Sıvı hidrojenin depolama ve taşımada bazı avantajları vardır. Hidrojenle karşılaştırıldığında sıvı hidrojen (LH2) daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir ve depolama için daha düşük basınç gerektirir. Ancak hidrojenin sıvı hale gelebilmesi için -253°C olması gerekiyor, bu da oldukça zor olduğu anlamına geliyor. Aşırı düşük sıcaklıklar ve yanıcılık riskleri, sıvı hidrojeni tehlikeli bir ortam haline getirmektedir. Bu nedenle, ilgili uygulamalara yönelik vanalar tasarlanırken sıkı güvenlik önlemleri ve yüksek güvenilirlik tavizsiz gereksinimlerdir.
Yazan: Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan valfi (Velan)
Sıvı hidrojenin (LH2) uygulamaları.
Günümüzde sıvı hidrojen kullanılmakta ve çeşitli özel durumlarda kullanılmaya çalışılmaktadır. Havacılıkta roket fırlatma yakıtı olarak kullanılabilir ve ayrıca transonik rüzgar tünellerinde şok dalgaları üretebilir. "Büyük bilim" tarafından desteklenen sıvı hidrojen, süper iletken sistemlerde, parçacık hızlandırıcılarda ve nükleer füzyon cihazlarında önemli bir malzeme haline geldi. İnsanların sürdürülebilir kalkınma arzusu arttıkça, sıvı hidrojen son yıllarda giderek daha fazla kamyon ve gemi tarafından yakıt olarak kullanılıyor. Yukarıdaki uygulama senaryolarında vanaların önemi çok açıktır. Valflerin emniyetli ve güvenilir şekilde çalışması, sıvı hidrojen tedarik zinciri ekosisteminin (üretim, nakliye, depolama ve dağıtım) ayrılmaz bir parçasıdır. Sıvı hidrojenle ilgili işlemler zorludur. -272°C'ye kadar yüksek performanslı vanalar alanında 30 yılı aşkın pratik deneyim ve uzmanlığa sahip olan Velan, uzun süredir çeşitli yenilikçi projelerde yer almaktadır ve bu alandaki teknik zorlukları kazandığı açıktır. Gücüyle sıvı hidrojen hizmeti.
Tasarım aşamasındaki zorluklar
Basınç, sıcaklık ve hidrojen konsantrasyonunun tümü vana tasarımı risk değerlendirmesinde incelenen önemli faktörlerdir. Valf performansını optimize etmek için tasarım ve malzeme seçimi belirleyici bir rol oynamaktadır. Sıvı hidrojen uygulamalarında kullanılan vanalar, hidrojenin metaller üzerindeki olumsuz etkileri de dahil olmak üzere ek zorluklarla karşı karşıyadır. Çok düşük sıcaklıklarda, valf malzemeleri yalnızca hidrojen moleküllerinin saldırısına dayanmamalı (ilişkili bozulma mekanizmalarından bazıları hala akademik dünyada tartışılmaktadır) aynı zamanda yaşam döngüleri boyunca uzun bir süre normal çalışmayı sürdürmelidir. Mevcut teknolojik gelişme düzeyi açısından endüstri, metalik olmayan malzemelerin hidrojen uygulamalarında uygulanabilirliği konusunda sınırlı bilgiye sahiptir. Sızdırmazlık malzemesi seçerken bu faktörü dikkate almak gerekir. Etkili sızdırmazlık aynı zamanda önemli bir tasarım performansı kriteridir. Sıvı hidrojen ile ortam sıcaklığı (oda sıcaklığı) arasında neredeyse 300°C'lik bir sıcaklık farkı vardır ve bu da bir sıcaklık gradyanına neden olur. Valfin her bileşeni farklı derecelerde termal genleşme ve daralmaya maruz kalacaktır. Bu tutarsızlık, kritik sızdırmazlık yüzeylerinde tehlikeli sızıntıya yol açabilir. Valf gövdesinin sızdırmazlık sıkılığı da tasarımın odak noktasıdır. Soğuktan sıcağa geçiş ısı akışını yaratır. Kaput boşluğu alanının sıcak parçaları donabilir, bu da mil sızdırmazlık performansını bozabilir ve valfin çalışabilirliğini etkileyebilir. Ek olarak, -253°C'lik son derece düşük sıcaklık, vananın sıvı hidrojeni bu sıcaklıkta tutabilmesini ve kaynamanın neden olduğu kayıpları en aza indirebilmesini sağlamak için en iyi yalıtım teknolojisinin gerekli olduğu anlamına gelir. Sıvı hidrojene ısı aktarıldığı sürece buharlaşacak ve sızıntı yapacaktır. Sadece bu değil, yalıtımın kırılma noktasında oksijen yoğuşması meydana gelir. Oksijen, hidrojen veya diğer yanıcı maddelerle temas ettiğinde yangın riski artar. Bu nedenle, vanaların karşılaşabileceği yangın riski göz önüne alındığında, vanalar, tümü en katı sertifikalara sahip, yangına dayanıklı aktüatörler, enstrümantasyon ve kabloların yanı sıra, patlamaya dayanıklı malzemeler de dikkate alınarak tasarlanmalıdır. Bu, yangın durumunda vananın düzgün çalışmasını sağlar. Artan basınç aynı zamanda vanaları çalışmaz hale getirebilecek potansiyel bir risktir. Valf gövdesi boşluğunda sıvı hidrojen sıkışıp ısı transferi ve sıvı hidrojen buharlaşması aynı anda meydana gelirse, basınçta artışa neden olur. Basınç farkının büyük olması durumunda kavitasyon (kavitasyon)/gürültü meydana gelir. Bu olaylar vananın hizmet ömrünün erken bitmesine yol açabilir ve hatta proses kusurlarından dolayı büyük kayıplara neden olabilir. Spesifik çalışma koşullarından bağımsız olarak, tasarım sürecinde yukarıdaki faktörler tam olarak dikkate alınabilir ve ilgili karşı önlemler alınabilirse, vananın emniyetli ve güvenilir bir şekilde çalışması sağlanabilir. Ayrıca kaçak sızıntı gibi çevresel sorunlarla ilgili tasarım zorlukları da vardır. Hidrojen benzersizdir: küçük moleküller, renksiz, kokusuz ve patlayıcıdır. Bu özellikler sıfır sızıntının mutlak gerekliliğini belirler.
