Vloeibare waterstof het sekere voordele in berging en vervoer. In vergelyking met waterstof het vloeibare waterstof (LH2) 'n hoër digtheid en benodig laer druk vir berging. Waterstof moet egter -253°C wees om vloeibaar te word, wat beteken dat dit nogal moeilik is. Uiters lae temperature en vlambaarheidsrisiko's maak vloeibare waterstof 'n gevaarlike medium. Om hierdie rede is streng veiligheidsmaatreëls en hoë betroubaarheid ononderhandelbare vereistes wanneer kleppe vir die betrokke toepassings ontwerp word.
Deur Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan-klep (Velan)
Toepassings van vloeibare waterstof (LH2).
Tans word vloeibare waterstof by verskeie spesiale geleenthede gebruik en probeer om dit te gebruik. In die lugvaart kan dit as 'n vuurpyllanseringsbrandstof gebruik word en kan dit ook skokgolwe in transoniese windtunnels genereer. Gesteun deur "groot wetenskap" het vloeibare waterstof 'n sleutelmateriaal geword in supergeleidende stelsels, deeltjieversnellers en kernfusietoestelle. Namate mense se begeerte na volhoubare ontwikkeling groei, is vloeibare waterstof die afgelope paar jaar deur al hoe meer vragmotors en skepe as brandstof gebruik. In die bogenoemde toepassingscenario's is die belangrikheid van kleppe baie voor die hand liggend. Die veilige en betroubare werking van kleppe is 'n integrale deel van die vloeibare waterstofvoorsieningsketting-ekosisteem (produksie, vervoer, berging en verspreiding). Bedrywighede wat verband hou met vloeibare waterstof is uitdagend. Met meer as 30 jaar praktiese ervaring en kundigheid op die gebied van hoëprestasiekleppe tot -272°C, is Velan al lank betrokke by verskeie innoverende projekte, en dit is duidelik dat dit die tegniese uitdagings van vloeibare waterstofdiens met sy sterkte gewen het.
Uitdagings in die ontwerpfase
Druk, temperatuur en waterstofkonsentrasie is alles belangrike faktore wat in 'n klepontwerprisikobepaling ondersoek word. Om klepprestasie te optimaliseer, speel ontwerp- en materiaalkeuse 'n deurslaggewende rol. Kleppe wat in vloeibare waterstoftoepassings gebruik word, staar bykomende uitdagings in die gesig, insluitend die nadelige gevolge van waterstof op metale. By baie lae temperature moet klepmateriale nie net die aanval van waterstofmolekules weerstaan nie (sommige van die gepaardgaande agteruitgangsmeganismes word steeds in die akademie gedebatteer), maar moet ook normale werking vir 'n lang tyd oor hul lewensiklus handhaaf. In terme van die huidige vlak van tegnologiese ontwikkeling, het die bedryf beperkte kennis van die toepaslikheid van nie-metaalmateriale in waterstoftoepassings. By die keuse van 'n seëlmateriaal is dit nodig om hierdie faktor in ag te neem. Doeltreffende seëling is ook 'n sleutelontwerpprestasiekriterium. Daar is 'n temperatuurverskil van byna 300°C tussen vloeibare waterstof en omgewingstemperatuur (kamertemperatuur), wat 'n temperatuurgradiënt tot gevolg het. Elke komponent van die klep sal verskillende grade van termiese uitsetting en sametrekking ondergaan. Hierdie verskil kan lei tot gevaarlike lekkasie van kritieke seëloppervlaktes. Die seëldigtheid van die klepsteel is ook die fokus van die ontwerp. Die oorgang van koud na warm skep hittevloei. Warm dele van die enjinkapholte-area kan vries, wat die steelverseëlingsprestasie kan ontwrig en die klep se werking kan beïnvloed. Boonop beteken die uiters lae temperatuur van -253°C dat die beste isolasietegnologie benodig word om te verseker dat die klep vloeibare waterstof by hierdie temperatuur kan handhaaf terwyl verliese wat deur kook veroorsaak word, tot die minimum beperk word. Solank daar hitte na vloeibare waterstof oorgedra word, sal dit verdamp en lek. Nie net dit nie, suurstofkondensasie vind plaas by die breekpunt van die isolasie. Sodra suurstof in aanraking kom met waterstof of ander brandbare stowwe, neem die risiko van brand toe. Daarom, met inagneming van die brandrisiko wat kleppe kan in die gesig staar, moet kleppe ontwerp word met ontploffingsvaste materiale in gedagte, sowel as brandbestande aktuators, instrumentasie en kabels, alles met die strengste sertifisering. Dit verseker dat die klep behoorlik werk in geval van 'n brand. Verhoogde druk is ook 'n potensiële risiko wat kleppe onbruikbaar kan maak. As vloeibare waterstof in die holte van die klepliggaam vasgevang word en hitte-oordrag en vloeibare waterstofverdamping gelyktydig plaasvind, sal dit 'n toename in druk veroorsaak. As daar 'n groot drukverskil is, vind kavitasie (kavitasie)/geraas plaas. Hierdie verskynsels kan lei tot die voortydige einde van die klep se lewensduur, en selfs groot verliese ly as gevolg van prosesdefekte. Ongeag die spesifieke bedryfstoestande, indien bogenoemde faktore ten volle in ag geneem kan word en ooreenstemmende teenmaatreëls in die ontwerpproses getref kan word, kan dit die veilige en betroubare werking van die klep verseker. Daarbenewens is daar ontwerpuitdagings wat verband hou met omgewingskwessies, soos vlugtige lekkasies. Waterstof is uniek: klein molekules, kleurloos, reukloos en plofbaar. Hierdie eienskappe bepaal die absolute noodsaaklikheid van geen lekkasies nie.
