Spezifikation von Hochleistungs-CNG/LNG-Armaturen

Worauf Sie bei der Spezifikation von CNG-/LNG-Rohrverschraubungen achten sollten

Chuck Hayes, Lead New Product Development Engineer

Fahrzeughersteller auf der ganzen Welt verfolgen zunehmend komprimiertes Erdgas (CNG) und verflüssigtes Erdgas (LNG) als rentabel Optionen für saubere Kraftstoffe, um die strengen Emissionsanforderungen zu erfüllen.

Die Nutzung des enormen Geschäftspotenzials von CNG und LNG erfordert die Entwicklung hochwertiger Lösungen für Kraftstoffversorgungssysteme auf allen Ebenen, von der Kraftstoffquelle bis zum Fahrzeug. Die Komponenten, aus denen diese Systeme bestehen, einschließlich vorgebogener Kraftstoffleitungen, Ventile, flexibler Schläuche, Messgeräte und vor allem Rohrverschraubungen, sollten sorgfältig ausgewählt und spezifiziert werden, um zu einer sicheren, langfristigen Systemleistung beizutragen.

Für Erstausrüster (OEMs), die an der Montage von CNG/LNG-Fahrzeugen und der Betankungsinfrastruktur beteiligt sind, die ihre Einführung ermöglicht, ist es wichtig, Armaturen auszuwählen, die die spezifischen Leistungskriterien erfüllen, die in diesen Anwendungen erforderlich sind. Sehen wir uns einige davon genauer an:

Dichtigkeit

CNG und LNG werden bei Drücken gelagert, die 275 bar (4000 psi) überschreiten können. Jedes Leck kann ein erhebliches Sicherheitsrisiko für die Bediener darstellen. Insbesondere Tankstellen, an denen normale Endverbraucher sicher und einfach tanken müssen, müssen fehlerfrei sein. Hochwertige Komponenten sind eine Notwendigkeit, um dies zu ermöglichen.

Um Leckagen auch unter schwierigen Bedingungen zu vermeiden, ist eine gasdichte Abdichtung erforderlich. Herkömmliche Schneid- und Kompressions-Rohrverschraubungen mit Einzel- und Zwei-Klemmring-Ausführungen eignen sich für viele allgemeine industrielle Anwendungen, können jedoch bei anspruchsvolleren Transportanwendungen zu kurz kommen. Eine Armatur, die entlang mehrerer Kontaktlinien eine Gasdichtung herstellt, kann einen robusteren Schutz vor Lecks bieten und zu einem höheren Sicherheitsniveau sowohl beim Betanken als auch bei Anschlüssen im Fahrzeug beitragen.

Vibrationsbeständigkeit

CNG-Armaturen und LNG-Armaturen müssen in der Lage sein, kontinuierlichen Vibrationen standzuhalten, die mit einem sich bewegenden Fahrzeug, einer virtuellen Pipeline und einer Kompressorstation verbunden sind. Aus diesem Grund ist es wichtig, Armaturen zu suchen, die eine kompromisslose Vibrationsfestigkeit aufweisen.

Eine Rohrverschraubung mit einem Zwei-Klemmring-Design mit Scharnier-Klemm-Funktion kann die für Transportanwendungen erforderliche Vibrationsfestigkeit bieten. Das Zwei-Ferrulen-Design erzeugt einen doppelten mechanischen Halt am Rohr und reduziert effektiv die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Fittings lösen, selbst wenn sie ständigen Betriebsvibrationen ausgesetzt sind. Dieses Design ermöglicht zusätzlich eine sehr geringe Bewegung in der Armatur, während das angemessene Maß an Griff und Kraft beibehalten wird. Diese als „Rückfederung“ bezeichnete Bewegung erzeugt einen robusten Vibrationswiderstand, der sowohl für den Betrieb im Fahrzeug als auch für den Einsatz in der Tankinfrastruktur ideal ist.

Wärmeleistung

CNG- und LNG-Kraftstoffsysteme unterliegen inhärenten thermodynamischen Herausforderungen. Beispielsweise sind Drücke, bei denen CNG gespeichert wird, deutlich höher als die Drücke, bei denen CNG von der Zapfsäule in den Kraftstofftank des Fahrzeugs gelangt. Da CNG während des Tankvorgangs drucklos wird, führt der Joule-Thomson-Effekt dazu, dass die Gastemperatur drastisch abfällt. Diese Art von Temperaturabfall kann auch auftreten, wenn komprimiertes Gas oder Flüssigkeit während des Betriebs vom Vorratstank des Fahrzeugs zum Motor gelangt.

