Что нужно искать в водородных клапанах

Высокоэффективные водородные клапаны:на что обратить внимание при выборе

Чак Хейс, главный инженер отдела чистой энергии, Swagelok

Водородное топливо быстро растет как решение для мобильности. Он зарекомендовал себя как безопасный, экономичный, практичный и устойчивый. Короче говоря, это идеальное место для будущее транспорта.

Водород – идеальное решение для будущего транспорта.

Чтобы реализовать этот потенциал, водородные транспортные средства и заправочная инфраструктура должны быть спроектированы и построены из высококачественных материалов, чтобы обеспечить герметичную работу, которая должна прослужить годы или даже десятилетия. И не все компоненты подходят для этой задачи. Производство водородного топлива и обращение с ним сопряжено с уникальным набором проблем, поэтому от компонентов водородной топливной системы требуется определенный набор критериев производительности.

Хорошим примером являются клапаны, отвечающие за управление потоком водорода в транспортных средствах или стационарных системах. Как вы можете быть уверены, что выбираете и указываете клапан, который обеспечивает производительность, подходящую для работы с водородом? Читай дальше что бы узнать.

Почему важна высокая производительность водородных клапанов

Условия эксплуатации водородных топливных систем по своей природе являются сложными. При выборе водородных клапанов необходимо учитывать следующее:

• Давление. Для достижения желаемой плотности H2 необходимо хранить в автомобильных баках при давлении 350–700 бар
• Стресс и вибрация. Системы должны выдерживать высокие скорости, ухабистые дороги и неблагоприятные погодные условия.
• Безопасность. Среднестатистический потребитель должен безопасно эксплуатировать заправочные станции.
• Техническое обслуживание. Возможность легко переделывать герметичные соединения во время обслуживания.

Все водородные клапаны должны обеспечивать уровень производительности, соответствующий этим требованиям. Они должны демонстрировать герметичные характеристики в точке соединения и в точке отключения или регулирования, а также способность выдерживать необходимые условия эксплуатации, характерные для водородных применений.

Что отличает водород?

Молекулы водорода являются одними из самых маленьких в мире природы, и это означает, что их удержание может быть сложной задачей.

Все точки подключения в водородных системах должны быть герметичными. Любой выходящий газ может представлять угрозу безопасности, особенно когда конечные пользователи взаимодействуют с заправочной колонкой во время заправки. Утечка бензина в автомобилях или системах хранения также расточительна.

А поскольку молекулы водорода настолько малы, они фактически могут диффундировать в нержавеющие стали более низкого качества. Это явление известно как водородная хрупкость. Со временем давление может привести к образованию трещин в материале, что может стать очень проблематичным при работе с водородом.

Шаровые краны для водорода

Шаровые краны — это распространенный компонент водородных систем, используемый для запуска и остановки потока водорода из одного направления в другое. При выборе шаровых кранов для работы с водородом важно обращать внимание на конструкции уплотнения штока, обладающие высокой износостойкостью. Хороший вариант может включать в себя шар в виде цапфы с конструкцией с прямой нагрузкой, которая помогает обеспечить герметичность при каждом включении и отключении. Конструкция штока с нижней загрузкой также может уменьшить любой потенциальный выброс штока, обеспечивая повышенную безопасность.

Если вы сомневаетесь, ваш поставщик клапана должен помочь вам в выборе. Подходящие шаровые краны могут иметь 2- или 3-ходовую функцию, различные варианты монтажа и диапазон коэффициентов расхода в зависимости от потребностей вашей системы. Наконец, обратите внимание на хорошую совместимость с фитингами, разработанными специально для работы с водородом.

Игольчатые клапаны для водорода

Игольчатые клапаны используются для относительно точной регулировки количества потока жидкости. В водородных приложениях при их определении необходимо учитывать некоторые важные соображения. Игольчатые клапаны, как правило, имеют цельнометаллическую конструкцию, и для надлежащего уплотнения требуется большое усилие. Такая сила может деформировать саму иглу и, возможно, седло, создавая потенциальную опасность и требуя дорогостоящего обслуживания. Кроме того, такая требуемая сила обычно требует использования больших пневматических приводов для открытия и закрытия клапанов, полное срабатывание которых может занять до двух минут.

Имея это в виду, важно искать игольчатые клапаны, изготовленные из высококачественной нержавеющей стали 316, которые могут противостоять деформации при многократном использовании. Кроме того, имейте в виду, что не все игольчатые клапаны рассчитаны на нормальное давление для обычных применений с водородом (350/700 бар); выберите игольчатый клапан, подходящий для повышенного рабочего давления. Как и в случае с шаровыми кранами, обязательна совместимость с другими компонентами, пригодными для работы с водородом.

Обратные клапаны для водорода

Обратные клапаны выполняют важные функции безопасности в водородных компрессорах в системах заправки, контролируя избыточный обратный поток для защиты конечного пользователя. По сравнению с обычными сферами применения, водородные обратные клапаны должны решать несколько задач.

Большинство обратных клапанов содержат пружины — компоненты, которые обычно изготавливаются из материала с деформационным упрочнением, который может быть более подвержен водородному охрупчиванию, чем высококачественная нержавеющая сталь 316. Кроме того, при заправке транспортных средств такие клапаны подвергаются сильным и быстрым изменениям температуры и давления, что создает повышенную нагрузку на эластомерные уплотнения клапана. Имея это в виду, шаровые обратные клапаны являются более подходящим вариантом для водородных компрессоров. Здесь также важна целостность материала и совместимость с другими водородными компонентами.

***

Долгосрочная жизнеспособность рынка водородного топлива для транспортных средств зависит от безопасности, надежности и долговечности транспортных средств и инфраструктуры. Выбор и определение правильных компонентов для всех водородных систем может помочь технологии полностью раскрыть свой потенциал в долгосрочной перспективе.

Хотите узнать больше? Swagelok предлагает ряд шаровых, игольчатых и обратных клапанов, подходящих для работы с водородом, а также полный набор дополнительных компонентов, которые помогут сделать ваши водородные системы более безопасными и надежными. Наши специалисты по водороду будут рады помочь вам сделать правильный выбор и найти решение, отвечающее вашим потребностям.