Hidrogen cecair mempunyai kelebihan tertentu dalam penyimpanan dan pengangkutan. Berbanding dengan hidrogen, cecair hidrogen (LH2) mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi dan memerlukan tekanan yang lebih rendah untuk penyimpanan. Walau bagaimanapun, hidrogen mestilah -253°C untuk menjadi cecair, yang bermaksud ia agak sukar. Suhu rendah yang melampau dan risiko mudah terbakar menjadikan hidrogen cecair sebagai medium berbahaya. Atas sebab ini, langkah keselamatan yang ketat dan kebolehpercayaan yang tinggi adalah keperluan tanpa kompromi apabila mereka bentuk injap untuk aplikasi yang berkaitan.
Oleh Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Injap Velan (Velan)
Penggunaan cecair hidrogen (LH2).
Pada masa ini, hidrogen cecair digunakan dan cuba digunakan dalam pelbagai majlis khas. Dalam aeroangkasa, ia boleh digunakan sebagai bahan api pelancar roket dan juga boleh menjana gelombang kejutan dalam terowong angin transonik. Disokong oleh "sains besar," cecair hidrogen telah menjadi bahan utama dalam sistem superkonduktor, pemecut zarah dan peranti pelakuran nuklear. Apabila keinginan rakyat untuk pembangunan mampan semakin meningkat, hidrogen cecair telah digunakan sebagai bahan api oleh semakin banyak trak dan kapal dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Dalam senario aplikasi di atas, kepentingan injap sangat jelas. Operasi injap yang selamat dan boleh dipercayai adalah bahagian penting dalam ekosistem rantaian bekalan hidrogen cecair (pengeluaran, pengangkutan, penyimpanan dan pengedaran). Operasi yang berkaitan dengan hidrogen cecair adalah mencabar. Dengan lebih daripada 30 tahun pengalaman praktikal dan kepakaran dalam bidang injap berprestasi tinggi sehingga -272°C, Velan telah lama terlibat dalam pelbagai projek inovatif, dan jelas bahawa ia telah memenangi cabaran teknikal perkhidmatan hidrogen cecair dengan kekuatannya.
Cabaran dalam fasa reka bentuk
Tekanan, suhu dan kepekatan hidrogen adalah semua faktor utama yang diperiksa dalam penilaian risiko reka bentuk injap. Untuk mengoptimumkan prestasi injap, reka bentuk dan pemilihan bahan memainkan peranan yang penting. Injap yang digunakan dalam aplikasi hidrogen cecair menghadapi cabaran tambahan, termasuk kesan buruk hidrogen pada logam. Pada suhu yang sangat rendah, bahan injap bukan sahaja mesti menahan serangan molekul hidrogen (beberapa mekanisme kemerosotan yang berkaitan masih diperdebatkan dalam akademik), tetapi juga mesti mengekalkan operasi normal untuk masa yang lama sepanjang kitaran hayatnya. Dari segi tahap perkembangan teknologi semasa, industri mempunyai pengetahuan terhad tentang kebolehgunaan bahan bukan logam dalam aplikasi hidrogen. Apabila memilih bahan pengedap, perlu mengambil kira faktor ini. Pengedap yang berkesan juga merupakan kriteria prestasi reka bentuk utama. Terdapat perbezaan suhu hampir 300°C antara hidrogen cecair dan suhu ambien (suhu bilik), mengakibatkan kecerunan suhu. Setiap komponen injap akan mengalami tahap pengembangan dan pengecutan haba yang berbeza. Percanggahan ini boleh menyebabkan kebocoran berbahaya permukaan pengedap kritikal. Ketegangan pengedap batang injap juga menjadi tumpuan reka bentuk. Peralihan dari sejuk ke panas menghasilkan aliran haba. Bahagian panas kawasan rongga bonet mungkin membeku, yang boleh mengganggu prestasi pengedap batang dan menjejaskan kebolehkendalian injap. Selain itu, suhu yang sangat rendah iaitu -253°C bermakna teknologi penebat terbaik diperlukan untuk memastikan injap dapat mengekalkan cecair hidrogen pada suhu ini sambil meminimumkan kerugian yang disebabkan oleh pendidihan. Selagi terdapat haba dipindahkan ke hidrogen cecair, ia akan menguap dan bocor. Bukan itu sahaja, pemeluwapan oksigen berlaku pada titik pecah penebat. Sebaik sahaja oksigen bersentuhan dengan hidrogen atau bahan mudah terbakar lain, risiko kebakaran meningkat. Oleh itu, mengambil kira risiko kebakaran yang mungkin dihadapi oleh injap, injap mesti direka bentuk dengan mengambil kira bahan kalis letupan, serta penggerak, instrumentasi dan kabel tahan api, semuanya dengan pensijilan yang paling ketat. Ini memastikan injap beroperasi dengan betul sekiranya berlaku kebakaran. Peningkatan tekanan juga merupakan potensi risiko yang boleh menyebabkan injap tidak boleh beroperasi. Jika hidrogen cecair terperangkap dalam rongga badan injap dan pemindahan haba dan penyejatan hidrogen cecair berlaku pada masa yang sama, ia akan menyebabkan peningkatan tekanan. Jika terdapat perbezaan tekanan yang besar, peronggaan (cavitation)/bunyi berlaku. Fenomena ini boleh membawa kepada penghujung pramatang hayat perkhidmatan injap, dan juga mengalami kerugian besar akibat kecacatan proses. Terlepas dari keadaan operasi tertentu, jika faktor di atas boleh dipertimbangkan sepenuhnya dan tindakan balas yang sepadan boleh diambil dalam proses reka bentuk, ia boleh memastikan operasi injap yang selamat dan boleh dipercayai. Di samping itu, terdapat cabaran reka bentuk yang berkaitan dengan isu alam sekitar, seperti kebocoran buruan. Hidrogen adalah unik: molekul kecil, tidak berwarna, tidak berbau, dan mudah meletup. Ciri-ciri ini menentukan keperluan mutlak kebocoran sifar.
