Vedelal vesinikul on ladustamisel ja transportimisel teatud eelised. Vedel vesinik (LH2) on vesinikuga võrreldes suurema tihedusega ja vajab säilitamiseks madalamat survet. Vesinik peab aga olema -253°C, et muutuda vedelaks, mis tähendab, et see on üsna raske. Äärmiselt madalad temperatuurid ja tuleohtlikkus muudavad vedela vesiniku ohtlikuks keskkonnaks. Seetõttu on ranged ohutusmeetmed ja kõrge töökindlus asjakohaste rakenduste jaoks mõeldud ventiilide projekteerimisel kompromissitud nõuded.
Autorid: Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velani ventiil (Velan)
Vedela vesiniku (LH2) rakendused.
Praegu kasutatakse vedelat vesinikku ja püütakse seda kasutada erinevatel erilistel puhkudel. Lennunduses saab seda kasutada raketi stardikütusena ja see võib tekitada ka lööklaineid transoonilistes tuuletunnelites. "Suure teaduse" toel on vedel vesinik muutunud ülijuhtivate süsteemide, osakeste kiirendite ja tuumasünteesiseadmete võtmematerjaliks. Kuna inimeste soov jätkusuutliku arengu järele kasvab, on vedelat vesinikku viimastel aastatel kütusena kasutanud üha enam veoautosid ja laevu. Ülaltoodud rakendusstsenaariumide puhul on ventiilide tähtsus väga ilmne. Ventiilide ohutu ja töökindel töö on vedelvesiniku tarneahela ökosüsteemi (tootmine, transport, ladustamine ja jaotamine) lahutamatu osa. Vedela vesinikuga seotud toimingud on keerulised. Rohkem kui 30-aastase praktilise kogemuse ja teadmistega kõrge jõudlusega kuni -272°C ventiilide vallas on Velan juba pikka aega osalenud erinevates uuenduslikes projektides ning on selge, et ta on võitnud tehnilised väljakutsed vedela vesiniku teenus oma tugevusega.
Väljakutsed projekteerimisetapis
Rõhk, temperatuur ja vesiniku kontsentratsioon on kõik peamised tegurid, mida klapi konstruktsiooni riskihinnangus uuritakse. Klapi jõudluse optimeerimisel mängivad otsustavat rolli disain ja materjali valik. Vedelvesiniku rakendustes kasutatavad ventiilid seisavad silmitsi täiendavate väljakutsetega, sealhulgas vesiniku kahjuliku mõjuga metallidele. Väga madalatel temperatuuridel peavad klapimaterjalid mitte ainult taluma vesiniku molekulide rünnakut (mõned seotud riknemismehhanismid on akadeemilistes ringkondades endiselt vaieldavad), vaid peavad säilitama ka normaalse töö oma elutsükli jooksul pikka aega. Seoses tehnoloogilise arengu praeguse tasemega on tööstuses piiratud teadmised mittemetalliliste materjalide kasutatavuse kohta vesinikurakendustes. Tihendusmaterjali valimisel tuleb seda tegurit arvesse võtta. Tõhus tihendus on ka peamine disaini jõudluse kriteerium. Vedela vesiniku ja ümbritseva keskkonna temperatuuri (toatemperatuuri) vahel on temperatuuride erinevus peaaegu 300 °C, mille tulemuseks on temperatuurigradient. Iga klapi komponent läbib erineva soojuspaisumise ja kokkutõmbumise astme. See lahknevus võib põhjustada kriitiliste tihenduspindade ohtlikku lekkimist. Disaini keskmes on ka klapivarre tihendus. Üleminek külmalt kuumale tekitab soojusvoo. Kapoti õõnsuse piirkonna kuumad osad võivad külmuda, mis võib häirida varre tihendit ja mõjutada klapi tööd. Lisaks tähendab ülimadal temperatuur –253°C, et vaja on parimat isolatsioonitehnoloogiat, et klapp suudaks hoida vedelat vesinikku sellel temperatuuril, minimeerides samal ajal keemisest tingitud kadusid. Niikaua kui soojust kantakse üle vedelale vesinikule, see aurustub ja lekib. Vähe sellest, isolatsiooni murdumiskohas tekib hapniku kondenseerumine. Kui hapnik puutub kokku vesiniku või muude põlevate ainetega, suureneb tulekahju oht. Seetõttu tuleb ventiilide tuleohtu silmas pidada, pidades silmas plahvatuskindlaid materjale, samuti tulekindlaid ajamid, mõõteriistu ja kaableid, millel kõigil on kõige rangemad sertifikaadid. See tagab ventiili nõuetekohase toimimise tulekahju korral. Suurenenud rõhk on ka potentsiaalne oht, mis võib muuta ventiilid töövõimetuks. Kui vedel vesinik jääb ventiili korpuse õõnsusse kinni ning soojusülekanne ja vedela vesiniku aurustumine toimuvad samaaegselt, põhjustab see rõhu tõusu. Suure rõhuerinevuse korral tekib kavitatsioon (kavitatsioon)/müra. Need nähtused võivad põhjustada ventiili kasutusea enneaegset lõppemist ja protsessi defektide tõttu isegi suuri kahjusid. Olenemata konkreetsetest töötingimustest, kui ülaltoodud tegureid saab täielikult arvesse võtta ja projekteerimisprotsessis võtta vastavaid vastumeetmeid, võib see tagada klapi ohutu ja usaldusväärse töö. Lisaks on projekteerimisel probleeme, mis on seotud keskkonnaprobleemidega, nagu näiteks leke. Vesinik on ainulaadne: väikesed molekulid, värvitu, lõhnatu ja plahvatusohtlik. Need omadused määravad nulllekke absoluutse vajaduse.
