáltatás technikai kihívásait nyerte meg erősségével.
Kihívások a tervezési szakaszban
A nyomás, a hőmérséklet és a hidrogénkoncentráció mind a szeleptervezési kockázatértékelés során vizsgált fő tényezők. A szelep teljesítményének optimalizálása érdekében a tervezés és az anyagválasztás döntő szerepet játszik. A folyékony hidrogén alkalmazásokban használt szelepek további kihívásokkal szembesülnek, ideértve a hidrogén káros hatásait a fémekre. Nagyon alacsony hőmérsékleten a szelep anyagoknak nemcsak ellenállniuk kell a hidrogénmolekulák támadásának (a kapcsolódó romlási mechanizmusok némelyikét továbbra is vitatják az akadémiaban), hanem az életciklusuk során hosszú ideig a normál működést is meg kell őrizniük. A technológiai fejlődés jelenlegi szintjét tekintve az iparág korlátozott ismeretekkel rendelkezik a nemfémes anyagok hidrogén alkalmazásokban történő alkalmazhatóságáról. A tömítőanyag kiválasztásakor ezt a tényezőt figyelembe kell venni. A hatékony tömítés szintén kulcsfontosságú tervezési teljesítmény kritérium. A hőmérsékleti különbség csaknem 300 ° C, a folyékony hidrogén és a környezeti hőmérséklet (szobahőmérséklet) között, ami hőmérsékleti gradienst eredményez. A szelep minden alkotóeleme különböző fokú termikus tágulást és összehúzódást végez. Ez az eltérés a kritikus tömítőfelületek veszélyes szivárgásához vezethet. A szelep szárának tömítése szintén a kialakítás középpontjában áll. A hidegről a forróra való áttérés hőáramlást hoz létre. A motorháztető -üreg területének forró részei lefagyhatnak, ami megzavarhatja a szár tömítését és befolyásolhatja a szelep működését. Ezenkívül a rendkívül alacsony -253 ° C hőmérséklet azt jelenti, hogy a legjobb szigetelési technológiára van szükség annak biztosítása érdekében, hogy a szelep képes fenntartani a folyékony hidrogént ezen a hőmérsékleten, miközben minimalizálja a forrás okozta veszteségeket. Mindaddig, amíg a folyékony hidrogénbe hőt továbbítanak, elpárolog és szivárog. Nem csak, hogy az oxigén kondenzáció a szigetelés törési pontján fordul elő. Amint az oxigén érintkezésbe kerül a hidrogén vagy más égésűek, a tűz kockázata növekszik. Ezért, figyelembe véve a szelepek szembesülését, a szelepeket robbanásbiztos anyagok szem előtt tartásával, valamint a tűzálló működtetők, a műszerek és a kábelek, a legszigorúbb tanúsításokkal kell megtervezni. Ez biztosítja, hogy a szelep tűz esetén megfelelően működjön. A megnövekedett nyomás szintén olyan potenciális kockázat, amely a szelepeket működőképesebbé teheti. Ha a folyékony hidrogén csapdába esik a szeleptest üregében, és a hőátadás és a folyékony hidrogén párolgása egyszerre fordul elő, akkor a nyomás növekedését okozza. Ha nagy a nyomáskülönbség, akkor kavitáció (kavitáció)/zaj történik. Ezek a jelenségek a szelep kiszolgálási élettartamának korai végéhez vezethetnek, sőt óriási veszteségeket is szenvedhetnek a folyamathiány miatt. Függetlenül a konkrét működési feltételektől, ha a fenti tényezők teljes mértékben megfontolhatók, és a megfelelő ellenintézkedések megtehetők a tervezési folyamatban, biztosíthatja a szelep biztonságos és megbízható működését. Ezen túlmenően vannak olyan környezeti kérdésekkel kapcsolatos tervezési kihívások, mint például a szökevény szivárgása. A hidrogén egyedi: kis molekulák, színtelen, szagtalan és robbanásveszélyes. Ezek a jellemzők meghatározzák a nulla szivárgás abszolút szükségességét.
