Hochleistungs-CNG- und LNG-Verschraubungen für optimale Kraftstoffeffizienz wählen

Worauf bei der Spezifikation von CNG/LNG-Rohrverschraubungen zu achten ist

Chuck Hayes, Lead New Product Development Engineer

Fahrzeughersteller weltweit verfolgen zunehmend Erdgas (CNG) und Flüssigerdgas (LNG) als tragfähige saubere Kraftstoffoptionen zur Einhaltung strenger Emissionsvorgaben.

Die Nutzung des enormen Geschäftspotenzials von CNG und LNG erfordert Entwicklung hochwertiger Kraftstoffliefersystemlösungen auf jeder Ebene – von der Kraftstoffquelle bis zum Fahrzeug. Die Komponenten dieser Systeme, einschließlich vorgeformter Kraftstoffleitungen, Ventile, flexible Schläuche, Messgeräte und wichtig: Rohrverschraubungen, sollten sorgfältig ausgewählt und spezifiziert werden, um sichere, langfristige Systemleistung zu unterstützen.

Für OEMs, die an der Montage von CNG/LNG-Fahrzeugen und der Betankungsinfrastruktur beteiligt sind, die ihre Adoption ermöglichen, ist es wichtig, Verschraubungen zu wählen, die die spezifischen Leistungskriterien für diese Anwendungen liefern. Sehen wir uns einige davon genauer an:

Dichtheit

CNG und LNG werden bei Drücken gespeichert, die 275 bar (4.000 psi) übersteigen können. Jedes Leck birgt erhebliche Sicherheitsrisiken für Bediener. Besonders Tankstellen – wo normale Endnutzer ihre Tanks sicher und einfach füllen müssen – müssen fehlerfrei sein. Hochwertige Komponenten sind eine Notwendigkeit, um dies zu ermöglichen.

Um Lecks auch unter anspruchsvollen Bedingungen zu verhindern, ist eine gasdichte Dichtung erforderlich. Traditionelle Schneidring- und Kompressionsverschraubungen mit Ein- und Zwei-Ring-Designs eignen sich für viele allgemeine Industrieanwendungen, können aber in anspruchsvolleren Transportanwendungen an Grenzen stoßen. Eine Verschraubung, die eine Gasdichtung entlang mehrerer Kontaktlinien schafft, bietet robusteren Schutz vor Lecks und trägt zu höheren Sicherheitsniveaus bei sowohl Betankung als auch Bordverbindungen bei.

Vibrationsfestigkeit

CNG- und LNG-Verschraubungen müssen kontinuierlichen Vibrationen standhalten, die mit fahrenden Fahrzeugen, virtuellen Pipelines und Kompressorstationen verbunden sind. Daher ist es wichtig, Verschraubungen zu suchen, die kompromisslose Vibrationsfestigkeit demonstrieren.

Eine Rohrverschraubung mit Zwei-Ring-Design und Scharnier-Klemm-Aktion kann die für Transportanwendungen erforderliche Vibrationsfestigkeit bieten. Das Zwei-Ring-Design erzeugt einen doppelten mechanischen Griff am Rohr, der die Wahrscheinlichkeit effektiv reduziert, dass Verschraubungen sich lösen, selbst bei kontinuierlicher Betriebsvibration. Dieses Design erlaubt zudem eine sehr kleine Bewegung in der Verschraubung bei Beibehaltung angemessener Griff- und Kraftwerte. Diese Bewegung, „Federkraft“ genannt, schafft robuste Vibrationsfestigkeit – ideal für sowohl Bordbetrieb als auch Einsatz in Betankungsinfrastruktur.

Thermische Leistung

CNG- und LNG-Kraftstoffsysteme unterliegen inhärenten thermodynamischen Herausforderungen. Beispielsweise sind Drücke, bei denen CNG gespeichert wird, signifikant höher als Drücke, bei denen CNG vom Spender in den Bordkraftstofftank fließt. Während CNG im Betankungsprozess dekomprimiert, verursacht der Joule-Thomson-Effekt einen drastischen Temperaturabfall des Gases. Ein solcher Temperaturabfall kann auch auftreten, wenn komprimiertes Gas oder Flüssigkeit vom Fahrzeugspeichertank zum Motor während des Betriebs strömt.

