Tekoči vodik ima določene prednosti pri shranjevanju in prevozu. V primerjavi z vodikom ima tekoči vodik (LH2) večjo gostoto in za shranjevanje zahteva nižji tlak. Vendar mora biti vodik -253 ° C, da postane tekočina, kar pomeni, da je precej težaven. Ekstremne nizke temperature in vnetljiva tveganja naredijo tekoči vodik nevaren medij. Zaradi tega so strogi varnostni ukrepi in velika zanesljivost brezkompromisne zahteve pri oblikovanju ventilov za ustrezne aplikacije.
Avtor Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan ventil (Velan)
Uporaba tekočega vodika (LH2).
Trenutno se uporablja tekoči vodik in poskuša uporabljati v različnih posebnih priložnostih. V vesoljskem vesolju se lahko uporablja kot raketno gorivo in lahko ustvari tudi udarne valove v transoničnih vetrnih predorih. Tekoči vodik, ki ga podpira "Big Science", je postal ključni material v sistemih za superprevodnike, pospeševalnikov delcev in naprav jedrske fuzije. Ko raste želja ljudi po trajnostnem razvoju, se tekoči vodik v zadnjih letih uporablja kot gorivo kot več tovornjakov in ladij. V zgornjih scenarijih uporabe je pomen ventilov zelo očiten. Varno in zanesljivo delovanje ventilov je sestavni del tekočega vodikovega ekosistema dobavne verige (proizvodnja, prevoz, skladiščenje in distribucija). Operacije, povezane s tekočim vodikom, so zahtevne. Z več kot 30 -letnimi praktičnimi izkušnjami in strokovnim znanjem na področju visokozmogljivih ventilov do -272 ° C je Velan že dolgo sodeloval v različnih inovativnih projektih in jasno je, da je s svojo močjo osvojil tehnične izzive tekoče vodikove storitve.
Izzivi v fazi načrtovanja
Koncentracija tlaka, temperature in vodika so vsi glavni dejavniki, pregledani pri oceni tveganja za oblikovanje ventila. Za optimizacijo zmogljivosti ventila igrajo oblikovanje in izbiro materiala odločilno vlogo. Ventili, ki se uporabljajo v tekočih vodikovih aplikacijah, se soočajo z dodatnimi izzivi, vključno z škodljivimi učinki vodika na kovine. Pri zelo nizkih temperaturah ne smejo samo zdržati napadov vodikovih molekul (nekateri pripadajoči mehanizmi poslabšanja se še vedno razpravljajo v akademiji), ampak morajo tudi v svojem življenjskem ciklu ohraniti tudi normalno delovanje. Glede na trenutno raven tehnološkega razvoja ima industrija omejeno znanje o uporabnosti nemetalnih materialov v aplikacijah vodika. Pri izbiri materiala za tesnjenje je treba upoštevati ta dejavnik. Učinkovito tesnjenje je tudi ključno merilo za oblikovanje. Med tekočim vodikom in temperaturo okolice (sobna temperatura) je temperaturna razlika skoraj 300 ° C, kar ima za posledico temperaturni gradient. Vsaka komponenta ventila bo doživela različne stopnje toplotne ekspanzije in krčenja. To neskladje lahko privede do nevarnega uhajanja kritičnih tesnjenih površin. V središču zasnove je tudi tesnjenje tesnjenja stebla ventila. Prehod iz hladnega v vroče ustvarja toplotni tok. Vroče deli območja pokrova pokrova se lahko zamrznejo, kar lahko moti zmogljivost tesnjenja stebla in vpliva na delovanje ventila. Poleg tega izjemno nizka temperatura -253 ° C pomeni, da je potrebna najboljša izolacijska tehnologija, da se ventil pri tej temperaturi vzdržuje tekoči vodik, hkrati pa zmanjšuje izgube, ki jih povzroča vretje. Dokler se toplota prenaša v tekoči vodik, bo izhlapela in puščala. Ne samo to, kondenzacija kisika se pojavi na prelomni točki izolacije. Ko kisik pride v stik z vodikom ali drugimi vnetljivimi živali, se tveganje za požar poveča. Zato je treba glede na tveganje požara, s katerim se lahko soočijo ventili, zaklopke zasnovane z v mislih, ki so odporni na eksplozijo, ter požarno odporne aktuatorje, instrumentacije in kable, vse z najstrožjimi certifikati. To zagotavlja, da ventil v primeru požara deluje pravilno. Povečan tlak je tudi potencialno tveganje, ki lahko zaklopke ne delujejo. Če je tekoči vodik ujet v votlino telesa ventila in prenos toplote in izhlapevanje tekočega vodika se pojavi hkrati, bo povzročil povečanje tlaka. Če obstaja velika razlika v tlaku, pride do kavitacije (kavitacija)/hrupa. Ti pojavi lahko privedejo do prezgodnjega konca službene življenjske dobe ventila in celo utrpijo velike izgube zaradi napak. Ne glede na posebne delovne pogoje, če je mogoče zgornje dejavnike v celoti upoštevati in se lahko v postopku načrtovanja sprejmejo ustrezne protiukrepe, lahko zagotovi varno in zanesljivo delovanje ventila. Poleg tega obstajajo oblikovalski izzivi, povezani z okoljskimi vprašanji, kot je ubežni uhajanje. Vodik je edinstven: majhne molekule, brezbarvne, brez vonja in eksplozivne. Te značilnosti določajo absolutno potrebo po ničelnem puščanju.
