Вадкі вадарод мае пэўныя перавагі ў захоўванні і транспарціроўцы. У параўнанні з вадародам вадкі вадарод (LH2) мае больш высокую шчыльнасць і патрабуе меншага ціску для захоўвання. Аднак вадарод павінен быць пры -253°C, каб стаць вадкім, што азначае, што гэта даволі складана. Экстрэмальна нізкія тэмпературы і рызыка ўзгарання робяць вадкі вадарод небяспечным асяроддзем. Па гэтай прычыне строгія меры бяспекі і высокая надзейнасць з'яўляюцца бескампраміснымі патрабаваннямі пры распрацоўцы клапанаў для адпаведных прыкладанняў.
Аўтар: Фадзіла Хелфауі, Фрэдэрык Бланке
Велан клапан (Velan)
Прымяненне вадкага вадароду (LH2).
У цяперашні час вадкі вадарод выкарыстоўваецца і спрабуюць выкарыстоўваць у розных асаблівых выпадках. У аэракасмічнай галіне ён можа выкарыстоўвацца ў якасці паліва для запуску ракет, а таксама можа ствараць ударныя хвалі ў трансгукавых аэрадынамічных трубах. Пры падтрымцы «вялікай навукі» вадкі вадарод стаў ключавым матэрыялам у звышправодных сістэмах, паскаральніках часціц і прыладах ядзернага сінтэзу. Паколькі імкненне людзей да ўстойлівага развіцця расце, у апошнія гады вадкі вадарод выкарыстоўваецца ў якасці паліва для ўсё большай колькасці грузавікоў і караблёў. У прыведзеных вышэй сцэнарыях прымянення важнасць клапанаў вельмі відавочная. Бяспечная і надзейная праца клапанаў з'яўляецца неад'емнай часткай экасістэмы ланцужка паставак вадкага вадароду (вытворчасць, транспарціроўка, захоўванне і размеркаванне). Аперацыі, звязаныя з вадкім вадародам, складаныя. Маючы больш чым 30-гадовы практычны вопыт і веды ў галіне высокапрадукцыйных клапанаў пры тэмпературы да -272°C, Velan на працягу доўгага часу ўдзельнічае ў розных інавацыйных праектах, і відавочна, што ён перамог у тэхнічных праблемах служба вадкага вадароду з яго сілай.
Праблемы на этапе праектавання
Ціск, тэмпература і канцэнтрацыя вадароду - усе асноўныя фактары, якія разглядаюцца пры ацэнцы рызыкі канструкцыі клапана. Каб аптымізаваць працу клапана, выбар канструкцыі і матэрыялу адыгрывае вырашальную ролю. Клапаны, якія выкарыстоўваюцца ў прымяненні вадкага вадароду, сутыкаюцца з дадатковымі праблемамі, у тым ліку з неспрыяльным уздзеяннем вадароду на металы. Пры вельмі нізкіх тэмпературах матэрыялы клапанаў павінны не толькі супрацьстаяць атацы малекул вадароду (некаторыя з звязаных з гэтым механізмаў пагаршэння да гэтага часу абмяркоўваюцца ў акадэмічных колах), але таксама павінны падтрымліваць нармальную працу на працягу доўгага часу на працягу ўсяго жыццёвага цыклу. З пункту гледжання сучаснага ўзроўню тэхналагічнага развіцця прамысловасць мае абмежаваныя веды аб прымянімасці неметалічных матэрыялаў у прымяненні вадароду. Пры выбары ўшчыльняльнага матэрыялу неабходна ўлічваць гэты фактар. Эфектыўная герметызацыя таксама з'яўляецца ключавым крытэрыем эфектыўнасці канструкцыі. Існуе розніца тэмператур амаль у 300 °C паміж вадкім вадародам і тэмпературай навакольнага асяроддзя (пакаёвай тэмпературай), што прыводзіць да тэмпературнага градыенту. Кожны кампанент клапана будзе падвяргацца рознай ступені цеплавога пашырэння і сціску. Гэта неадпаведнасць можа прывесці да небяспечнай уцечкі крытычных ушчыльняючых паверхняў. Герметычнасць герметычнасці штока клапана таксама ў цэнтры ўвагі дызайну. Пераход ад халоднага да гарачага стварае цеплавой паток. Гарачыя часткі вобласці паражніны капота могуць замерзнуць, што можа парушыць працу ўшчыльнення штока і паўплываць на працаздольнасць клапана. Акрамя таго, надзвычай нізкая тэмпература -253°C азначае, што патрабуецца лепшая тэхналогія ізаляцыі, каб гарантаваць, што клапан можа падтрымліваць вадкі вадарод пры гэтай тэмпературы, мінімізуючы страты, выкліканыя кіпячэннем. Пакуль цяпло перадаецца вадкаму вадароду, ён будзе выпарацца і выцякаць. Мала таго, у кропцы разрыву ізаляцыі адбываецца кандэнсацыя кіслароду. Калі кісларод уступае ў кантакт з вадародам або іншымі гаручымі рэчывамі, павялічваецца рызыка ўзгарання. Такім чынам, улічваючы небяспеку пажару, з якой могуць сутыкнуцца клапаны, клапаны павінны быць распрацаваны з улікам выбухаабароненых матэрыялаў, а таксама вогнетрывалых прывадаў, кантрольна-вымяральных прыбораў і кабеляў, усе з самымі строгімі сертыфікатамі. Гэта гарантуе належную працу клапана ў выпадку пажару. Павышаны ціск таксама з'яўляецца патэнцыйнай рызыкай, якая можа прывесці да непрацаздольнасці клапанаў. Калі вадкі вадарод затрымліваецца ў паражніны корпуса клапана і адначасова адбываюцца перадача цяпла і выпарэнне вадкага вадароду, гэта прывядзе да павышэння ціску. Пры вялікай розніцы ціску ўзнікае кавітацыя (кавітацыя)/шум. Гэтыя з'явы могуць прывесці да заўчаснага заканчэння тэрміну службы клапана і нават панесці вялікія страты з-за тэхналагічных дэфектаў. Незалежна ад канкрэтных умоў эксплуатацыі, калі вышэйпералічаныя фактары могуць быць у поўнай меры ўлічаны і адпаведныя контрмеры могуць быць прыняты ў працэсе праектавання, гэта можа забяспечыць бяспечную і надзейную працу клапана. Акрамя таго, існуюць праблемы пры распрацоўцы, звязаныя з экалагічнымі праблемамі, напрыклад, уцечка. Вадарод унікальны: малыя малекулы, бясколерныя, без паху і выбуханебяспечныя. Гэтыя характарыстыкі вызначаюць абсалютную неабходнасць нулявой уцечкі.
