O hidróxeno líquido ten certas vantaxes no almacenamento e transporte. En comparación co hidróxeno, o hidróxeno líquido (LH2) ten unha densidade maior e require menor presión para o seu almacenamento. Non obstante, o hidróxeno ten que estar a -253 °C para converterse en líquido, o que significa que é bastante difícil. As baixas temperaturas extremas e os riscos de inflamabilidade fan do hidróxeno líquido un medio perigoso. Por este motivo, as medidas de seguridade estritas e a alta fiabilidade son requisitos inflexibles ao deseñar válvulas para as aplicacións relevantes.
Por Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Válvula Velan (Velan)
Aplicacións do hidróxeno líquido (LH2).
Na actualidade, utilízase hidróxeno líquido e téntase empregar en varias ocasións especiais. No sector aeroespacial, pódese usar como combustible para lanzamento de foguetes e tamén pode xerar ondas de choque nos túneles de vento transónicos. Apoiado pola "gran ciencia", o hidróxeno líquido converteuse nun material clave nos sistemas supercondutores, aceleradores de partículas e dispositivos de fusión nuclear. A medida que crece o desexo da xente por un desenvolvemento sostible, o hidróxeno líquido foi utilizado como combustible por cada vez máis camións e barcos nos últimos anos. Nos escenarios de aplicación anteriores, a importancia das válvulas é moi obvia. O funcionamento seguro e fiable das válvulas é unha parte integrante do ecosistema da cadea de subministración de hidróxeno líquido (produción, transporte, almacenamento e distribución). As operacións relacionadas co hidróxeno líquido son un reto. Con máis de 30 anos de experiencia práctica e coñecementos no campo das válvulas de alto rendemento ata -272 °C, Velan leva moito tempo implicado en diversos proxectos innovadores, e está claro que gañou os retos técnicos de servizo de hidróxeno líquido coa súa forza.
Retos na fase de deseño
A presión, a temperatura e a concentración de hidróxeno son os principais factores que se examinan nunha avaliación de risco de deseño de válvulas. Para optimizar o rendemento da válvula, o deseño e a selección do material xogan un papel decisivo. As válvulas utilizadas en aplicacións de hidróxeno líquido afrontan retos adicionais, incluídos os efectos adversos do hidróxeno sobre os metais. A temperaturas moi baixas, os materiais das válvulas non só deben soportar o ataque das moléculas de hidróxeno (algúns dos mecanismos de deterioración asociados aínda se debaten na academia), senón que tamén deben manter un funcionamento normal durante moito tempo ao longo do seu ciclo de vida. En canto ao nivel actual de desenvolvemento tecnolóxico, a industria ten un coñecemento limitado da aplicabilidade dos materiais non metálicos en aplicacións de hidróxeno. Ao elixir un material de selado, é necesario ter en conta este factor. O selado eficaz tamén é un criterio clave de rendemento do deseño. Hai unha diferenza de temperatura de case 300 °C entre o hidróxeno líquido e a temperatura ambiente (temperatura ambiente), dando lugar a un gradiente de temperatura. Cada compoñente da válvula sufrirá diferentes graos de expansión e contracción térmicas. Esta discrepancia pode provocar fugas perigosas das superficies de selado críticas. A estanquidade do vástago da chave tamén é o foco do deseño. A transición do frío ao quente crea fluxo de calor. As partes quentes da zona da cavidade do capó poden conxelarse, o que pode perturbar o rendemento do selado do vástago e afectar a operatividade da válvula. Ademais, a temperatura extremadamente baixa de -253 °C significa que se require a mellor tecnoloxía de illamento para garantir que a chave poida manter o hidróxeno líquido a esta temperatura minimizando as perdas causadas pola ebulición. Mentres haxa calor transferido ao hidróxeno líquido, este evaporarase e filtrarase. Non só iso, a condensación de osíxeno ocorre no punto de rotura do illamento. Unha vez que o osíxeno entra en contacto co hidróxeno ou outros combustibles, o risco de incendio aumenta. Polo tanto, tendo en conta o risco de incendio ao que poden enfrontarse as válvulas, as válvulas deben deseñarse tendo en conta materiais antideflagrante, así como actuadores, instrumentación e cables resistentes ao lume, todos eles coas máis estritas certificacións. Isto garante que a chave funciona correctamente en caso de incendio. O aumento da presión tamén é un risco potencial que pode facer que as válvulas sexan inoperables. Se o hidróxeno líquido queda atrapado na cavidade do corpo da válvula e se producen ao mesmo tempo a transferencia de calor e a evaporación do hidróxeno líquido, provocará un aumento da presión. Se hai unha gran diferenza de presión, prodúcese cavitación (cavitación)/ruído. Estes fenómenos poden levar ao final prematuro da vida útil da válvula, e mesmo sufrir grandes perdas debido a defectos do proceso. Independentemente das condicións de funcionamento específicas, se os factores anteriores poden considerarse plenamente e se poden tomar as contramedidas correspondentes no proceso de deseño, pode garantir o funcionamento seguro e fiable da válvula. Ademais, existen retos de deseño relacionados con cuestións ambientais, como as fugas fuxitivas. O hidróxeno é único: moléculas pequenas, incoloras, inodoras e explosivas. Estas características determinan a necesidade absoluta de fuga cero.
