Šķidrajam ūdeņradim ir noteiktas priekšrocības uzglabāšanā un transportēšanā. Salīdzinot ar ūdeņradi, šķidrajam ūdeņradim (LH2) ir lielāks blīvums, un tas prasa zemāku spiedienu uzglabāšanai. Tomēr ūdeņradim jābūt -253 ° C, lai kļūtu šķidrums, kas nozīmē, ka tas ir diezgan grūti. Ārkārtas zemas temperatūras un uzliesmojamības riski padara šķidru ūdeņradi par bīstamu barotni. Šī iemesla dēļ stingri drošības pasākumi un augsta uzticamība ir bezkompromisa prasības, izstrādājot vārstus attiecīgajām lietojumprogrammām.
Autore Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan vārsts (Velan)
Šķidra ūdeņraža pielietojums (LH2).
Pašlaik tiek izmantots šķidrs ūdeņradis un mēģināts izmantot dažādos īpašos gadījumos. Aviācijas un kosmosā to var izmantot kā raķešu palaišanas degvielu un arī transoniskos vēja tuneļos var radīt trieciena viļņus. Atbalstīts ar “lielo zinātni”, šķidrs ūdeņradis ir kļuvis par galveno materiālu supravadošajās sistēmās, daļiņu paātrinātājos un kodolizturības ierīcēs. Pieaugot cilvēku vēlmei pēc ilgtspējīgas attīstības, pēdējos gados arvien vairāk un vairāk kravas automašīnu un kuģu ir izmantojis šķidro ūdeņradi. Iepriekš minētajos lietojumprogrammas scenārijos vārstu nozīme ir ļoti acīmredzama. Droša un uzticama vārstu darbība ir šķidrā ūdeņraža piegādes ķēdes ekosistēmas neatņemama sastāvdaļa (ražošana, transports, uzglabāšana un izplatīšana). Darbības, kas saistītas ar šķidru ūdeņradi, ir izaicinošas. Ar vairāk nekā 30 gadu praktisko pieredzi un kompetenci augstas veiktspējas vārstu jomā līdz -272 ° C, Velans ilgu laiku ir bijis iesaistīts dažādos novatoriskos projektos, un ir skaidrs, ka tas ar savu spēku ir uzvarējis šķidrā ūdeņraža pakalpojumu tehniskos izaicinājumos.
Izaicinājumi projektēšanas posmā
Spiediena, temperatūras un ūdeņraža koncentrācija ir visi galvenie faktori, kas pārbaudīti vārsta dizaina riska novērtējumā. Lai optimizētu vārsta veiktspēju, dizainam un materiālu atlasei ir izšķiroša loma. Vārti, ko izmanto šķidrā ūdeņraža lietojumos, saskaras ar papildu izaicinājumiem, ieskaitot ūdeņraža nelabvēlīgo ietekmi uz metāliem. Ļoti zemā temperatūrā vārstu materiāliem ir jāiztur ne tikai ūdeņraža molekulu uzbrukums (daži no saistītajiem pasliktināšanās mehānismiem joprojām tiek diskutēti akadēmiskajā vidē), bet arī ilgstoši jāuztur normāla darbība dzīves ciklā. Runājot par pašreizējo tehnoloģiskās attīstības līmeni, nozarei ir ierobežotas zināšanas par nemetālisko materiālu pielietojamību ūdeņraža lietojumos. Izvēloties blīvēšanas materiālu, šis faktors ir jāņem vērā. Efektīva blīvēšana ir arī galvenais dizaina veiktspējas kritērijs. Starp šķidro ūdeņradi un apkārtējās vides temperatūru (istabas temperatūra) ir gandrīz 300 ° C temperatūras starpība, kā rezultātā rodas temperatūras gradients. Katrai vārsta sastāvdaļai tiks veikta atšķirīga termiskā izplešanās un saraušanās pakāpe. Šī neatbilstība var izraisīt bīstamu kritisko blīvēšanas virsmu noplūdi. Vārsta kāta blīvējuma necaurlaidība ir arī dizaina uzmanības centrā. Pāreja no aukstuma uz karstu rada siltuma plūsmu. Bonnet dobuma zonas karstās daļas var sasaldēt, kas var izjaukt stumbra blīvējuma veiktspēju un ietekmēt vārsta darbību. Turklāt ārkārtīgi zemā temperatūra -253 ° C nozīmē, ka ir nepieciešama labākā izolācijas tehnoloģija, lai pārliecinātos, ka vārsts šajā temperatūrā var uzturēt šķidru ūdeņradi, vienlaikus samazinot viršanas radītos zaudējumus. Kamēr ir siltums, kas pārnests uz šķidru ūdeņradi, tas iztvaiko un noplūst. Ne tikai tas, ka skābekļa kondensācija notiek izolācijas lūzuma vietā. Kad skābeklis nonāk saskarē ar ūdeņradi vai citiem degļiem, uguns palielinās ugunsgrēka risks. Tāpēc, ņemot vērā ugunsgrēka risku, ar kuru var saskarties vārsti, vārstiem jābūt projektētiem, ņemot vērā sprādzienbīstamus materiālus, kā arī ugunsizturīgus izpildmehānismus, instrumentus un kabeļus, visi ar visstingrākajiem sertifikātiem. Tas nodrošina, ka vārsts darbojas pareizi ugunsgrēka gadījumā. Paaugstināts spiediens ir arī potenciāls risks, kas var padarīt vārstus nederīgus. Ja šķidrs ūdeņradis ir ieslodzīts vārsta korpusa dobumā un siltuma pārnese un šķidrs ūdeņraža iztvaikošana notiek vienlaikus, tas izraisīs spiediena palielināšanos. Ja pastāv liela spiediena starpība, rodas kavitācija (kavitācija)/troksnis. Šīs parādības var izraisīt vārsta kalpošanas laika priekšlaicīgu beigas un pat ciest no milzīgiem zaudējumiem procesa defektu dēļ. Neatkarīgi no konkrētajiem darbības apstākļiem, ja iepriekš minētos faktorus var pilnībā apsvērt un projektēšanas procesā var veikt atbilstošos pretpasākumus, tas var nodrošināt vārsta drošu un uzticamu darbību. Turklāt ir arī dizaina problēmas, kas saistītas ar vides jautājumiem, piemēram, bēgļa noplūde. Ūdeņradis ir unikāls: mazas molekulas, bezkrāsas, bez smaržas un sprādzienbīstamas. Šīs īpašības nosaka nulles noplūdes absolūto nepieciešamību.