Põhja-Las Vegase lääneranniku vesiniku veeldamise jaamas
Wieland Valve insenerid pakuvad tehnilisi teenuseid
Klapilahendused
Olenemata konkreetsest funktsioonist ja tüübist peavad kõigi vedela vesiniku rakenduste ventiilid vastama teatud ühistele nõuetele. Need nõuded hõlmavad järgmist: konstruktsiooniosa materjal peab tagama konstruktsiooni terviklikkuse säilimise ülimadalatel temperatuuridel; Kõikidel materjalidel peavad olema looduslikud tuleohutusomadused. Samal põhjusel peavad ka vedelvesinikklappide tihenduselemendid ja tihendid vastama ülalmainitud põhinõuetele. Austeniit roostevaba teras on ideaalne materjal vedela vesiniku ventiilide jaoks. Sellel on suurepärane löögitugevus, minimaalne soojuskadu ja see talub suuri temperatuurigradiente. On ka teisi materjale, mis sobivad ka vedela vesiniku tingimustes, kuid on piiratud konkreetsete protsessitingimustega. Lisaks materjalide valikule ei tohiks tähelepanuta jätta ka mõningaid disaini detaile, näiteks ventiilivarre pikendamist ja õhusamba kasutamist tihenduspakendi kaitsmiseks äärmuslikult madalate temperatuuride eest. Lisaks saab klapivarre pikendust varustada isolatsioonirõngaga, et vältida kondenseerumist. Klappide projekteerimine vastavalt konkreetsetele kasutustingimustele aitab anda mõistlikumaid lahendusi erinevatele tehnilistele väljakutsetele. Vellan pakub kahe erineva disainiga liblikklappe: kahekordse ekstsentrilise ja kolmekordse ekstsentrilise metallist istmega liblikklappe. Mõlemal konstruktsioonil on kahesuunalise voolu võimalus. Ketta kuju ja pöörlemistrajektoori kavandamisega on võimalik saavutada tihe tihend. Klapi korpuses ei ole õõnsust, kus pole jääkkeskkonda. Velani topeltekstsentrilise liblikklapi puhul kasutab see ketta ekstsentrilist pöörlemiskonstruktsiooni koos iseloomuliku VELFLEXi tihendussüsteemiga, et saavutada suurepärane klapitihendus. See patenteeritud disain talub isegi suuri temperatuurikõikumisi ventiilis. TORQSEAL kolmekordsel ekstsentrilisel kettal on ka spetsiaalselt välja töötatud pöörlemistrajektoor, mis aitab tagada, et ketta tihenduspind puudutab istet ainult suletud klapi asendi saavutamise hetkel ega kriimusta. Seetõttu võib klapi sulgemismoment juhtida ketast, et saavutada sobiv iste ja tekitada suletud klapiasendis piisava kiiluefekti, tagades ketta ühtlase kontakti kogu istme tihenduspinna ümbermõõduga. Klapipesa vastavus võimaldab ventiili korpusel ja kettal "isereguleeruvat" funktsiooni, vältides nii ketta kinnikiilumist temperatuurikõikumiste ajal. Tugevdatud roostevabast terasest klapivõll on võimeline töötama kõrgel töötsüklil ja töötab sujuvalt väga madalatel temperatuuridel. VELFLEXi topeltekstsentriline disain võimaldab ventiili kiiresti ja lihtsalt veebis hooldada. Tänu külgkorpusele saab istet ja ketast otse kontrollida või hooldada, ilma et oleks vaja täiturmehhanismi või spetsiaalseid tööriistu lahti võtta.
Tianjin Tanggu veetihendi klapi Co., Ltdtoetavad kõrgelt arenenud tehnoloogiaga elastse istmega ventiile, sealhulgas elastseid klappevahvli liblikklapp, Lug liblikklapp, Topeltäärikuga kontsentriline liblikklapp, Kahe äärikuga ekstsentriline liblikklapp,Y-sõel, tasakaalustusventiil,Vahvli kahe plaadiga tagasilöögiklappjne.
Postitusaeg: august 11-2023