By die Noord-Las Vegas Weskus Waterstofvloeibaarmakingstasie,
Wieland Valve-ingenieurs lewer tegniese dienste
Klepoplossings
Ongeag die spesifieke funksie en tipe, moet kleppe vir alle vloeibare waterstoftoepassings aan 'n paar algemene vereistes voldoen. Hierdie vereistes sluit in: die materiaal van die strukturele onderdeel moet verseker dat die strukturele integriteit by uiters lae temperature gehandhaaf word; Alle materiale moet natuurlike brandveiligheidseienskappe hê. Om dieselfde rede moet die seëlelemente en pakking van vloeibare waterstofkleppe ook aan die basiese vereistes hierbo genoem voldoen. Austenitiese vlekvrye staal is 'n ideale materiaal vir vloeibare waterstofkleppe. Dit het uitstekende impaksterkte, minimale hitteverlies en kan groot temperatuurgradiënte weerstaan. Daar is ander materiale wat ook geskik is vir vloeibare waterstoftoestande, maar beperk is tot spesifieke prosestoestande. Benewens die keuse van materiale, moet sommige ontwerpbesonderhede nie oor die hoof gesien word nie, soos die verlenging van die klepsteel en die gebruik van 'n lugkolom om die seëlpakking teen uiters lae temperature te beskerm. Daarbenewens kan die verlenging van die klepsteel toegerus word met 'n isolasiering om kondensasie te voorkom. Die ontwerp van kleppe volgens spesifieke toepassingstoestande help om meer redelike oplossings vir verskillende tegniese uitdagings te bied. Vellan bied vlinderkleppe in twee verskillende ontwerpe: dubbel-eksentriese en driedubbel-eksentriese metaalsitplek-vlinderkleppe. Beide ontwerpe het tweerigtingvloeivermoë. Deur die skyfvorm en rotasietrajek te ontwerp, kan 'n digte seël bereik word. Daar is geen holte in die klepliggaam waar daar geen oorblywende medium is nie. In die geval van die Velan dubbel-eksentriese vlinderklep, neem dit die skyf-eksentriese rotasie-ontwerp aan, gekombineer met die kenmerkende VELFLEX-seëlstelsel, om uitstekende klep-seëlprestasie te behaal. Hierdie gepatenteerde ontwerp kan selfs groot temperatuurskommelings in die klep weerstaan. Die TORQSEAL drievoudige eksentriese skyf het ook 'n spesiaal ontwerpte rotasietrajek wat help verseker dat die skyf-seëloppervlak slegs die sitplek raak op die oomblik dat die geslote klepposisie bereik word en nie krap nie. Daarom kan die sluitmoment van die klep die skyf dryf om 'n meegaande sitplek te bereik, en 'n voldoende wig-effek in die geslote klepposisie te produseer, terwyl die skyf eweredig kontak maak met die hele omtrek van die sitplek-seëloppervlak. Die meegaandheid van die klepsitplek laat die klepliggaam en skyf 'n "selfaanpassende" funksie hê, wat verhoed dat die skyf vassteek tydens temperatuurskommelings. Die versterkte vlekvrye staal klepas is in staat tot hoë bedryfsiklusse en werk glad by baie lae temperature. Die VELFLEX dubbel-eksentriese ontwerp laat die klep toe om vinnig en maklik aanlyn gediens te word. Danksy die sybehuising kan die sitplek en skyf direk geïnspekteer of gediens word, sonder dat die aktuator of spesiale gereedskap uitmekaar gehaal hoef te word.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdondersteun hoogs gevorderde tegnologie veerkragtige sitkleppe, insluitend veerkragtige sitkleppewafer vlinderklep, Lug vlinderklep, Dubbelflens konsentriese vlinderklep, Dubbelflens eksentrieke vlinderklep,Y-sif, balanseerklep,Wafer dubbelplaat-kontroleklep, ens.
Plasingstyd: 11 Augustus 2023
