Worauf Sie bei Wasserstoffventilen achten sollten

Hochleistungs-Wasserstoffventile:Worauf Sie bei der Auswahl achten sollten

Chuck Hayes, Hauptanwendungsingenieur für saubere Energie, Swagelok

Wasserstoffkraftstoff wächst schnell als Mobilitätslösung. Es hat sich als sicher, kostengünstig, praktisch und nachhaltig erwiesen. Kurz gesagt:Es ist der ideale Weg für die Zukunft des Transports.

Wasserstoff ist der ideale Weg für die Zukunft des Verkehrs.

Um dieses Potenzial auszuschöpfen, müssen Wasserstofffahrzeuge und Betankungsinfrastruktur mit hochwertigen Materialien entworfen und gebaut werden, um eine leckagefreie Leistung zu erbringen, die Jahre oder sogar Jahrzehnte halten muss. Und nicht irgendwelche Komponenten sind der Aufgabe gewachsen. Die Produktion und Handhabung von Wasserstoffbrennstoff bringt ihre eigenen einzigartigen Herausforderungen mit sich und erfordert daher einen bestimmten Satz von Leistungskriterien von Komponenten in einem Wasserstoffbrennstoffsystem.

Ein gutes Beispiel sind Ventile, die für die Steuerung des Wasserstoffflusses in Fahrzeugen oder stationären Systemen verantwortlich sind. Wie können Sie sicher sein, dass Sie ein Ventil auswählen und spezifizieren, das eine für den Wasserstoffbetrieb geeignete Leistung liefert? Lesen Sie weiter, um es herauszufinden.

Warum es bei Wasserstoffventilen auf hohe Leistung ankommt

Die Betriebsbedingungen für Wasserstoff-Kraftstoffsysteme sind von Natur aus herausfordernd. Bei der Spezifizierung von Wasserstoffventilen müssen folgende Überlegungen berücksichtigt werden:

• Druck. Um die gewünschte Dichte zu erreichen, muss H2 in Fahrzeugtanks bei 350 – 700 bar gespeichert werden
• Stress und Vibration. Systeme müssen in der Lage sein, hohen Geschwindigkeiten, holprigen Straßen und widrigen Wetterbedingungen standzuhalten
• Sicherheit. Tankstellen müssen vom Durchschnittsverbraucher sicher bedienbar sein
• Wartung. Möglichkeit zur einfachen Wiederherstellung leckdichter Verbindungen während der Wartung

Alle Wasserstoffventile sollten Leistungsniveaus bieten, die diese Anforderungen erfüllen. Sie sollten am Verbindungspunkt und an ihrem Absperr- oder Regelpunkt leckagefrei sein und den erforderlichen Betriebsbedingungen von Wasserstoffanwendungen standhalten können.

Was macht Wasserstoff anders?

Wasserstoffmoleküle gehören zu den kleinsten in der Natur – und das bedeutet, dass es schwierig sein kann, sie einzudämmen.

Alle Verbindungsstellen in Wasserstoffsystemen müssen dicht sein. Austretendes Gas kann ein Sicherheitsrisiko darstellen, insbesondere wenn Endbenutzer während des Tankens mit einer Zapfsäule interagieren. Auch das Austreten von Gas in Autos oder Speichersystemen ist verschwenderisch.

Und weil Wasserstoffmoleküle so klein sind, können sie tatsächlich in minderwertige Edelstähle diffundieren. Dieses Phänomen ist als Wasserstoffversprödung bekannt. Im Laufe der Zeit kann der Druck zu Rissen im Material führen, was im Wasserstoffbetrieb sehr problematisch werden kann.

