Kiezen van hoogpresterende CNG & LNG koppelingen voor optimale brandstofefficiëntie

Waartoe letten bij het specificeren van CNG/LNG buiskoppelingen

Chuck Hayes, Lead New Product Development Engineer

Voertuigfabrikanten over de hele wereld zijn steeds meer op zoek naar gecomprimeerd aardgas (CNG) en verduwd aardgas (LNG) als haalbare schone brandstofopties om te voldoen aan strikte emissie-eisen.

Het benutten van het enorme zakelijk potentieel van CNG en LNG vereist de ontwikkeling van hoogwaardige brandstofleveringssysteemoplossingen op elk niveau, van de brandstofbron tot het voertuig. De componenten die die systemen opmaken, inclusief voorgebogen brandstoflijnen, kleppen, flexibele slang, meetapparaten, en belangrijk, buiskoppelingen, moeten doordacht geselecteerd en gespecificeerd worden om bij te dragen aan veilige, langdurige systeemprestaties.

Het is belangrijk voor original equipment manufacturers (OEM's) betrokken bij de montage van CNG/LNG-voertuigen en de tankinfrastructuur die hun adoptie mogelijk maakt, om koppelingen te selecteren die de specifieke prestatiecriteria leveren die in deze toepassingen vereist zijn. Laten we er nader naar kijken:

Afichtingstevigheid

CNG en LNG worden opgeslagen bij drukken die 275 bar (4000 psi) kunnen overschrijden. Elk lekkage kan significante veiligheidsrisico's opleveren voor operators. In het bijzonder tankstations – waar gewone eindgebruikers hun tanks veilig en gemakkelijk moeten kunnen vullen – moeten foutloos zijn. Hoogwaardige componenten zijn een noodzaak om dit mogelijk te maken.

Om lekkages zelfs onder uitdagende omstandigheden te voorkomen, is een gasdichte afdichting vereist. Traditionele bijt-type en compressiebuiskoppelingen, met zowel enkele- als twee-ferrule-ontwerpen, zijn geschikt voor veel algemene industriële toepassingen, maar kunnen tekortschieten in eisendere transporttoepassingen. Een koppeling die een gasafdichting creëert langs meerdere contactlijnen, kan een robuustere bescherming tegen lekkages bieden, wat bijdraagt aan hogere veiligheidsniveaus in zowel tank- als boordverbindingen.

Trillingsweerstand

CNG-koppelingen en LNG-koppelingen moeten in staat zijn continue trillingen te weerstaan geassocieerd met een rijdend voertuig, virtuele pijpleiding, en compressorstation. Om deze reden is het belangrijk om koppelingen te zoeken die onverminderd trillingsweerstand demonstreren.

Een buiskoppeling met een twee-ferrule-ontwerp met hinging-colleting-actie kan de trillingsweerstand bieden die vereist is in transporttoepassingen. Het twee-ferrule-ontwerp creëert een tweevoudige mechanische greep op buizen, effectief de kans verkleinend dat koppelingen losdraaien, zelfs wanneer ze aan continue operationele trillingen worden blootgesteld. Dit ontwerp stelt bovendien een heel kleine hoeveelheid beweging in de koppeling toe terwijl de juiste niveaus van greep en kracht behouden blijven. Deze beweging, "spring back" genoemd, creëert robuuste trillingsweerstand, ideaal voor zowel boordoperaties als gebruik binnen tankinfrastructuur.

Thermische prestaties

CNG- en LNG-brandstofsystemen zijn onderworpen aan inherent thermodynamische uitdagingen. Bijvoorbeeld, de drukken waarop CNG opgeslagen is, zijn significant hoger dan de drukken waarop CNG van de dispenser naar de boordbrandstoftank reist. Terwijl CNG decomprimeert tijdens het tankproces, zorgt het Joule-Thomson-effect ervoor dat de gastemperatuur drastisch daalt. Dit soort temperatuurdaling kan ook gebeuren wanneer gecomprimeerd gas of vloeistof van de voertuigopslagtank naar de motor reist tijdens operatie.

