O hidrogênio líquido tem certas vantagens em armazenamento e transporte. Comparado ao hidrogênio, o hidrogênio líquido (LH2) tem uma densidade mais alta e requer menor pressão para armazenamento. No entanto, o hidrogênio deve ser -253 ° C para se tornar líquido, o que significa que é bastante difícil. Riscos extremos de baixa temperatura e inflamabilidade tornam o hidrogênio líquido um meio perigoso. Por esse motivo, medidas de segurança rigorosas e alta confiabilidade são requisitos intransigentes ao projetar válvulas para as aplicações relevantes.
Por Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Válvula de Velan (Velan)
Aplicações de hidrogênio líquido (LH2).
Atualmente, o hidrogênio líquido é usado e tentado ser usado em várias ocasiões especiais. No aeroespacial, pode ser usado como combustível de lançamento de foguetes e também pode gerar ondas de choque em túneis de vento transônicos. Apoiado por "Big Science", o hidrogênio líquido se tornou um material -chave em sistemas de supercondutor, aceleradores de partículas e dispositivos de fusão nuclear. À medida que o desejo das pessoas por desenvolvimento sustentável aumenta, o hidrogênio líquido tem sido usado como combustível por mais e mais caminhões e navios nos últimos anos. Nos cenários de aplicação acima, a importância das válvulas é muito óbvia. A operação segura e confiável das válvulas é parte integrante do ecossistema da cadeia de suprimentos de hidrogênio líquido (produção, transporte, armazenamento e distribuição). As operações relacionadas ao hidrogênio líquido são desafiadoras. Com mais de 30 anos de experiência prática e experiência no campo de válvulas de alto desempenho até -272 ° C, a Velan está envolvida em vários projetos inovadores há muito tempo, e é claro que ganhou os desafios técnicos do serviço de hidrogênio líquido com sua força.
Desafios na fase de design
A pressão, a temperatura e a concentração de hidrogênio são todos os principais fatores examinados em uma avaliação de risco de projeto de válvula. Para otimizar o desempenho da válvula, o design e a seleção de materiais desempenham um papel decisivo. As válvulas usadas em aplicações de hidrogênio líquido enfrentam desafios adicionais, incluindo os efeitos adversos do hidrogênio nos metais. Em temperaturas muito baixas, os materiais da válvula não devem apenas suportar o ataque de moléculas de hidrogênio (alguns dos mecanismos de deterioração associados ainda são debatidos na academia), mas também devem manter a operação normal por um longo tempo durante o ciclo de vida. Em termos do nível atual de desenvolvimento tecnológico, a indústria possui conhecimento limitado da aplicabilidade de materiais não metálicos em aplicações de hidrogênio. Ao escolher um material de vedação, é necessário levar em consideração esse fator. A vedação eficaz também é um critério de desempenho de design importante. Há uma diferença de temperatura de quase 300 ° C entre hidrogênio líquido e temperatura ambiente (temperatura ambiente), resultando em um gradiente de temperatura. Cada componente da válvula passará por diferentes graus de expansão e contração térmica. Essa discrepância pode levar a vazamentos perigosos de superfícies críticas de vedação. O aperto de vedação da haste da válvula também é o foco do design. A transição do frio para o quente cria fluxo de calor. As partes quentes da área da cavidade do capô podem congelar, o que pode interromper o desempenho de vedação de caule e afetar a operabilidade da válvula. Além disso, a temperatura extremamente baixa de -253 ° C significa que a melhor tecnologia de isolamento é necessária para garantir que a válvula possa manter o hidrogênio líquido a essa temperatura, minimizando as perdas causadas pela ebulição. Enquanto houver calor transferido para o hidrogênio líquido, ele evaporará e vazará. Não apenas isso, a condensação de oxigênio ocorre no ponto de ruptura do isolamento. Uma vez que o oxigênio entra em contato com hidrogênio ou outros combustíveis, o risco de incêndio aumenta. Portanto, considerando o risco de incêndio que as válvulas podem enfrentar, as válvulas devem ser projetadas com materiais à prova de explosão em mente, bem como atuadores resistentes ao fogo, instrumentação e cabos, todos com as mais rigorosas certificações. Isso garante que a válvula opere corretamente no caso de um incêndio. O aumento da pressão também é um risco potencial que pode tornar inoperante válvulas. Se o hidrogênio líquido estiver preso na cavidade do corpo da válvula e na transferência de calor e na evaporação do hidrogênio líquido ocorrerem ao mesmo tempo, causará um aumento na pressão. Se houver uma grande diferença de pressão, ocorre ocorra a cavitação (cavitação)/ruído. Esses fenômenos podem levar ao final prematuro da vida útil da válvula e até sofrer grandes perdas devido a defeitos de processo. Independentemente das condições operacionais específicas, se os fatores acima puderem ser totalmente considerados e as contramedidas correspondentes podem ser tomadas no processo de design, ele pode garantir a operação segura e confiável da válvula. Além disso, existem desafios de design relacionados a questões ambientais, como vazamentos fugitivos. O hidrogênio é único: pequenas moléculas, incolores, inodoro e explosivas. Essas características determinam a necessidade absoluta de vazamento zero.