Wasserstoff-Kugelhähne

Kugelhähne sind eine gängige Komponente in Wasserstoffsystemen, die zum Starten und Stoppen des Wasserstoffflusses von einer Richtung zur nächsten verwendet werden. Bei der Auswahl von Kugelhähnen für Wasserstoffanwendungen ist es wichtig, nach Spindeldichtungsdesigns zu suchen, die sehr verschleißfest sind. Eine gute Option kann eine Kugel im Zapfenstil mit direkter Belastung sein, die dazu beiträgt, bei jeder Aktivierung und Abschaltung eine leckagefreie Leistung zu ermöglichen. Ein von unten geladenes Schaftdesign kann auch ein mögliches Ausblasen des Schafts reduzieren und bietet mehr Sicherheit.

Im Zweifelsfall sollte Ihnen Ihr Ventillieferant bei der Auswahl behilflich sein. Anwendbare Kugelhähne können je nach den Anforderungen Ihres Systems 2- oder 3-Wege-Funktionalität, verschiedene Montageoptionen und eine Reihe von Durchflusskoeffizienten bieten. Achten Sie schließlich auf eine gute Kompatibilität mit Armaturen, die speziell für Wasserstoffanwendungen entwickelt wurden.

Wasserstoff-Nadelventile

Nadelventile werden verwendet, um relativ feine Einstellungen der Fluidströmungsmenge vorzunehmen. Bei Wasserstoffanwendungen müssen bei der Spezifikation einige wichtige Überlegungen angestellt werden. Nadelventile sind typischerweise ganz aus Metall aufgebaut und erfordern eine große Kraft, um richtig abzudichten. Eine solche Kraft kann die Nadel selbst und möglicherweise den Sitz verformen, wodurch eine potenzielle Gefahr entsteht und eine kostspielige Wartung erforderlich wird. Darüber hinaus erfordert eine solche erforderliche Kraft typischerweise die Verwendung großer pneumatischer Betätigungselemente zum Öffnen und Schließen der Ventile, deren vollständige Betätigung bis zu zwei Minuten dauern kann.

In Anbetracht dieser Dinge ist es wichtig, nach Nadelventilen zu suchen, die aus hochwertigem Edelstahl 316 hergestellt sind, der einer Verformung bei wiederholtem Gebrauch standhält. Denken Sie auch daran, dass nicht alle Nadelventile für übliche Wasserstoffanwendungen (350/700 bar) richtig druckfest sind; Wählen Sie ein Nadelventil, das für erhöhte Betriebsdrücke geeignet ist. Und wie bei Kugelhähnen ist die Kompatibilität mit anderen wasserstoffqualifizierten Komponenten ein Muss.

Wasserstoff-Rückschlagventile

Rückschlagventile erfüllen wesentliche Sicherheitsfunktionen in Wasserstoffkompressoren in Betankungssystemen und kontrollieren übermäßigen Rückfluss, um den Endverbraucher zu schützen. Im Vergleich zu allgemeinen Serviceanwendungen müssen Wasserstoff-Rückschlagventile mit einigen Dingen fertig werden.

Die meisten Rückschlagventile enthalten Federn – Komponenten, die normalerweise aus kaltverfestigtem Material bestehen, das anfälliger für Wasserstoffversprödung sein kann als hochwertiger Edelstahl 316. Darüber hinaus werden solche Ventile bei Fahrzeugbetankungsanwendungen großen, schnellen Temperatur- und Druckänderungen ausgesetzt, wodurch die Elastomerdichtungen des Ventils einer erhöhten Belastung ausgesetzt werden. Vor diesem Hintergrund sind Kugelrückschlagventile eine geeignetere Option für Wasserstoffkompressoren. Auch hier sind Materialintegrität und Verträglichkeit mit anderen Wasserstoffkomponenten wichtig.

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Die langfristige Rentabilität des Marktes für Wasserstoffmobilitätskraftstoffe hängt von der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Fahrzeugen und Infrastruktur ab. Die Auswahl und Spezifikation der richtigen Komponenten für alle Wasserstoffsysteme kann dazu beitragen, dass die Technologie langfristig ihr volles Potenzial ausschöpft.

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