Течниот водород има одредени предности при складирање и транспорт. Во споредба со водородот, течниот водород (LH2) има поголема густина и бара помал притисок за складирање. Сепак, водородот мора да биде -253°C за да стане течен, што значи дека е доста тешко. Екстремно ниските температури и ризиците од запаливост го прават течниот водород опасен медиум. Поради оваа причина, строгите безбедносни мерки и високата сигурност се бескомпромисни барања при дизајнирање вентили за релевантните апликации.
Од Фадила Келфауи, Фредерик Бланке
Велан вентил (Велан)
Примени на течен водород (LH2).
Во моментов, течниот водород се користи и се обидува да се користи во разни посебни пригоди. Во воздухопловството, може да се користи како гориво за лансирање ракети, а може да генерира и ударни бранови во трансонични аеротунели. Поддржан од „големата наука“, течниот водород стана клучен материјал во суперспроводливите системи, забрзувачите на честички и уредите за нуклеарна фузија. Како што расте желбата на луѓето за одржлив развој, течниот водород се користи како гориво од сè повеќе камиони и бродови во последниве години. Во горенаведените сценарија на примена, важноста на вентилите е многу очигледна. Безбедното и сигурно работење на вентилите е составен дел од екосистемот на синџирот на снабдување со течен водород (производство, транспорт, складирање и дистрибуција). Операциите поврзани со течниот водород се предизвикувачки. Со повеќе од 30 години практично искуство и експертиза во областа на високо-перформансни вентили до -272°C, Велан долго време е вклучен во разни иновативни проекти и јасно е дека ги победи техничките предизвици на услугата за течен водород со својата сила.
Предизвици во фазата на дизајнирање
Притисокот, температурата и концентрацијата на водород се главни фактори што се испитуваат при проценка на ризикот од дизајнот на вентили. За да се оптимизираат перформансите на вентилите, дизајнот и изборот на материјал играат одлучувачка улога. Вентилите што се користат во апликациите со течен водород се соочуваат со дополнителни предизвици, вклучувајќи ги и негативните ефекти на водородот врз металите. На многу ниски температури, материјалите на вентилите не само што мора да издржат напад од молекули на водород (некои од поврзаните механизми на влошување сè уште се дебатираат во академијата), туку мора да одржуваат и нормално функционирање долго време во текот на нивниот животен циклус. Во однос на сегашното ниво на технолошки развој, индустријата има ограничено знаење за применливоста на неметалните материјали во апликациите со водород. При избор на материјал за запечатување, потребно е да се земе предвид овој фактор. Ефикасното запечатување е исто така клучен критериум за перформанси на дизајнот. Постои температурна разлика од речиси 300°C помеѓу течниот водород и температурата на околината (собна температура), што резултира со температурен градиент. Секоја компонента на вентилот ќе претрпи различни степени на термичка експанзија и контракција. Ова несовпаѓање може да доведе до опасно истекување на критичните површини за запечатување. Затегнатоста на запечатувањето на стеблото на вентилот е исто така фокус на дизајнот. Преминот од ладно на топло создава проток на топлина. Топлите делови од шуплината на хаубата може да замрзнат, што може да ги наруши перформансите на запечатување на стеблото и да влијае на функционалноста на вентилот. Покрај тоа, екстремно ниската температура од -253°C значи дека е потребна најдобра технологија за изолација за да се обезбеди вентилот да може да одржува течен водород на оваа температура, а воедно да ги минимизира загубите предизвикани од вриење. Доколку има пренос на топлина на течен водород, тој ќе испари и ќе протекува. Не само тоа, на точката на кинење на изолацијата се јавува кондензација на кислород. Откако кислородот ќе дојде во контакт со водород или други запаливи материи, ризикот од пожар се зголемува. Затоа, имајќи го предвид ризикот од пожар со кој може да се соочат вентилите, вентилите мора да бидат дизајнирани имајќи ги предвид материјалите отпорни на експлозија, како и противпожарни актуатори, инструменти и кабли, сите со најстроги сертификати. Ова осигурува дека вентилот работи правилно во случај на пожар. Зголемениот притисок е исто така потенцијален ризик што може да ги направи вентилите нефункционални. Ако течниот водород е заробен во шуплината на телото на вентилот и преносот на топлина и испарувањето на течниот водород се случуваат истовремено, тоа ќе предизвика зголемување на притисокот. Ако има голема разлика во притисокот, се јавува кавитација (кавитација)/бучава. Овие феномени можат да доведат до предвремен крај на работниот век на вентилот, па дури и да претрпат огромни загуби поради дефекти во процесот. Без оглед на специфичните услови за работа, ако горенаведените фактори можат целосно да се земат предвид и да се преземат соодветни контрамерки во процесот на дизајнирање, може да се обезбеди безбедно и сигурно работење на вентилот. Покрај тоа, постојат предизвици во дизајнот поврзани со еколошките проблеми, како што е фугитивното истекување. Водородот е уникатен: мали молекули, безбоен, без мирис и експлозивен. Овие карактеристики ја одредуваат апсолутната неопходност од нула истекување.