Alle delen van het systeem moeten in staat zijn om deze plotselinge temperatuurveranderingen te weerstaan, met name buiskoppelingen doorheen het systeem. Lagere kwaliteitsmaterialen kunnen uitzetten en inkrimpen door temperatuurschommelingen, wat kan bijdragen aan lekkages of andere vormen van falen.

Corrosieweerstand

CNG- en LNG-voertuigen en tankinfrastructuur zijn blootgesteld aan een grote verscheidenheid aan omgevingsomstandigheden die kunnen bijdragen aan corrosie. Dit betekent dat OEM's proactief corrosiegerelateerde fouten moeten voorkomen met hoogwaardige constructiematerialen voor elk component in CNG- en LNG-systemen.

Bijvoorbeeld, traditioneel koolstofstaal is behoorlijk vatbaar voor interne roestvorming. CNG- en LNG-brandstoffen incorporeren doorgaans odoranten, die gebruikers beter in staat stellen een lekkage te ruiken als er een gebeurt. Echter, dergelijke odoranten bevatten doorgaans zwavel, wat kan bijdragen tot vroege corrosie en roestvorming in brandstofsystemen. Aardgas heeft ook een inherente vochtinhoud die kan bijdragen aan hogere corrosieniveaus en nog problematischer kan worden in nattere en warmere klimaten. En omdat interne corrosie niet gemakkelijk visueel gedetecteerd kan worden tijdens algemene onderhoudsinspecties, kan het een ernstig veiligheidsrisico worden.

Hoogwaardig roestvrij staal geformuleerd met hogere nikkel- en chroomniveaus kan corrosie effectiever bestrijden. Minderwaardige roestvrij staalformuleringen met lage nikkel- en chroominhoud zijn vatbaarder voor dit soort corrosieproblemen.

Montage en beschikbaarheid

Naarmate de vraag naar CNG- en LNG-mobiliteitsoplossingen groeit, moeten OEM's voorbereid zijn om snel betrouwbare producten te leveren. Het bouwen van hoogwaardige systemen snel en betrouwbaar kan echter een uitdaging zijn. Overweeg de potentiële complexiteit van een CNG-systeemlayout, wat bijzonder uitdagend kan worden voor technici die niet hooggeschool zijn in het maken van buiskoppelingsverbindingen. Vereenvoudigde installatie is een belangrijk kenmerk in uw keuze van buiskoppeling.

Koppelingen die specifiek ontworpen zijn voor hoog-volume brandstoflijnenproductie, kunnen helpen monteurs consistente, lekvrije buisverbindingen te maken die trillingen veel effectiever weerstaan dan alternatieve technologieën. Onthoud ook dat hoog-volume productie meer is dan gemakkelijke montage. OEM's die streven naar agressieve productieschema's te handhaven, hebben leveranciers nodig die lokale voorraad van componenten kunnen bieden en de tijd nemen om de productiebehoeften van OEM's te begrijpen en eromheen te werken. Dit soort gelocaliseerde onderdeellbeschikbaarheid biedt OEM's ook toegang tot veiligheidsvoorraad om fluctuaties in vraag te managen.

Een ideale koppeling voor CNG- en LNG-toepassingen

Om in de CNG- en LNG-markte te slagen, hebben OEM's buiskoppelingstechnologie nodig die aan de eisende prestatiecriteria van deze brandstofsystemen voldoet.

Eén optie die specifiek ontwikkeld is om aan de eisen van alternatieve brandstoftransporttoepassingen te voldoen, is de Swagelok® assembly-by-torque (AbT) koppeling. Met een geavanceerde geometrie, hinging-colleting achterferrule buiskoppelingontwerp, stelt de gepatenteerde koppeling montage door koppel toe, wat consistente lekvrije prestaties biedt. Bovendien kan AbT-koppelmontage snel en gemakkelijk worden uitgevoerd, en de koppelingen bieden uitstekende gasdichte afdichting, buisgreepactie, en trillingsvermoeidingsweerstand zelfs na herhaalde hermontage.

Op zoek naar ondersteuning bij het ontwikkelen van CNG- en LNG-brandstofsystemen? Onze applicatiespecialisten over de hele wereld helpen u graag bij het bespreken van uw opties voor het ontwikkelen van betrouwbare, hoogwaardige voertuigen en infrastructuur.