На станцыі звадкавання вадароду на заходнім узбярэжжы Паўночнага Лас-Вегаса,
Інжынеры Wieland Valve прадастаўляюць тэхнічныя паслугі
Клапанныя рашэнні
Незалежна ад канкрэтнай функцыі і тыпу, клапаны для ўсіх прымянення вадкага вадароду павінны адпавядаць некаторым агульным патрабаванням. Гэтыя патрабаванні ўключаюць: матэрыял канструктыўнай часткі павінен забяспечваць захаванне структурнай цэласнасці пры вельмі нізкіх тэмпературах; Усе матэрыялы павінны валодаць натуральнымі супрацьпажарнымі ўласцівасцямі. Па гэтай жа прычыне ўшчыльняючыя элементы і ўшчыльненне клапанаў вадкага вадароду таксама павінны адпавядаць асноўным патрабаванням, названым вышэй. Аўстэнітная нержавеючая сталь - ідэальны матэрыял для клапанаў вадкага вадароду. Ён валодае выдатнай ударатрываласцю, мінімальнымі стратамі цяпла і можа вытрымліваць вялікія перапады тэмператур. Ёсць і іншыя матэрыялы, якія таксама падыходзяць для ўмоў вадкага вадароду, але абмежаваныя пэўнымі ўмовамі працэсу. У дадатак да выбару матэрыялаў не варта выпускаць з-пад увагі некаторыя дэталі канструкцыі, такія як падаўжэнне штока клапана і выкарыстанне паветранай калонкі для абароны ўшчыльняльнай набивкі ад экстрэмальна нізкіх тэмператур. Акрамя таго, пашырэнне стрыжня клапана можа быць абсталявана ізаляцыйным кольцам, каб пазбегнуць кандэнсату. Распрацоўка клапанаў у адпаведнасці з канкрэтнымі ўмовамі прымянення дапамагае даць больш разумныя рашэнні розных тэхнічных задач. Vellan прапануе матылёвыя засаўкі ў двух розных канструкцыях: двайныя эксцэнтрычныя і патройныя эксцэнтрычныя дросельныя клапаны з металічным сядзеннем. Абедзве канструкцыі маюць магчымасць двухнакіраванага патоку. Праектуючы форму дыска і траекторыю кручэння, можна дамагчыся шчыльнага ўшчыльнення. У корпусе клапана няма паражніны, дзе б не было рэшткавага асяроддзя. У выпадку падвойнага эксцэнтрычнага дросельнага клапана Velan, ён прымае канструкцыю кручэння з эксцэнтрыкам дыска ў спалучэнні з адметнай сістэмай ушчыльнення VELFLEX для дасягнення выдатных характарыстык ушчыльнення клапана. Гэтая запатэнтаваная канструкцыя можа вытрымліваць нават вялікія ваганні тэмпературы ў клапане. Тройны эксцэнтрычны дыск TORQSEAL таксама мае спецыяльна распрацаваную траекторыю кручэння, якая дапамагае гарантаваць, што ўшчыльняльная паверхня дыска датыкаецца з сядлом толькі ў момант дасягнення закрытага становішча клапана і не драпаецца. Такім чынам, крутоўны момант закрыцця клапана можа кіраваць дыскам для дасягнення адпаведнай пасадкі і ствараць дастатковы эфект кліну ў закрытым становішчы клапана, у той час як дыск раўнамерна кантактуе з усёй акружнасцю ўшчыльняльнай паверхні сядзення. Адпаведнасць сядла клапана дазваляе корпусу клапана і дыску мець функцыю «самарэгулявання», што дазваляе пазбегнуць заедання дыска падчас ваганняў тэмпературы. Узмоцнены вал клапана з нержавеючай сталі здольны да высокіх працоўных цыклаў і бесперабойна працуе пры вельмі нізкіх тэмпературах. Двайны эксцэнтрычны дызайн VELFLEX дазваляе хутка і лёгка абслугоўваць клапан онлайн. Дзякуючы бакавым корпусе, сядзенне і дыск можна правяраць або абслугоўваць непасрэдна, без неабходнасці разбіраць прывад або спецыяльныя інструменты.
Кампанія Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdпадтрымліваюць перадавую тэхналогію клапанаў з пругкім сядзеннем, у тым ліку з пругкім сядзеннемвафельны дросельный клапан, Паваротны клапан, Двайны фланцавы канцэнтрычны дросельный клапан, Двайны фланцавы эксцэнтрычны дросельны клапан,Y-падсітак, балансавальны клапан,Вафельны зваротны клапан з падвойнай пласцінайі г.д.
Час публікацыі: 11 жніўня 2023 г