Na estación de licuefacción de hidróxeno da costa oeste de Las Vegas,
Os enxeñeiros de Wieland Valve están a proporcionar servizos técnicos
Solucións de válvulas
Independentemente da función específica e do tipo, as válvulas para todas as aplicacións de hidróxeno líquido deben cumprir algúns requisitos comúns. Estes requisitos inclúen: o material da parte estrutural debe garantir que a integridade estrutural se manteña a temperaturas extremadamente baixas; Todos os materiais deben ter propiedades naturais de seguridade contra incendios. Polo mesmo motivo, os elementos de selado e embalaxe das válvulas de hidróxeno líquido tamén deben cumprir os requisitos básicos mencionados anteriormente. O aceiro inoxidable austenítico é un material ideal para válvulas de hidróxeno líquido. Ten unha excelente resistencia ao impacto, unha perda de calor mínima e pode soportar grandes gradientes de temperatura. Hai outros materiais que tamén son axeitados para condicións de hidróxeno líquido, pero están limitados a condicións de proceso específicas. Ademais da elección dos materiais, non se deben pasar por alto algúns detalles do deseño, como estender o vástago da válvula e usar unha columna de aire para protexer a empaquetadura de selado de temperaturas extremadamente baixas. Ademais, a extensión do vástago da chave pódese equipar cun anel illante para evitar a condensación. Deseñar válvulas de acordo coas condicións de aplicación específicas axuda a dar solucións máis razoables a diferentes desafíos técnicos. Vellan ofrece válvulas de bolboreta en dous deseños diferentes: válvulas de bolboreta de asento metálico dobre e triple excéntrico. Ambos os deseños teñen capacidade de fluxo bidireccional. Deseñando a forma do disco e a traxectoria de rotación, pódese conseguir un selado axustado. Non hai cavidade no corpo da válvula onde non haxa medio residual. No caso da válvula de bolboreta dobre excéntrica Velan, adopta o deseño de rotación excéntrica do disco, combinado co distintivo sistema de selado VELFLEX, para lograr un excelente rendemento de selado da válvula. Este deseño patentado pode soportar incluso grandes flutuacións de temperatura na válvula. O disco excéntrico triple TORQSEAL tamén ten unha traxectoria de rotación especialmente deseñada que axuda a garantir que a superficie de selado do disco só toque o asento no momento de alcanzar a posición da válvula pechada e non se rasque. Polo tanto, o par de peche da chave pode impulsar o disco para conseguir un asento conforme e producir un efecto de cuña suficiente na posición da chave pechada, mentres que o disco entra en contacto uniformemente con toda a circunferencia da superficie de selado do asento. A conformidade do asento da chave permite que o corpo da chave e o disco teñan unha función de "auto-axuste", evitando así o agarrotamento do disco durante os cambios de temperatura. O eixe da chave de aceiro inoxidable reforzado é capaz de realizar ciclos de operación altos e funciona sen problemas a temperaturas moi baixas. O deseño dobre excéntrico VELFLEX permite que a válvula sexa reparada en liña de forma rápida e sinxela. Grazas á carcasa lateral, o asento e o disco poden ser inspeccionados ou reparados directamente, sen necesidade de desmontar o actuador ou ferramentas especiais.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdadmiten válvulas de asento elástico de tecnoloxía altamente avanzada, incluídas as válvulas de asento elásticoválvula de bolboreta de oblea, Válvula de bolboreta, Válvula de bolboreta concéntrica de dobre brida, Válvula de bolboreta excéntrica de dobre brida,Filtro en Y, válvula de equilibrio,Válvula de retención de placa dual wafer, etc.
Hora de publicación: 11-Ago-2023
