Hidrogen cair memiliki keunggulan tertentu dalam penyimpanan dan transportasi. Dibandingkan dengan hidrogen, hidrogen cair (LH2) memiliki kepadatan yang lebih tinggi dan membutuhkan tekanan yang lebih rendah untuk penyimpanan. Namun, hidrogen harus -253 ° C menjadi cair, yang berarti cukup sulit. Suhu rendah ekstrem dan risiko mudah terbakar membuat hidrogen cair menjadi media berbahaya. Untuk alasan ini, langkah -langkah keamanan yang ketat dan keandalan yang tinggi adalah persyaratan yang tidak kompromi saat merancang katup untuk aplikasi yang relevan.
Oleh Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Katup velan (velan)
Aplikasi hidrogen cair (LH2).
Saat ini, hidrogen cair digunakan dan mencoba digunakan dalam berbagai acara khusus. Dalam Aerospace, dapat digunakan sebagai bahan bakar peluncuran roket dan juga dapat menghasilkan gelombang kejut di terowongan angin transonik. Didukung oleh “Ilmu Besar,” Hidrogen Liquid telah menjadi bahan utama dalam sistem superkonduktor, akselerator partikel, dan perangkat fusi nuklir. Ketika keinginan orang untuk pembangunan berkelanjutan tumbuh, hidrogen cair telah digunakan sebagai bahan bakar oleh semakin banyak truk dan kapal dalam beberapa tahun terakhir. Dalam skenario aplikasi di atas, pentingnya katup sangat jelas. Operasi katup yang aman dan andal merupakan bagian integral dari ekosistem rantai pasokan hidrogen cair (produksi, transportasi, penyimpanan dan distribusi). Operasi yang terkait dengan hidrogen cair menantang. Dengan lebih dari 30 tahun pengalaman praktis dan keahlian di bidang katup berkinerja tinggi hingga -272 ° C, Velan telah terlibat dalam berbagai proyek inovatif untuk waktu yang lama, dan jelas bahwa ia telah memenangkan tantangan teknis layanan hidrogen cair dengan kekuatannya.
Tantangan dalam Fase Desain
Tekanan, suhu dan konsentrasi hidrogen adalah semua faktor utama yang diperiksa dalam penilaian risiko desain katup. Untuk mengoptimalkan kinerja katup, desain dan pemilihan material memainkan peran yang menentukan. Katup yang digunakan dalam aplikasi hidrogen cair menghadapi tantangan tambahan, termasuk efek samping hidrogen pada logam. Pada suhu yang sangat rendah, bahan katup tidak hanya harus menahan serangan molekul hidrogen (beberapa mekanisme kerusakan terkait masih diperdebatkan di dunia akademis), tetapi juga harus mempertahankan operasi normal untuk waktu yang lama selama siklus hidup mereka. Dalam hal tingkat pengembangan teknologi saat ini, industri ini memiliki pengetahuan terbatas tentang penerapan bahan non-logam dalam aplikasi hidrogen. Saat memilih bahan penyegelan, perlu untuk mempertimbangkan faktor ini. Penyegelan yang efektif juga merupakan kriteria kinerja desain utama. Ada perbedaan suhu hampir 300 ° C antara hidrogen cair dan suhu sekitar (suhu kamar), menghasilkan gradien suhu. Setiap komponen katup akan mengalami berbagai tingkat ekspansi dan kontraksi termal. Perbedaan ini dapat menyebabkan kebocoran berbahaya permukaan penyegelan kritis. Ketat penyegelan batang katup juga merupakan fokus desain. Transisi dari dingin ke panas menciptakan aliran panas. Bagian panas dari area rongga kapur dapat membeku, yang dapat mengganggu kinerja penyegelan batang dan memengaruhi operabilitas katup. Selain itu, suhu yang sangat rendah -253 ° C berarti bahwa teknologi isolasi terbaik diperlukan untuk memastikan bahwa katup dapat mempertahankan hidrogen cair pada suhu ini sambil meminimalkan kerugian yang disebabkan oleh didih. Selama ada panas yang ditransfer ke hidrogen cair, ia akan menguap dan bocor. Tidak hanya itu, kondensasi oksigen terjadi pada titik pemecahan isolasi. Setelah oksigen bersentuhan dengan hidrogen atau pembakaran lainnya, risiko kebakaran meningkat. Oleh karena itu, mengingat risiko kebakaran yang mungkin dihadapi katup, katup harus dirancang dengan bahan tahan ledakan dalam pikiran, serta aktuator yang tahan api, instrumentasi dan kabel, semuanya dengan sertifikasi yang paling ketat. Ini memastikan bahwa katup beroperasi dengan benar jika terjadi kebakaran. Peningkatan tekanan juga merupakan risiko potensial yang dapat membuat katup tidak dapat dioperasi. Jika hidrogen cair terperangkap dalam rongga tubuh katup dan perpindahan panas dan penguapan hidrogen cair terjadi pada saat yang sama, itu akan menyebabkan peningkatan tekanan. Jika ada perbedaan tekanan yang besar, kavitasi (kavitasi)/kebisingan terjadi. Fenomena ini dapat menyebabkan akhir prematur masa pelayanan katup, dan bahkan menderita kerugian besar karena cacat proses. Terlepas dari kondisi operasi spesifik, jika faktor -faktor di atas dapat dipertimbangkan sepenuhnya dan penanggulangan yang sesuai dapat diambil dalam proses desain, itu dapat memastikan operasi katup yang aman dan andal. Selain itu, ada tantangan desain yang terkait dengan masalah lingkungan, seperti kebocoran buron. Hidrogen adalah unik: molekul kecil, tidak berwarna, tidak berbau, dan meledak. Karakteristik ini menentukan kebutuhan absolut nol kebocoran.
