Flëssege Waasserstoff huet gewësse Virdeeler bei der Lagerung an dem Transport. Am Verglach mat Waasserstoff huet flëssege Waasserstoff (LH2) eng méi héich Dicht a brauch e méi niddregen Drock fir d'Lagerung. Wéi och ëmmer, Waasserstoff muss -253°C sinn fir flësseg ze ginn, wat bedeit datt et zimlech schwéier ass. Extrem niddreg Temperaturen a Brandbarkeetsrisiken maachen flëssege Waasserstoff zu engem geféierleche Medium. Aus dësem Grond sinn streng Sécherheetsmoossnamen an eng héich Zouverlässegkeet kompromësslos Ufuerderungen beim Design vu Ventiler fir déi jeeweileg Uwendungen.
Vum Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan-Ventil (Velan)
Uwendungen vu flëssegem Waasserstoff (LH2).
De Moment gëtt flëssege Waasserstoff bei verschiddene speziellen Occasiounen agesat a probéiert et och ze benotzen. An der Loft- a Raumfaart kann et als Brennstoff fir Rakéitestart benotzt ginn a kann och Schockwellen an transschall Wandtunnellen generéieren. Ënnerstëtzt vun der "grousser Wëssenschaft" ass flëssege Waasserstoff zu engem Schlësselmaterial a supraleitende Systemer, Partikelbeschleuniger an Kärfusiounsapparater ginn. Well de Wonsch vun de Leit no nohalteger Entwécklung wiisst, gouf flëssege Waasserstoff an de leschte Jore vun ëmmer méi Camionen a Schëffer als Brennstoff benotzt. An den uewe genannten Uwendungsszenarien ass d'Wichtegkeet vu Ventiler ganz offensichtlech. De sécheren a verlässleche Betrib vu Ventiler ass en integralen Deel vum Ökosystem vun der flësseger Waasserstoffversuergungskette (Produktioun, Transport, Lagerung an Verdeelung). Operatiounen am Zesummenhang mat flëssege Waasserstoff si schwiereg. Mat méi wéi 30 Joer praktescher Erfahrung an Expertise am Beräich vun Héichleistungsventiler bis -272°C ass Velan zënter laanger Zäit u verschiddenen innovativen Projeten involvéiert, an et ass kloer, datt et déi technesch Erausfuerderunge vum flëssege Waasserstoff-Service mat senger Stäerkt gewonnen huet.
Erausfuerderungen an der Designphase
Drock, Temperatur a Waasserstoffkonzentratioun sinn all wichteg Faktoren, déi an enger Risikobewertung vum Ventildesign ënnersicht ginn. Fir d'Leeschtung vum Ventil ze optimiséieren, spillen den Design an d'Materialwahl eng entscheedend Roll. Ventiler, déi a flëssege Waasserstoffapplikatioune benotzt ginn, stinn virun zousätzlechen Erausfuerderungen, dorënner déi negativ Auswierkunge vum Waasserstoff op Metaller. Bei ganz niddregen Temperaturen mussen d'Ventilmaterialien net nëmmen dem Ugrëff vu Waasserstoffmoleküle standhalen (e puer vun den assoziéierten Zerschädigungsmechanismen ginn an der Akademie nach ëmmer diskutéiert), mä mussen och iwwer hire Liewenszyklus laang normal funktionéieren. Wat den aktuellen Niveau vun der technologescher Entwécklung ugeet, huet d'Industrie limitéiert Wëssen iwwer d'Uwendbarkeet vun net-metallesche Materialien a Waasserstoffapplikatiounen. Bei der Wiel vun engem Dichtungsmaterial ass et néideg, dëse Faktor ze berücksichtegen. Eng effektiv Dichtung ass och e Schlësselkriterium fir d'Designleistung. Et gëtt en Temperaturënnerscheed vu bal 300°C tëscht flëssegem Waasserstoff an der Ëmgéigungstemperatur (Raumtemperatur), wat zu engem Temperaturgradient féiert. All Komponent vum Ventil wäert ënnerschiddlech Grad vun thermescher Expansioun a Kontraktioun duerchmaachen. Dës Diskrepanz kann zu geféierleche Leckage vu kriteschen Dichtungsflächen féieren. D'Dichtungsdicht vum Ventilstiel ass och de Fokus vum Design. Den Iwwergank vu kal op waarm erstellt Hëtztfloss. Waarm Deeler vum Kavitéitsberäich kënne afréieren, wat d'Dichtungsleistung vum Ventil stéiere kann an d'Betribsfäegkeet vum Ventil beaflosse kann. Zousätzlech bedeit déi extrem niddreg Temperatur vun -253°C, datt déi bescht Isolatiounstechnologie néideg ass, fir sécherzestellen, datt de Ventil flëssege Waasserstoff bei dëser Temperatur hale kann, wärend d'Verloschter duerch Kachen miniméiert ginn. Soulaang Hëtzt op de flëssege Waasserstoff iwwerdroe gëtt, verdampft dës a leckt. Net nëmmen dat, et geschitt Sauerstoffkondensatioun um Brochpunkt vun der Isolatioun. Soubal Sauerstoff a Kontakt mat Waasserstoff oder anere brennbare Substanzen kënnt, klëmmt de Risiko vu Brand. Dofir, wann een de Brandrisiko berécksiichtegt, mat deem Ventiler konfrontéiert kënne ginn, mussen d'Ventiler mat explosiounsgeschützte Materialien am Kapp entworf ginn, souwéi mat brandbeständegen Aktuatoren, Instrumenter a Kabelen, all mat de strengsten Zertifizéierungen. Dëst garantéiert, datt de Ventil am Fall vun engem Brand richteg funktionéiert. Erhéichten Drock ass och e potenziellen Risiko, deen d'Ventiler onfunktionell maache kann. Wann flëssege Waasserstoff an der Kavitéit vum Ventilkierper agespaart ass an Hëtztiwwerdroung an Verdampfung vu flëssege Waasserstoff gläichzäiteg optrieden, féiert dat zu enger Erhéijung vum Drock. Wann et eng grouss Drockënnerscheed gëtt, entsteet Kavitatioun (Kavitation)/Kaméidi. Dës Phänomener kënnen zu engem virzäitegen Enn vun der Liewensdauer vum Ventil féieren a souguer zu groussen Verloschter duerch Prozessdefekter féieren. Onofhängeg vun de spezifesche Betribsbedingungen, wa béid déi uewe genannten Faktoren voll berécksiichtegt kënne ginn an entspriechend Géigemoossnamen am Designprozess getraff kënne ginn, kann de sécheren a verlässleche Betrib vum Ventil garantéiert ginn. Zousätzlech gëtt et Design-Erausfuerderungen am Zesummenhang mat Ëmweltproblemer, wéi z. B. flüchtege Leckage. Waasserstoff ass eenzegaarteg: kleng Molekülle, faarflos, geruchslos an explosiv. Dës Charakteristike bestëmmen déi absolut Noutwennegkeet vun Null Leckage.