Na postaji za vodikovo utekočinjenje severne Las Vegas West Coast,
Inženirji Wieland Valve zagotavljajo tehnične storitve
Rešitve ventila
Ne glede na posebno funkcijo in vrsto, morajo ventili za vse tekoče aplikacije vodika izpolnjevati nekatere skupne zahteve. Te zahteve vključujejo: material strukturnega dela mora zagotoviti, da se strukturna celovitost ohranja pri izjemno nizkih temperaturah; Vsi materiali morajo imeti naravne lastnosti požarne varnosti. Iz istega razloga morajo tesnjevalni elementi in pakiranje tekočih vodikovih ventilov izpolnjevati tudi zgoraj omenjene osnovne zahteve. Austenitno nerjavno jeklo je idealen material za tekoče vodikove ventile. Ima odlično udarno trdnost, minimalno izgubo toplote in zdrži velike temperaturne gradiente. Obstajajo tudi drugi materiali, ki so primerni za tekoče pogoje vodika, vendar so omejeni na posebne pogoje procesa. Poleg izbire materialov ne smemo spregledati nekaterih podrobnosti o oblikovanju, na primer razširitev stebla ventila in uporaba zračnega stolpca za zaščito tesnjenja pakiranja pred izjemno nizkimi temperaturami. Poleg tega je lahko podaljšek stebla ventila opremljen z izolacijskim obročem, da se izognete kondenzaciji. Oblikovanje ventilov v skladu s posebnimi pogoji aplikacije pomaga dati bolj razumne rešitve različnim tehničnim izzivom. Vellan ponuja ventile za metulje v dveh različnih modelih: dvojni ekscentrični in trojni ekscentrični kovinski sedežni metuljski ventili. Oba modela imata dvosmerno zmogljivost pretoka. Z oblikovanjem oblike diska in vrtenja je mogoče doseči tesno tesnilo. V telesu ventila ni votline, kjer ni preostalega medija. V primeru velanskega dvojnega ekscentričnega ventila metulja sprejme disk ekscentrično vrtenje v kombinaciji z značilnim sistemom tesnjenja Velflex, da doseže odlične zmogljivosti tesnjenja ventila. Ta patentirana zasnova lahko prenese celo velika temperaturna nihanja ventila. Triple ekscentrični disk TorqSEAL ima tudi posebej zasnovano vrtilno usmeritev, ki pomaga zagotoviti, da se površina tesnjenja diska samo dotakne sedeža v trenutku, ko doseže položaj zaprtega ventila in se ne opraska. Zato lahko zaključni navor ventila poganja disk, da doseže skladna sedeža in ustvari zadosten klinasti učinek v položaju zaprtega ventila, medtem ko disk enakomerno stik s celotnim obodom tesnilne površine. Skladnost sedeža ventila omogoča, da imata telo ventila in disk funkcijo "samopri prilagoditev", s čimer se izognemo zasegu diska med nihanjem temperature. Okrepljena gred za ventil iz nerjavečega jekla je sposobna visoko obratovalnih ciklov in deluje gladko pri zelo nizkih temperaturah. Dvojna ekscentrična zasnova Velflex omogoča hitro in enostavno servisiranje ventila hitro in enostavno. Zahvaljujoč stranskemu ohišju lahko sedež in disk pregledate ali servisirate neposredno, ne da bi morali razstaviti aktuator ali posebna orodja.
Tianjin Tanggu Water-Sel Valve Co., Ltdpodpirajo visoko napredno tehnologijo odporni sedeči ventili, vključno z odpornim sedečmVzponuja za metulj, Ventil za metulj, Dvojna prirobnica koncentrični metuljski ventil, Dvojna prirobnica ekscentričnega ventila metulja,Y-Strainer, uravnoteženje ventila,Ventil za preverjanje dvojne ploščeitd.
Čas objave: avgust-11-2023