Na estação de liquefação de hidrogênio da costa oeste de Las Vegas, estação de liquefação,
Os engenheiros da válvula WieLand estão fornecendo serviços técnicos
Soluções de válvula
Independentemente da função e tipo específicos, as válvulas para todas as aplicações de hidrogênio líquido devem atender a alguns requisitos comuns. Esses requisitos incluem: o material da parte estrutural deve garantir que a integridade estrutural seja mantida a temperaturas extremamente baixas; Todos os materiais devem ter propriedades naturais de segurança contra incêndio. Pelo mesmo motivo, os elementos de vedação e o empacotamento das válvulas de hidrogênio líquido também devem atender aos requisitos básicos mencionados acima. O aço inoxidável austenítico é um material ideal para válvulas de hidrogênio líquido. Possui excelente força de impacto, perda mínima de calor e pode suportar grandes gradientes de temperatura. Existem outros materiais que também são adequados para condições de hidrogênio líquido, mas são limitados a condições específicas do processo. Além da escolha de materiais, alguns detalhes do projeto não devem ser negligenciados, como estender o haste da válvula e usar uma coluna de ar para proteger o empacotamento de vedação de temperaturas extremas baixas. Além disso, a extensão da haste da válvula pode ser equipada com um anel de isolamento para evitar condensação. Projetar válvulas de acordo com condições específicas de aplicação ajuda a fornecer soluções mais razoáveis para diferentes desafios técnicos. Vellan oferece válvulas de borboleta em dois designs diferentes: válvulas de borboleta de sede de metal excêntrico e excêntrico duplo. Ambos os projetos têm capacidade de fluxo bidirecional. Ao projetar a forma do disco e a trajetória de rotação, pode -se alcançar uma vedação apertada. Não há cavidade no corpo da válvula onde não há meio residual. No caso da válvula de borboleta excêntrica de Velan dupla, adota o projeto de rotação excêntrica do disco, combinado com o distinto sistema de vedação Velflex, para obter um excelente desempenho de vedação de válvulas. Esse design patenteado pode suportar até grandes flutuações de temperatura na válvula. O disco excêntrico triplo Torqseal também possui uma trajetória de rotação especialmente projetada que ajuda a garantir que a superfície de vedação do disco toque apenas o assento no momento de atingir a posição de válvula fechada e não arranha. Portanto, o torque de fechamento da válvula pode acionar o disco para obter assentos compatíveis e produzir um efeito de cunha suficiente na posição de válvula fechada, enquanto faz o disco entrar em contato uniformemente com toda a circunferência da superfície de vedação do assento. A conformidade do assento da válvula permite que o corpo da válvula e o disco tenham uma função "auto-ajustada", evitando assim a convulsão do disco durante as flutuações da temperatura. O eixo da válvula de aço inoxidável reforçado é capaz de altos ciclos de operação e opera suavemente a temperaturas muito baixas. O design excêntrico duplo do Velflex permite que a válvula seja atendida on -line de maneira rápida e fácil. Graças ao alojamento lateral, o assento e o disco podem ser inspecionados ou atendidos diretamente, sem a necessidade de desmontar o atuador ou ferramentas especiais.
Tianjin Tanggu-Seal Valve Co., Ltdestão apoiando válvulas sentadas resilientes à tecnologia altamente avançada, incluindo sentados resilientesVálvula de borboleta de wafer, Válvula de borboleta arruinada, Válvula de borboleta concêntrica de flange duplo, Válvula de borboleta excêntrica de flange duplo,Y-striner, válvula de equilíbrio,Válvula de retenção de placa dupla de wafer, etc.
Tempo de postagem: 1 de agosto-2023