Di stasiun pencairan hidrogen Pantai Barat Las Vegas Utara,
Insinyur Wieland Valve menyediakan layanan teknis
Solusi katup
Terlepas dari fungsi dan jenis spesifik, katup untuk semua aplikasi hidrogen cair harus memenuhi beberapa persyaratan umum. Persyaratan ini meliputi: bahan dari bagian struktural harus memastikan bahwa integritas struktural dipertahankan pada suhu yang sangat rendah; Semua bahan harus memiliki sifat keselamatan kebakaran alami. Untuk alasan yang sama, elemen penyegelan dan pengemasan katup hidrogen cair juga harus memenuhi persyaratan dasar yang disebutkan di atas. Baja tahan karat austenitik adalah bahan yang ideal untuk katup hidrogen cair. Ini memiliki kekuatan dampak yang sangat baik, kehilangan panas minimal, dan dapat menahan gradien suhu besar. Ada bahan lain yang juga cocok untuk kondisi hidrogen cair, tetapi terbatas pada kondisi proses tertentu. Selain pilihan bahan, beberapa detail desain tidak boleh diabaikan, seperti memperluas batang katup dan menggunakan kolom udara untuk melindungi pengemasan penyegelan dari suhu rendah yang ekstrem. Selain itu, perpanjangan batang katup dapat dilengkapi dengan cincin isolasi untuk menghindari kondensasi. Merancang katup sesuai dengan kondisi aplikasi tertentu membantu memberikan solusi yang lebih masuk akal untuk berbagai tantangan teknis. Vellan menawarkan katup kupu -kupu dalam dua desain yang berbeda: katup kupu -kupu seat logam eksentrik dan tiga kali lipat. Kedua desain memiliki kemampuan aliran dua arah. Dengan merancang bentuk cakram dan lintasan rotasi, segel yang ketat dapat dicapai. Tidak ada rongga di tubuh katup di mana tidak ada media residu. Dalam kasus katup kupu -kupu Eksentrik Ganda Velan, ia mengadopsi desain rotasi eksentrik disk, dikombinasikan dengan sistem penyegelan velflex yang khas, untuk mencapai kinerja penyegelan katup yang sangat baik. Desain yang dipatenkan ini dapat menahan fluktuasi suhu yang besar di katup. Torqseal Triple Eccentric Disc juga memiliki lintasan rotasi yang dirancang khusus yang membantu memastikan bahwa permukaan penyegelan cakram hanya menyentuh kursi pada saat mencapai posisi katup tertutup dan tidak menggaruk. Oleh karena itu, torsi penutupan katup dapat menggerakkan cakram untuk mencapai tempat duduk yang sesuai, dan menghasilkan efek irisan yang cukup dalam posisi katup tertutup, sambil membuat cakram secara merata dengan seluruh keliling permukaan penyegelan kursi. Kepatuhan kursi katup memungkinkan tubuh katup dan cakram memiliki fungsi "penyesuaian diri", sehingga menghindari penyitaan cakram selama fluktuasi suhu. Poros katup stainless steel yang diperkuat mampu melakukan siklus operasi tinggi dan beroperasi dengan lancar pada suhu yang sangat rendah. Desain Eksentrik Ganda Velflex memungkinkan katup untuk dilayani secara online dengan cepat dan mudah. Berkat perumahan samping, kursi dan cakram dapat diperiksa atau dilayani secara langsung, tanpa perlu membongkar aktuator atau alat khusus.
Tianjin Toku Water-Seal Valve Co., Ltdmendukung katup duduk tangguh teknologi yang sangat canggih, termasuk duduk yang tangguhkatup kupu -kupu wafer, Katup kupu -kupu lug, Katup kupu -kupu konsentris flensa ganda, Katup kupu -kupu eksentrik flensa ganda,Y-strainer, menyeimbangkan katup,Katup periksa pelat ganda wafer, dll.
Waktu posting: Aug-11-2023
