Tekući vodik ima određene prednosti skladištenja i transporta. U usporedbi s vodikom, tekući vodik (LH2) ima veću gustoću i zahtijeva niži tlak za skladištenje. Međutim, vodik mora biti -253 ° C da bi postao tekućina, što znači da je prilično teško. Ekstremne niske temperature i rizik od zapaljivosti čine tekući vodik opasnim medijem. Iz tog razloga, stroge sigurnosne mjere i velika pouzdanost su beskompromisne zahtjeve prilikom dizajniranja ventila za relevantne primjene.
Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan ventil (Velan)
Primjena tekućeg vodika (LH2).
Trenutno se koristi tekući vodik i pokušava se koristiti u različitim posebnim prilikama. U zrakoplovstvu se može koristiti kao raketno lansiranje goriva, a može stvoriti i udarne valove u Transonic Wind Tunels. Podržan "velikom znanošću", tekući vodik postao je ključni materijal u superprevodnim sustavima, ubrzanima čestica i uređajima za nuklearnu fuziju. Kako raste želja ljudi za održivim razvojem, tekući vodik posljednjih godina sve više i više kamiona i brodova koristi gorivo. U gornjim scenarijima primjene važnost ventila je vrlo očita. Siguran i pouzdan rad ventila sastavni je dio ekosustava lanca tekućeg vodika (proizvodnja, transport, skladištenje i distribucija). Operacije povezane s tekućim vodikom su izazovne. S više od 30 godina praktičnog iskustva i stručnosti u području ventila visokih performansi do -272 ° C, Velan je već duže vrijeme uključen u različite inovativne projekte, a jasno je da je svojom snagom osvojio tehničke izazove usluge tekućeg vodika.
Izazovi u fazi dizajna
Koncentracija tlaka, temperature i vodika glavni su čimbenici koji se ispituju u procjeni rizika dizajna ventila. Da bi se optimizirala performanse ventila, dizajn i odabir materijala igraju odlučujuću ulogu. Ventili koji se koriste u primjeni tekućih vodika suočavaju se s dodatnim izazovima, uključujući štetne učinke vodika na metale. Pri vrlo niskim temperaturama materijali ventila ne moraju samo podnijeti napad molekula vodika (neki od povezanih mehanizama propadanja još uvijek se raspravlja u akademiji), već također moraju dugo održavati normalan rad tijekom svog životnog ciklusa. U smislu trenutne razine tehnološkog razvoja, industrija ima ograničeno znanje o primjenjivosti nemetalnih materijala u primjeni vodika. Pri odabiru materijala za brtvljenje potrebno je uzeti u obzir ovaj faktor. Učinkovito brtvljenje je također ključni kriterij uspješnosti dizajna. Postoji temperaturna razlika od gotovo 300 ° C između tekućeg vodika i temperature okoline (sobna temperatura), što rezultira gradijentom temperature. Svaka komponenta ventila podvrgnut će se različitim stupnjevima toplinske ekspanzije i kontrakcije. To odstupanje može dovesti do opasnog istjecanja kritičnih brtvenih površina. Zapečaćena zategnutost stabljike ventila također je fokus dizajna. Prijelaz s hladnoće u vruće stvara toplinski protok. Vrući dijelovi područja šupljine motora mogu se zamrznuti, što može poremetiti performanse brtvljenja stabljike i utjecati na operatibilnost ventila. Pored toga, izuzetno niska temperatura od -253 ° C znači da je potrebna najbolja tehnologija izolacije kako bi se osiguralo da ventil može održavati tekući vodik na ovoj temperaturi, a istovremeno minimizirajući gubitke uzrokovane ključanjem. Sve dok se toplina prenese u tekući vodik, isparavat će i procuriti. I ne samo to, kondenzacija kisika događa se na točki prekida izolacije. Jednom kada kisik dođe u kontakt s vodikom ili drugim zapaljivim sredstvima, povećava se rizik od požara. Stoga, s obzirom na rizik od požara s kojim se ventili mogu suočiti, ventili moraju biti dizajnirani s materijalima otpornim na eksploziju, kao i pokretačima otpornim na vatru, instrumentima i kablovima, a sve sa najstrožim certifikatima. To osigurava da ventil pravilno djeluje u slučaju požara. Povećani tlak je također potencijalni rizik koji ventile može učiniti neoperabilnim. Ako je tekući vodik zarobljen u šupljini tijela ventila i prijenosa topline, a isparavanje tekućih vodika istodobno se javlja, to će uzrokovati povećanje tlaka. Ako postoji velika razlika tlaka, javlja se kavitacija (kavitacija)/buka. Ovi fenomeni mogu dovesti do preranog kraja radnog vijeka ventila, pa čak i pretrpjeti ogromne gubitke zbog oštećenja procesa. Bez obzira na specifične radne uvjete, ako se gornji faktori mogu u potpunosti razmotriti i u procesu dizajniranja mogu se uzeti u obzir, to može osigurati siguran i pouzdan rad ventila. Osim toga, postoje izazovi dizajniranja povezanih s pitanjima zaštite okoliša, kao što je izbjegavanje bjegunaca. Vodik je jedinstven: male molekule, bezbojni, bez mirisa i eksplozivna. Ove karakteristike određuju apsolutnu nužnost nula istjecanja.