Alle Teile des Systems müssen diesen plötzlichen Temperaturänderungen standhalten können, insbesondere Rohrverschraubungen im gesamten System. Minderwertige Materialien können sich aufgrund von Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen, was zu Undichtigkeiten oder anderen Formen des Versagens beitragen kann.

Korrosionsbeständigkeit

CNG- und LNG-Fahrzeuge sowie die Betankungsinfrastruktur sind einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen ausgesetzt, die zur Korrosion beitragen können. Das bedeutet, dass OEMs versuchen sollten, korrosionsbedingte Ausfälle mit hochwertigen Konstruktionsmaterialien für jede Komponente in CNG- und LNG-Systemen proaktiv zu verhindern.

Zum Beispiel ist herkömmlicher Kohlenstoffstahl ziemlich anfällig für inneres Rosten. CNG- und LNG-Kraftstoffe enthalten normalerweise Geruchsstoffe, die es Benutzern ermöglichen, ein Leck besser zu riechen, falls eines passiert. Solche Geruchsstoffe enthalten jedoch typischerweise Schwefel, der zu vorzeitiger Korrosion und Rost in Kraftstoffsystemen beitragen kann. Erdgas hat auch einen inhärenten Feuchtigkeitsgehalt, der zu höheren Korrosionsniveaus beitragen und in feuchteren und wärmeren Klimazonen noch problematischer werden kann. Und da innere Korrosion bei allgemeinen Wartungsinspektionen nicht einfach visuell erkannt werden kann, kann sie zu einem ernsthaften Sicherheitsrisiko werden.

Hochwertiger Edelstahl, der mit höheren Nickel- und Chromgehalten formuliert ist, kann Korrosion wirksamer bekämpfen. Minderwertige Edelstahlformulierungen mit niedrigem Nickel- und Chromgehalt sind anfälliger für diese Art von Korrosionsproblemen.

Montage und Verfügbarkeit

Da die Nachfrage nach CNG- und LNG-Mobilitätslösungen wächst, sollten OEMs darauf vorbereitet sein, schnell zuverlässige Produkte zu liefern. Qualitativ hochwertige Systeme schnell und zuverlässig zu bauen, kann jedoch eine Herausforderung sein. Berücksichtigen Sie die potenzielle Komplexität eines CNG-Systemlayouts, das für Techniker, die nicht sehr erfahren in der Herstellung von Rohrverschraubungen sind, eine besondere Herausforderung darstellen kann. Die vereinfachte Installation ist ein wichtiges Merkmal bei der Wahl Ihrer Rohrverschraubung.

Fittings, die speziell für die Produktion von Kraftstoffleitungen in großen Stückzahlen entwickelt wurden, können Installateuren helfen, konsistente, leckdichte Rohrverbindungen herzustellen, die Vibrationen weitaus effektiver widerstehen als alternative Technologien. Denken Sie auch daran, dass es bei der Massenproduktion um mehr geht als um eine einfache Montage. OEMs, die strenge Produktionspläne einhalten möchten, benötigen Lieferanten, die einen lokalen Bestand an Komponenten bereitstellen können und sich die Zeit nehmen, die Produktionsanforderungen der OEMs zu verstehen und zu umgehen. Diese Art der lokalisierten Teileverfügbarkeit bietet OEMs auch Zugang zu Sicherheitsbeständen, um Nachfrageschwankungen besser bewältigen zu können.

Eine ideale Passform für CNG- und LNG-Anwendungen

Um auf dem CNG- und LNG-Markt erfolgreich zu sein, benötigen OEMs eine Rohrverschraubungstechnologie, die die anspruchsvollen Leistungskriterien dieser Kraftstoffsysteme erfüllt.

Eine Option, die speziell entwickelt wurde, um die Anforderungen von Transportanwendungen mit alternativen Kraftstoffen zu erfüllen, ist Swagelok ^® Assembly-by-Torque (AbT)-Verschraubung. Die patentierte Rohrverschraubung mit fortschrittlicher Geometrie und Scharnier-Klemm-Klemmring ermöglicht eine Montage durch Drehmoment, was eine konsistente Leckageleistung bietet. Darüber hinaus kann die Montage der AbT-Fittings schnell und einfach durchgeführt werden, und die Fittings bieten eine hervorragende gasdichte Abdichtung, Rohrhaltewirkung und Vibrationsermüdungsbeständigkeit, selbst nach wiederholtem Wiederzusammenbau.

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