Alle Systemteile müssen diesen plötzlichen Temperaturänderungen standhalten, besonders Rohrverschraubungen im gesamten System. Niedrigwertige Materialien können sich durch Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen, was zu Lecks oder anderen Ausfällen beitragen kann.

Korrosionsbeständigkeit

CNG- und LNG-Fahrzeuge und Betankungsinfrastruktur sind diversen Umweltbedingungen ausgesetzt, die Korrosion begünstigen. OEMs sollten Korrosionsausfälle proaktiv durch hochwertige Werkstoffe für jede Komponente in CNG- und LNG-Systemen verhindern.

Beispielsweise ist traditioneller Kohlenstoffstahl anfällig für internes Rosten. CNG- und LNG-Kraftstoffe enthalten typischerweise Odorierungsmittel, die Leckwahrnehmung verbessern. Diese Odorierungsmittel enthalten jedoch oft Schwefel, der vorzeitige Korrosion und Rost in Kraftstoffsystemen begünstigen kann. Erdgas hat auch inhärente Feuchtigkeit, die zu höheren Korrosionswerten beiträgt und in feuchteren, wärmeren Klimazonen noch problematischer wird. Da interne Korrosion bei allgemeinen Wartungsinspektionen nicht visuell leicht detektierbar ist, kann sie ein ernsthaftes Sicherheitsrisiko werden.

Hochwertiger Edelstahl mit höheren Nickel- und Chromgehalten bekämpft Korrosion effektiver. Geringwertige Edelstahlformulierungen mit niedrigem Nickel- und Chromgehalt sind anfälliger für solche Korrosionsprobleme.

Montage und Verfügbarkeit

Mit wachsender Nachfrage nach CNG- und LNG-Mobilitätslösungen sollten OEMs bereit sein, zuverlässige Produkte schnell zu liefern. Hochwertige Systeme schnell und verlässlich zu konstruieren, kann jedoch herausfordernd sein. Betrachtet man die potenzielle Komplexität eines CNG-Systemlayouts, wird es besonders für Techniker schwierig, die nicht hochqualifiziert in Rohrverschraubungsverbindungen sind. Vereinfachte Installation ist ein wichtiges Merkmal bei der Verschraubungswahl.

Verschraubungen, die speziell für hochvolumige Kraftstoffleitungsproduktion konzipiert sind, helfen Installateuren, konsistente, leckagefreie Rohrverbindungen herzustellen, die Vibration weit effektiver widerstehen als Alternativtechnologien. Denken Sie auch daran: Hochvolumenproduktion ist mehr als einfache Montage. OEMs, die aggressive Produktionspläne halten wollen, brauchen Lieferanten, die lokalen Komponentenbestand bieten und sich Zeit nehmen, OEM-Produktionsbedürfnisse zu verstehen und darauf einzugehen. Diese lokale Teileverfügbarkeit bietet OEMs auch Zugang zu Sicherheitsbeständen für Nachfrageschwankungen.

Eine ideale Verschraubung für CNG- und LNG-Anwendungen

Um im CNG- und LNG-Markt erfolgreich zu sein, benötigen OEMs Verschraubungstechnologie, die den anspruchsvollen Leistungskriterien dieser Kraftstoffsysteme gerecht wird.

Eine Option, speziell für alternative Kraftstofftransportanwendungen entwickelt, ist die Swagelok® AbT-Verschraubung (Assembly-by-Torque). Mit fortschrittlicher Geometrie, Scharnier-Klemm-Hinterring-Design ermöglicht die patentierte Verschraubung Montage nach Drehmoment, was konsistente leckagefreie Leistung liefert. Zusätzlich lässt sich AbT-Verschraubungsmontage schnell und einfach durchführen, und die Verschraubungen bieten exzellente Gasdichtheit, Rohrgriffwirkung und Vibrationsermüdungsbeständigkeit auch nach wiederholter NeuMontage.

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