Lasvegasas ziemeļu rietumu krasta ūdeņraža sašķidrināšanas stacijā,
Wieland vārstu inženieri sniedz tehniskos pakalpojumus
Vārstu risinājumi
Neatkarīgi no īpašas funkcijas un veida, visu šķidro ūdeņraža pielietojumu vārstiem jāatbilst dažām kopīgām prasībām. Šīs prasības ietver: strukturālās daļas materiālu jānodrošina, ka strukturālā integritāte tiek uzturēta ārkārtīgi zemā temperatūrā; Visiem materiāliem jābūt dabiskām ugunsdrošības īpašībām. Tā paša iemesla dēļ šķidro ūdeņraža vārstu blīvējuma elementiem un iesaiņošanai jāatbilst arī iepriekšminētajām pamatprasībām. Austenīta nerūsējošais tērauds ir ideāls materiāls šķidru ūdeņraža vārstiem. Tam ir lieliska trieciena stiprība, minimāli siltuma zudumi, un tas var izturēt lielus temperatūras gradientus. Ir arī citi materiāli, kas ir piemēroti arī šķidru ūdeņraža apstākļiem, bet ir ierobežoti ar īpašiem procesa apstākļiem. Papildus materiālu izvēlei nav jāizvērtē dažas dizaina detaļas, piemēram, pagarinot vārsta kātu un izmantojot gaisa kolonnu, lai aizsargātu blīvējuma iesaiņojumu no ārkārtējas zemas temperatūras. Turklāt, lai izvairītos no kondensācijas, vārsta kāta pagarinājumu var aprīkot ar izolācijas gredzenu. Vārtu projektēšana atbilstoši īpašiem pielietojuma nosacījumiem palīdz radīt saprātīgākus risinājumus dažādiem tehniskiem izaicinājumiem. Vellan piedāvā tauriņu vārstus divos dažādos dizainos: dubultā ekscentriskie un trīskāršie ekscentriskie metāla sēdekļa tauriņu vārsti. Abiem dizainparaugiem ir divvirzienu plūsmas spēja. Izstrādājot diska formu un rotācijas trajektoriju, var sasniegt stingru blīvējumu. Vārsta korpusā nav dobuma, kur nav atlikušās barotnes. Velan dubultā ekscentriskā tauriņa vārsta gadījumā tas izmanto disku ekscentrisko rotācijas dizainu apvienojumā ar atšķirīgo Velflex blīvēšanas sistēmu, lai sasniegtu izcilu vārsta blīvējuma veiktspēju. Šis patentētais dizains var izturēt pat lielas temperatūras svārstības vārstā. Torqseal trīskāršajam ekscentriskajam diskam ir arī speciāli izstrādāta rotācijas trajektorija, kas palīdz nodrošināt, ka diska blīvējuma virsma pieskaras sēdeklim tikai brīdī, kad sasniedz slēgtā vārsta stāvokli un nesaskrāpē. Tāpēc vārsta noslēguma griezes moments var vadīt disku, lai panāktu atbilstošu sēdvietu, un rada pietiekamu ķīļa efektu slēgtā vārsta stāvoklī, vienlaikus padarot disku vienmērīgu saskari ar visu sēdekļa blīvējuma virsmas apkārtmēru. Vārsta sēdekļa atbilstība ļauj vārsta korpusam un diskam veikt “pašregulējošu” funkciju, tādējādi izvairoties no diska krampjiem temperatūras svārstībās. Pastiprinātā nerūsējošā tērauda vārsta vārpsta ir spējīga uz augstiem darbības cikliem un vienmērīgi darbojas ļoti zemā temperatūrā. Velflex dubultā ekscentriskais dizains ļauj vārstu ātri un viegli apkalpot tiešsaistē. Pateicoties sānu korpusam, sēdekli un disku var tieši pārbaudīt vai apkalpot, bez nepieciešamības izjaukt izpildmehānismu vai īpašus instrumentus.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdatbalsta augsti attīstīto tehnoloģiju, kas ir izturīgi sēdus, ieskaitot noturīgu sēdēšanuvafeļu tauriņa vārsts, Bag tauriņa vārsts, Dubultā atloka koncentrisks tauriņa vārsts, Dubultā atloka ekscentriskais tauriņa vārsts,Y-preiners, balansēšanas vārsts,Vafeļu dubultā plāksnes pretvārsts, utt.
Pasta laiks: augusts-11-2023