An der Waasserstoffverflëssegingstatioun op der Westküst vun North Las Vegas,
Ingenieure vu Wieland Valve bidden technesch Servicer
Ventilléisungen
Onofhängeg vun der spezifescher Funktioun an dem Typ mussen Ventiler fir all Uwendungen am Beräich vu flëssegem Waasserstoff e puer gemeinsam Ufuerderungen erfëllen. Dës Ufuerderunge sinn ënner anerem: d'Material vum Strukturdeel muss garantéieren, datt d'strukturell Integritéit bei extrem niddregen Temperaturen erhale bleift; All Materialien mussen natierlech Brandschutzeigenschaften hunn. Aus dem selwechte Grond mussen d'Dichtungselementer an d'Dichtung vu flëssege Waasserstoffventiller och déi uewe genannten Basisufuerderungen erfëllen. Austenitescht Edelstol ass en idealt Material fir flëssege Waasserstoffventiller. Et huet eng exzellent Schlagfestigkeit, minimale Wärmeverloscht a kann groussen Temperaturgradienten aushalen. Et gëtt aner Materialien, déi och fir flëssege Waasserstoffbedingungen gëeegent sinn, awer op spezifesch Prozessbedingungen limitéiert sinn. Nieft der Materialwahl sollten e puer Designdetailer net iwwersinn ginn, wéi z. B. d'Verlängerung vum Ventilstiel an d'Benotzung vun enger Loftkolonn fir d'Dichtungsdichtung virun extrem niddregen Temperaturen ze schützen. Zousätzlech kann d'Verlängerung vum Ventilstiel mat engem Isolatiounsrank ausgestatt ginn, fir Kondensatioun ze vermeiden. D'Konzeptioun vu Ventiler no spezifeschen Uwendungsbedingungen hëlleft, méi vernünfteg Léisunge fir verschidden technesch Erausfuerderungen ze ginn. Vellan bitt Päiperleksventiller an zwou verschiddenen Designen un: duebel exzentresch an dräifach exzentresch Metallsëtz-Päiperleksventiller. Béid Designen hunn eng bidirektional Stroumkapazitéit. Duerch d'Gestaltung vun der Scheifform an der Rotatiounsbunn kann eng dicht Dichtung erreecht ginn. Et gëtt keng Kavitéit am Ventilkierper, wou kee Reschtmedium ass. Am Fall vum Velan Duebelexzentrische Päiperleksventil benotzt en den exzentrischen Rotatiounsdesign vun der Scheif, kombinéiert mam markanten VELFLEX Dichtungssystem, fir eng exzellent Ventildichtleistung z'erreechen. Dësen patentéierten Design kann och groussen Temperaturschwankungen am Ventil standhalen. Déi dräifach exzentrisch Scheif TORQSEAL huet och eng speziell entwéckelt Rotatiounsbunn, déi hëlleft sécherzestellen, datt d'Dichtungsfläch vun der Scheif nëmmen de Sëtz beréiert wann d'Ventilpositioun zou ass a sech net kraazt. Dofir kann den Zoumaachdrehmoment vum Ventil d'Scheif dozou bréngen, e konforme Sëtz z'erreechen an e genuch Keileffekt an der zouener Ventilpositioun ze produzéieren, wärend d'Scheif gläichméisseg mam ganze Ëmfang vun der Sëtzdichtungsfläch beréiert. D'Konformitéit vum Ventilsëtz erlaabt et dem Ventilkierper an der Scheif eng "selbstjustéierend" Funktioun ze hunn, sou datt d'Scheif bei Temperaturschwankungen net festgehale gëtt. Déi verstäerkt Ventilwelle aus Edelstol ass fäeg fir héich Betribszyklen a funktionéiert reibungslos bei ganz niddregen Temperaturen. Den duebelexzentrischen Design vu VELFLEX erlaabt et, d'Ventil séier an einfach online ze reparéieren. Dank dem Säitegehäuse kënnen de Sëtz an d'Scheif direkt iwwerpréift oder gewartet ginn, ouni datt den Aktuator oder speziell Tools auserneegeholl musse ginn.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdënnerstëtzen héich fortgeschratt Technologie fir elastesch Sëtzventiler, dorënner elastesch SëtzventilerWafer-Päiperleksventil, Päiperleksventil, Duebelflansch konzentresch Päiperleksventil, Duebelflansch-exzentresch Päiperleksventil,Y-Sief, Ausgläichsventil,Wafer Duebelplacken-Réckschlagventil, etc.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 11. August 2023
