Waar u op moet letten bij waterstofventielen

Hoogwaardige waterstofventielen:waar u op moet letten bij het maken van een selectie

Chuck Hayes, Principal Applications Engineer voor schone energie, Swagelok

Waterstofbrandstof groeit snel als mobiliteitsoplossing. Het heeft zichzelf bewezen als veilig, kosteneffectief, praktisch en duurzaam. Kortom:het is de ideale weg voor de toekomst van transport.

Waterstof is de ideale weg voor de toekomst van transport.

Om dit potentieel te benutten, moet de infrastructuur voor voertuigen en tanken op waterstof worden ontworpen en gebouwd met hoogwaardige materialen om lekdichte prestaties te leveren die jaren of zelfs decennia meegaan. En niet zomaar alle componenten zijn opgewassen tegen de taak. De productie en verwerking van waterstofbrandstof brengt zijn eigen unieke uitdagingen met zich mee, waardoor een specifieke reeks prestatiecriteria wordt vereist van componenten in een waterstofbrandstofsysteem.

Kleppen - die verantwoordelijk zijn voor het regelen van de waterstofstroom in voertuigen of stationaire systemen - zijn een goed voorbeeld. Hoe weet u zeker dat u een klep selecteert en specificeert die prestaties levert die geschikt zijn voor waterstofservice? Lees verder om erachter te komen.

Waarom hoogwaardige prestaties belangrijk zijn in waterstofafsluiters

De bedrijfsomstandigheden voor waterstofbrandstofsystemen zijn inherent uitdagend. Bij het specificeren van waterstofkleppen moeten de volgende overwegingen worden overwogen:

• Druk. Om de gewenste dichtheid te bereiken, moet H2 worden opgeslagen in tanks in het voertuig bij 350 – 700 bar
• Stress en trillingen. Systemen moeten bestand zijn tegen hoge snelheden, hobbelige wegen en slechte weersomstandigheden
• Veiligheid. Tankstations moeten veilig bedienbaar zijn voor de gemiddelde consument
• Onderhoud. Mogelijkheid om lekdichte verbindingen gemakkelijk opnieuw te maken tijdens onderhoud

Alle waterstofafsluiters moeten prestatieniveaus bieden die aan die eisen voldoen. Ze moeten lekdichte prestaties vertonen op het aansluitpunt en op hun afsluit- of regelpunt, met het vermogen om de noodzakelijke bedrijfsomstandigheden die inherent zijn aan waterstoftoepassingen te weerstaan.

Wat maakt waterstof anders?

Waterstofmoleculen behoren tot de kleinste in de natuurlijke wereld - en dat betekent dat het een uitdaging kan zijn om ze in bedwang te houden.

Alle aansluitpunten in waterstofsystemen moeten lekdicht zijn. Elk ontsnappend gas kan een veiligheidsrisico vormen, vooral wanneer eindgebruikers tijdens het tanken interactie hebben met een dispenser. Lekkend gas in auto's of opslagsystemen is ook verspilling.

En omdat waterstofmoleculen zo klein zijn, kunnen ze in feite diffunderen in roestvast staal van mindere kwaliteit. Dit fenomeen staat bekend als waterstofbrosheid. Na verloop van tijd kan druk scheuren in het materiaal veroorzaken, wat zeer problematisch kan worden bij waterstofservice.

Waterstofkogelkranen

Kogelkranen zijn een veelvoorkomend onderdeel dat wordt aangetroffen in waterstofsystemen en worden gebruikt om de waterstofstroom van de ene richting naar de andere te starten en te stoppen. Bij het selecteren van kogelkranen voor waterstoftoepassingen is het belangrijk om te zoeken naar spindelafdichtingsontwerpen die zeer slijtvast zijn. Een goede optie kan een kogel in tapstijl zijn met een ontwerp met directe belasting, wat helpt om lekdichte prestaties mogelijk te maken bij elke activering en uitschakeling. Een bottom-loaded stuurpenontwerp kan ook elke mogelijke stuurpenuitbarsting verminderen, wat meer veiligheid biedt.

Bij twijfel moet uw afsluiterleverancier u kunnen helpen bij uw keuze. Toepasselijke kogelkranen kunnen 2- of -3-wegfunctionaliteit, verschillende montageopties en een reeks stroomcoëfficiënten bieden, afhankelijk van de behoeften van uw systeem. Zoek ten slotte naar een goede compatibiliteit met fittingen die speciaal zijn ontworpen voor waterstoftoepassingen.

Waterstof naaldventielen

Naaldventielen worden gebruikt om relatief fijne aanpassingen te maken in de hoeveelheid vloeistofstroom. Bij waterstoftoepassingen moeten enkele belangrijke overwegingen worden gemaakt bij het specificeren ervan. Naaldafsluiters zijn meestal volledig van metaal en vereisen een grote hoeveelheid kracht om goed af te dichten. Een dergelijke kracht kan de naald zelf en mogelijk de zitting vervormen, waardoor een potentieel gevaar ontstaat en kostbaar onderhoud vereist is. Verder vereist een dergelijke vereiste kracht meestal het gebruik van grote luchtactuatoren om de kleppen te openen en te sluiten, wat tot twee minuten kan duren om volledig te activeren.

Met deze dingen in gedachten is het belangrijk om te zoeken naar naaldventielen die zijn gemaakt van hoogwaardig 316 roestvrij staal dat bestand is tegen vervorming bij herhaald gebruik. Houd er ook rekening mee dat niet alle naaldventielen de juiste drukwaarde hebben voor gewone waterstoftoepassingen (350/700 bar); kies een naaldventiel dat geschikt is voor verhoogde werkdrukken. En net als bij kogelkranen is compatibiliteit met andere waterstof-gekwalificeerde componenten een must.

Waterstof terugslagkleppen

Terugslagkleppen vervullen essentiële veiligheidsfuncties in waterstofcompressoren in tanksystemen en regelen overtollige terugstroming om de eindgebruiker te beschermen. In vergelijking met algemene servicetoepassingen hebben waterstofterugslagkleppen te maken met een paar dingen.

De meeste terugslagkleppen bevatten veren - componenten die doorgaans zijn gemaakt van door spanning gehard materiaal dat vatbaarder kan zijn voor waterstofbrosheid dan hoogwaardig 316 roestvrij staal. Bovendien onderwerpen dergelijke kleppen bij brandstoftoepassingen voor voertuigen aan grote, snelle veranderingen in temperatuur en druk, waardoor een verhoogde spanning op de elastomeerafdichtingen van de klep ontstaat. Met dit in gedachten zijn kogelterugslagkleppen een meer geschikte optie voor waterstofcompressoren. Ook hier zijn materiaalintegriteit en compatibiliteit met andere waterstofcomponenten belangrijk.

***

De levensvatbaarheid van de brandstofmarkt voor waterstofmobiliteit op lange termijn hangt af van de veiligheid, betrouwbaarheid en duurzaamheid van voertuigen en infrastructuur. Door de juiste componenten voor alle waterstofsystemen te selecteren en te specificeren, kan de technologie op de lange termijn haar volledige potentieel benutten.

Geïnteresseerd om meer te leren? Swagelok biedt een reeks kogel-, naald- en keerkleppen die geschikt zijn voor waterstofservice, samen met een compleet portfolio van aanvullende componenten die kunnen helpen uw waterstofsystemen veiliger en betrouwbaarder te maken. Onze waterstofspecialisten helpen u graag verstandig te kiezen en een oplossing te vinden die aansluit bij uw wensen.