Na stanici za ukapljivanje vodika na zapadnoj obali Sjeverni Las Vegas,
Wieland inženjeri ventila pružaju tehničke usluge
Rješenja ventila
Bez obzira na specifičnu funkciju i vrstu, ventili za sve primjene tekućih vodika moraju ispunjavati neke zajedničke zahtjeve. Ovi zahtjevi uključuju: materijal strukturnog dijela mora osigurati da se strukturni integritet održava na izuzetno niskim temperaturama; Svi materijali moraju imati prirodna svojstva zaštite od požara. Iz istog razloga, brtveni elementi i pakiranje tekućih ventila vodika također moraju udovoljiti gore spomenutim osnovnim zahtjevima. Austenitni nehrđajući čelik idealan je materijal za tekuće vodikove ventile. Ima izvrsnu snagu udara, minimalan gubitak topline i može podnijeti velike gradijente temperature. Postoje i drugi materijali koji su također prikladni za tekuće vodikove uvjete, ali su ograničeni na određene uvjete procesa. Pored izbora materijala, neke detalje dizajna ne treba zanemariti, poput produljenja stabljike ventila i korištenja zračnog stupa za zaštitu brtvenog pakiranja od ekstremnih niskih temperatura. Pored toga, produženje stabljike ventila može se opremiti izolacijskim prstenom kako bi se izbjegla kondenzacija. Dizajn ventila prema specifičnim uvjetima primjene pomaže dati razumnija rješenja različitim tehničkim izazovima. Vellan nudi ventile leptira u dva različita dizajna: dvostruko ekscentrični i trostruki ekscentrični ventili za leptir s metalnim sjedalima. Oba dizajna imaju dvosmjerne sposobnosti protoka. Dizajniranjem oblika diska i putanja rotacije može se postići tijesna brtva. U tijelu ventila nema šupljine u kojem nema preostalog medija. U slučaju Velan dvostrukog ekscentričnog ventila leptira, on prihvaća ekscentrični dizajn rotacije diska, u kombinaciji s karakterističnim sustavom za brtvljenje velfleksa, kako bi se postigla izvrsna performanse brtvljenja ventila. Ovaj patentirani dizajn može izdržati čak i velike temperaturne fluktuacije u ventilu. Torqseal trostruki ekscentrični disk također ima posebno dizajniranu putanju rotacije koja pomaže osigurati da površina za brtvljenje diska samo dodirne sjedalo u trenutku kada dođe do položaja zatvorenog ventila i ne ogrebe. Stoga, zakretni moment ventila može pokrenuti disk kako bi se postigla usklađena sjedala i proizvela dovoljan učinak klina u položaju zatvorenog ventila, dok disk postavlja ravnomjerni kontakt s cijelim opsegom površine za brtvljenje sjedala. Usklađenost sjedala ventila omogućava tijelo ventila i disk da imaju "samo-prilagođavanje" funkcije, izbjegavajući na taj način oduzimanje diska tijekom temperaturnih fluktuacija. Ojačana osovina ventila od nehrđajućeg čelika sposobna je za visoke radne cikluse i glatko djeluje na vrlo niskim temperaturama. Verfex dvostruki ekscentrični dizajn omogućava da se ventil brzo i lako servisira putem interneta. Zahvaljujući bočnom kućištu, sjedalo i disk mogu se pregledati ili servisirati izravno, bez potrebe za rastavljanjem pokretača ili posebnih alata.
Tianjin Tanggu ventil za vodeni blagajnik Co., Ltdpodržavaju visoko naprednu tehnologiju otporne zaslon, uključujući otporne sjedenjeventil za leptir leptira, Ventil, Dvostruka prirubnica koncentrični ventil leptira, Dvostruka prirubnica ekscentrični ventil za leptir,Y-strelica, uravnotežujući ventil,Ventil za provjeru dvostruke ploče, itd.
Post Vrijeme: kolovoz-11-2023