На станицата за втечнување на водородот на западниот брег на северниот дел од Лас Вегас,
Инженерите на Wieland Valve обезбедуваат технички услуги
Решенија за вентили
Без оглед на специфичната функција и тип, вентилите за сите апликации со течен водород мора да ги исполнат некои заеднички барања. Овие барања вклучуваат: материјалот на структурниот дел мора да обезбеди одржување на структурниот интегритет на екстремно ниски температури; Сите материјали мора да имаат природни својства за противпожарна безбедност. Од истата причина, елементите за заптивање и пакувањето на вентилите со течен водород мора да ги исполнат и основните барања споменати погоре. Аустенитскиот не'рѓосувачки челик е идеален материјал за вентили со течен водород. Има одлична отпорност на удар, минимална загуба на топлина и може да издржи големи температурни градиенти. Постојат и други материјали кои се исто така погодни за услови на течен водород, но се ограничени на специфични услови на процесот. Покрај изборот на материјали, не треба да се занемаруваат некои детали за дизајнот, како што се продолжување на стеблото на вентилот и користење на воздушен столб за заштита на заптивното пакување од екстремно ниски температури. Покрај тоа, продолжувањето на стеблото на вентилот може да биде опремено со изолациски прстен за да се избегне кондензација. Дизајнирањето на вентилите според специфичните услови на примена помага да се дадат поразумни решенија за различни технички предизвици. Vellan нуди вентили со пеперутка во два различни дизајни: вентили со двоен ексцентричен и троен ексцентричен метален седиште. И двата дизајни имаат двонасочен капацитет за проток. Со дизајнирање на обликот на дискот и траекторијата на ротација, може да се постигне цврсто запечатување. Во телото на вентилот нема празнина каде што нема преостаната средина. Во случајот на двојниот ексцентричен вентил пеперутка Velan, тој го усвојува дизајнот на ексцентрична ротација на дискот, во комбинација со препознатливиот систем за запечатување VELFLEX, за да се постигнат одлични перформанси на запечатување на вентилот. Овој патентиран дизајн може да издржи дури и големи температурни флуктуации во вентилот. Тројниот ексцентричен диск TORQSEAL, исто така, има специјално дизајнирана траекторија на ротација што помага да се осигура дека површината за запечатување на дискот го допира седиштето само во моментот на достигнување на затворена положба на вентилот и не се гребе. Затоа, вртежниот момент на затворање на вентилот може да го погони дискот за да постигне усогласено седиште и да произведе доволен ефект на клин во затворена положба на вентилот, додека дискот рамномерно го допира со целиот обем на површината за запечатување на седиштето. Усогласеноста на седиштето на вентилот му овозможува на телото на вентилот и дискот да имаат „самоприлагодлива“ функција, со што се избегнува заглавување на дискот за време на температурни флуктуации. Зајакнатото вратило на вентилот од не'рѓосувачки челик е способно за високи работни циклуси и работи непречено на многу ниски температури. Дизајнот со двоен ексцентричен дизајн VELFLEX му овозможува на вентилот брзо и лесно да се сервисира онлајн. Благодарение на страничното куќиште, седиштето и дискот можат директно да се проверат или сервисираат, без потреба од расклопување на актуаторот или специјални алатки.
Тијанџин Танггу вентил за заптивање на вода Co., Ltdподдржуваат вентили со еластично седиште со високо напредна технологија, вклучувајќи вентили со еластично седиштевентил со пеперутка, Вентил со пеперутка, Двоен прирабнички концентричен вентил со пеперутка, Двоен прирабнички ексцентричен вентил пеперутка,Y-цедалка, балансирачки вентил,Неповратен вентил со двојна плоча на вафер, итн.
Време на објавување: 11 август 2023 година