Az észak -las vegas nyugati parti hidrogén cseppfolyósító állomáson,
A Wieland szelepmérnökök műszaki szolgáltatásokat nyújtanak
Szelep oldatok
A specifikus funkciótól és típusától függetlenül az összes folyékony hidrogén alkalmazás szelepeinek meg kell felelniük néhány általános követelménynek. Ezek a követelmények magukban foglalják: a szerkezeti rész anyagának gondoskodnia kell arról, hogy a szerkezeti integritást rendkívül alacsony hőmérsékleten tartsák fenn; Minden anyagnak természetes tűzbiztonsági tulajdonságokkal kell rendelkeznie. Ugyanezen okból a folyékony hidrogénszelepek tömítésének és csomagolásának a fent említett alapvető követelményeknek is meg kell felelniük. Az austenit rozsdamentes acél ideális anyag a folyékony hidrogénszelepekhez. Kiváló hatású szilárdsággal, minimális hőveszteséggel és ellenáll a nagy hőmérsékleti gradienseknek. Vannak más anyagok is, amelyek szintén alkalmasak a folyékony hidrogén körülmények között, de a specifikus folyamatokra korlátozódnak. Az anyagok megválasztása mellett néhány tervezési részletet nem szabad figyelmen kívül hagyni, például a szelep szárának meghosszabbítását és egy levegőoszlop használatát, hogy megvédje a tömítés csomagolását a szélsőséges alacsony hőmérsékletektől. Ezenkívül a szelep szárának meghosszabbítása szigetelő gyűrűvel felszerelhető a kondenzáció elkerülése érdekében. A szelepek meghatározott alkalmazási körülmények között történő megtervezése segít ésszerűbb megoldásokat nyújt a különböző műszaki kihívásokra. A Vellan pillangószelepeket kínál két különböző mintában: kettős excentrikus és hármas excentrikus fémülés pillangószelepek. Mindkét tervnek kétirányú áramlási képessége van. A korong alakjának és a forgási pályának megtervezésével szoros tömítés érhető el. A szeleptestben nincs üreg, ahol nincs maradék közeg. A Velan kettős excentrikus pillangószelep esetében a korong excentrikus forgási kialakítását, a megkülönböztető Velflex tömítő rendszerrel kombinálva, hogy kiváló szelep -tömítő teljesítményt érjen el. Ez a szabadalmaztatott kialakítás ellenáll a szelepben még a nagy hőmérsékleti ingadozásoknak is. A torqseal hármas excentrikus tárcsa egy speciálisan kialakított forgási pályával is rendelkezik, amely segít annak biztosításában, hogy a korong tömítésének felülete csak a zárt szelep helyzetének elérésének pillanatában érintse meg az ülést, és nem karcol. Ezért a szelep záró nyomatéka meghajthatja a lemezt a megfelelő ülések elérése érdekében, és elegendő ékhatást eredményezhet a zárt szelep helyzetében, miközben a tárcsa egyenletesen érintkezik az ülés tömítő felületének teljes kerületével. A szelep ülés betartása lehetővé teszi a szeleptestnek és a tárcsa számára, hogy „önbe igazító” funkcióval rendelkezzen, ezáltal elkerülve a korong lefoglalását a hőmérsékleti ingadozások során. A megerősített rozsdamentes acél szeleptengely magas üzemi ciklusokra képes, és nagyon alacsony hőmérsékleten simán működik. A Velflex dupla excentrikus kialakítás lehetővé teszi a szelep gyors és egyszerű kiszolgálását. Az oldalsó háznak köszönhetően az ülés és a lemez közvetlenül ellenőrizhető vagy kiszolgálható, anélkül, hogy a működtetőt vagy a speciális szerszámokat szétszerelné.
Tianjin Tangu Water Seal Valve Co., Ltdtámogatják az erősen fejlett technológiát, a rugalmas ülő szelepeket, beleértve a rugalmas ülőhelyet isostya pillangószelep, Beplugorszelep, Dupla karima koncentrikus pillangószelep, Dupla karimás excentrikus pillangószelep,Y-szűkítő, kiegyensúlyozó szelep,Ostya kettős lemez -ellenőrző szelep, stb.
A postai idő: augusztus-11-2023