Di stesen Pencairan Hidrogen Pantai Barat Las Vegas Utara,
Jurutera Wieland Valve menyediakan perkhidmatan teknikal
Penyelesaian injap
Tanpa mengira fungsi dan jenis khusus, injap untuk semua aplikasi hidrogen cecair mesti memenuhi beberapa keperluan biasa. Keperluan ini termasuk: bahan bahagian struktur mesti memastikan integriti struktur dikekalkan pada suhu yang sangat rendah; Semua bahan mesti mempunyai sifat keselamatan kebakaran semulajadi. Atas sebab yang sama, elemen pengedap dan pembungkusan injap hidrogen cecair juga mesti memenuhi keperluan asas yang dinyatakan di atas. Keluli tahan karat austenit adalah bahan yang sesuai untuk injap hidrogen cecair. Ia mempunyai kekuatan impak yang sangat baik, kehilangan haba yang minimum, dan boleh menahan kecerunan suhu yang besar. Terdapat bahan lain yang juga sesuai untuk keadaan hidrogen cecair, tetapi terhad kepada keadaan proses tertentu. Sebagai tambahan kepada pilihan bahan, beberapa butiran reka bentuk tidak boleh diabaikan, seperti memanjangkan batang injap dan menggunakan lajur udara untuk melindungi pembungkusan pengedap daripada suhu rendah yang melampau. Di samping itu, lanjutan batang injap boleh dilengkapi dengan cincin penebat untuk mengelakkan pemeluwapan. Mereka bentuk injap mengikut keadaan aplikasi tertentu membantu memberikan penyelesaian yang lebih munasabah kepada cabaran teknikal yang berbeza. Vellan menawarkan injap rama-rama dalam dua reka bentuk berbeza: injap rama-rama tempat duduk logam eksentrik dua dan tiga. Kedua-dua reka bentuk mempunyai keupayaan aliran dwiarah. Dengan mereka bentuk bentuk cakera dan trajektori putaran, pengedap yang ketat boleh dicapai. Tiada rongga dalam badan injap di mana tiada medium sisa. Dalam kes injap rama-rama eksentrik berkembar Velan, ia menggunakan reka bentuk putaran eksentrik cakera, digabungkan dengan sistem pengedap VELFLEX yang tersendiri, untuk mencapai prestasi pengedap injap yang sangat baik. Reka bentuk yang dipatenkan ini boleh menahan turun naik suhu yang besar dalam injap. Cakera sipi triple TORQSEAL juga mempunyai trajektori putaran yang direka khas yang membantu memastikan permukaan pengedap cakera hanya menyentuh tempat duduk pada saat mencapai kedudukan injap tertutup dan tidak calar. Oleh itu, tork penutupan injap boleh memacu cakera untuk mencapai tempat duduk yang mematuhi, dan menghasilkan kesan baji yang mencukupi dalam kedudukan injap tertutup, sambil membuat cakera bersentuhan sama rata dengan seluruh lilitan permukaan pengedap tempat duduk. Pematuhan tempat duduk injap membolehkan badan injap dan cakera mempunyai fungsi "melaraskan diri", dengan itu mengelakkan penyitaan cakera semasa turun naik suhu. Aci injap keluli tahan karat bertetulang mampu melakukan kitaran operasi yang tinggi dan beroperasi dengan lancar pada suhu yang sangat rendah. Reka bentuk eksentrik berkembar VELFLEX membolehkan injap diservis dalam talian dengan cepat dan mudah. Terima kasih kepada perumah sisi, tempat duduk dan cakera boleh diperiksa atau diservis terus, tanpa perlu membuka penggerak atau alat khas.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co.,ltdmenyokong injap duduk berdaya tahan teknologi tinggi, termasuk duduk berdaya tahaninjap rama-rama wafer, Injap rama-rama lug, Injap rama-rama sepusat bebibir dua, injap rama-rama eksentrik bebibir dua,Penapis Y, injap pengimbang,Injap sehala plat dwi wafer, dsb.
Masa siaran: 11 Ogos 2023