Kuzey Las Vegas Batı Yakası Hidrojen Sıvılaştırma istasyonunda,
Wieland Valve mühendisleri teknik hizmetler sağlıyor
Vana çözümleri
Spesifik fonksiyon ve tip ne olursa olsun, tüm sıvı hidrojen uygulamalarına yönelik vanaların bazı ortak gereklilikleri karşılaması gerekir. Bu gereksinimler şunları içerir: yapısal parçanın malzemesi yapısal bütünlüğün son derece düşük sıcaklıklarda korunmasını sağlamalıdır; Tüm malzemeler doğal yangın güvenliği özelliklerine sahip olmalıdır. Aynı sebepten dolayı, sıvı hidrojen vanalarının sızdırmazlık elemanları ve salmastralarının da yukarıda belirtilen temel gereksinimleri karşılaması gerekir. Östenitik paslanmaz çelik, sıvı hidrojen vanaları için ideal bir malzemedir. Mükemmel darbe dayanımına, minimum ısı kaybına sahiptir ve büyük sıcaklık değişimlerine dayanabilir. Sıvı hidrojen koşulları için uygun olan ancak belirli işlem koşullarıyla sınırlı olan başka malzemeler de vardır. Malzeme seçimine ek olarak, valf gövdesinin uzatılması ve sızdırmazlık contasını aşırı düşük sıcaklıklardan korumak için bir hava sütununun kullanılması gibi bazı tasarım ayrıntılarının da gözden kaçırılmaması gerekir. Ek olarak, yoğuşmayı önlemek için valf gövdesinin uzatması bir yalıtım halkasıyla donatılabilir. Vanaların özel uygulama koşullarına göre tasarlanması, farklı teknik zorluklara daha makul çözümler sunulmasına yardımcı olur. Vellan, kelebek vanaları iki farklı tasarımda sunmaktadır: çift eksantrik ve üçlü eksantrik metal koltuklu kelebek vanalar. Her iki tasarım da çift yönlü akış özelliğine sahiptir. Disk şeklini ve dönüş yörüngesini tasarlayarak sıkı bir sızdırmazlık elde edilebilir. Valf gövdesinde artık ortamın bulunmadığı boşluk yoktur. Velan çift eksantrik kelebek vana durumunda, mükemmel vana sızdırmazlık performansı elde etmek için ayırt edici VELFLEX sızdırmazlık sistemi ile birlikte disk eksantrik dönüş tasarımını benimser. Bu patentli tasarım, vanadaki büyük sıcaklık dalgalanmalarına bile dayanabilir. TORQSEAL üçlü eksantrik disk ayrıca, disk sızdırmazlık yüzeyinin yalnızca kapalı valf konumuna ulaştığı anda yuvaya temas etmesini ve çizilmemesini sağlamaya yardımcı olan özel olarak tasarlanmış bir dönme yörüngesine sahiptir. Bu nedenle, valfın kapanma torku, diski uyumlu bir oturma elde edecek şekilde hareket ettirebilir ve kapalı valf konumunda yeterli bir kama etkisi üretirken, diskin yuva sızdırmazlık yüzeyinin tüm çevresi ile eşit şekilde temas etmesini sağlar. Valf yuvasının uyumu, valf gövdesinin ve diskinin "kendi kendini ayarlama" fonksiyonuna sahip olmasını sağlar, böylece sıcaklık dalgalanmaları sırasında diskin sıkışması önlenir. Güçlendirilmiş paslanmaz çelik valf mili, yüksek çalışma çevrimlerine uygundur ve çok düşük sıcaklıklarda sorunsuz çalışır. VELFLEX çift eksantrik tasarımı, vananın çevrimiçi olarak hızlı ve kolay bir şekilde bakımının yapılmasını sağlar. Yan mahfaza sayesinde, aktüatörün veya özel aletlerin sökülmesine gerek kalmadan koltuk ve disk doğrudan incelenebilir veya bakımı yapılabilir.
Tianjin Tanggu Su Contalı Vana Co, ltdesnek yataklı valfler de dahil olmak üzere son derece ileri teknolojiye sahip esnek yataklı valfleri destekliyoruzgofret kelebek vana, Lug kelebek vana, Çift flanşlı konsantrik kelebek vana, Çift flanşlı eksantrik kelebek vana,Y-süzgeçbalans vanası,Gofret çift plakalı çek valf, vesaire.
Gönderim zamanı: Ağu-11-2023
