Հեղուկ ջրածնի փականներ արդյունաբերական տեսանկյունից

Հեղուկ ջրածինը որոշակի առավելություններ ունի պահպանման և տեղափոխման հարցում: Ջրածնի համեմատ, հեղուկ ջրածինը (LH2) ունի ավելի բարձր խտություն և պահպանման համար պահանջում է ավելի ցածր ճնշում: Այնուամենայնիվ, ջրածինը պետք է լինի -253°C՝ հեղուկ դառնալու համար, ինչը նշանակում է, որ դա բավականին դժվար է: Ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճանները և դյուրավառության ռիսկերը հեղուկ ջրածինը դարձնում են վտանգավոր միջավայր: Այդ պատճառով խիստ անվտանգության միջոցառումները և բարձր հուսալիությունը անզիջում պահանջներ են համապատասխան կիրառությունների համար փականներ նախագծելիս:

Ֆադիլա Խելֆաուի, Ֆրեդերիկ Բլանկեի կողմից

Վելան փական (Վելան)

Հեղուկ ջրածնի (LH2) կիրառությունները։

Ներկայումս հեղուկ ջրածինն օգտագործվում է և փորձ է արվում օգտագործել տարբեր հատուկ առիթներով: Ավիատիեզերքում այն ​​կարող է օգտագործվել որպես հրթիռային արձակման վառելիք և կարող է նաև առաջացնել ցնցող ալիքներ տրանսոնիկ քամու թունելներում: «Մեծ գիտության» աջակցությամբ հեղուկ ջրածինը դարձել է գերհաղորդիչ համակարգերի, մասնիկների արագացուցիչների և միջուկային միաձուլման սարքերի հիմնական նյութ: Քանի որ մարդկանց կայուն զարգացման ցանկությունն աճում է, վերջին տարիներին հեղուկ ջրածինն օգտագործվում է որպես վառելիք ավելի ու ավելի շատ բեռնատարների և նավերի կողմից: Վերոնշյալ կիրառման սցենարներում փականների կարևորությունը շատ ակնհայտ է: Փականների անվտանգ և հուսալի աշխատանքը հեղուկ ջրածնի մատակարարման շղթայի էկոհամակարգի անբաժանելի մասն է (արտադրություն, տեղափոխում, պահեստավորում և բաշխում): Հեղուկ ջրածնի հետ կապված գործողությունները մարտահրավեր են: Մինչև -272°C ջերմաստիճանում բարձր արդյունավետությամբ փականների ոլորտում ավելի քան 30 տարվա գործնական փորձով և փորձագիտությամբ՝ Velan-ը երկար ժամանակ ներգրավված է եղել տարբեր նորարարական նախագծերում, և պարզ է, որ այն իր ուժով հաղթել է հեղուկ ջրածնի ծառայության տեխնիկական մարտահրավերները:

Դիզայնի փուլում առկա մարտահրավերները

Ճնշումը, ջերմաստիճանը և ջրածնի կոնցենտրացիան բոլորը հիմնական գործոններ են, որոնք ուսումնասիրվում են փականի նախագծման ռիսկի գնահատման ժամանակ: Փականի աշխատանքը օպտիմալացնելու համար որոշիչ դեր են խաղում նախագծումը և նյութի ընտրությունը: Հեղուկ ջրածնի կիրառություններում օգտագործվող փականները բախվում են լրացուցիչ մարտահրավերների, այդ թվում՝ ջրածնի անբարենպաստ ազդեցության մետաղների վրա: Շատ ցածր ջերմաստիճաններում փականի նյութերը պետք է ոչ միայն դիմակայեն ջրածնի մոլեկուլների հարձակմանը (կապված որոշ վատթարացման մեխանիզմներ դեռևս քննարկվում են ակադեմիական շրջանակներում), այլև պահպանեն բնականոն գործունեությունը իրենց կյանքի ցիկլի ընթացքում երկար ժամանակ: Տեխնոլոգիական զարգացման ներկայիս մակարդակի առումով արդյունաբերությունը սահմանափակ գիտելիքներ ունի ոչ մետաղական նյութերի կիրառելիության վերաբերյալ ջրածնի կիրառություններում: Հերմետիկ նյութ ընտրելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել այս գործոնը: Արդյունավետ կնքումը նույնպես նախագծման կատարողականի հիմնական չափանիշ է: Հեղուկ ջրածնի և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի (սենյակային ջերմաստիճան) միջև կա գրեթե 300°C ջերմաստիճանի տարբերություն, ինչը հանգեցնում է ջերմաստիճանի գրադիենտի: Փականի յուրաքանչյուր բաղադրիչ կենթարկվի ջերմային ընդարձակման և կծկման տարբեր աստիճանների: Այս անհամապատասխանությունը կարող է հանգեցնել կարևոր կնքման մակերեսների վտանգավոր արտահոսքի: Փականի ցողունի կնքման հերմետիկությունը նույնպես նախագծման ուշադրության կենտրոնում է: Սառըից տաքին անցումը ստեղծում է ջերմային հոսք: Կապոտի խոռոչի տաք մասերը կարող են սառչել, ինչը կարող է խաթարել ցողունի կնքման աշխատանքը և ազդել փականի աշխատանքի վրա: Բացի այդ, -253°C չափազանց ցածր ջերմաստիճանը նշանակում է, որ անհրաժեշտ է լավագույն մեկուսացման տեխնոլոգիան՝ ապահովելու համար, որ փականը կարողանա պահպանել հեղուկ ջրածինը այս ջերմաստիճանում՝ նվազագույնի հասցնելով եռման հետևանքով առաջացած կորուստները: Քանի դեռ հեղուկ ջրածինին ջերմություն է փոխանցվում, այն կգոլորշիանա և կարտահոսի: Բացի այդ, մեկուսացման կոտրման կետում տեղի է ունենում թթվածնի խտացում: Երբ թթվածինը շփվում է ջրածնի կամ այլ այրվող նյութերի հետ, հրդեհի ռիսկը մեծանում է: Հետևաբար, հաշվի առնելով փականների հնարավոր հրդեհի ռիսկը, փականները պետք է նախագծվեն՝ հաշվի առնելով պայթյունապաշտպան նյութերը, ինչպես նաև հրակայուն ակտուատորները, գործիքավորումը և մալուխները՝ բոլորն էլ ամենախիստ հավաստագրերով: Սա ապահովում է, որ փականը պատշաճ կերպով աշխատի հրդեհի դեպքում: Բարձր ճնշումը նույնպես պոտենցիալ ռիսկ է, որը կարող է փականները դարձնել անգործունակ: Եթե հեղուկ ջրածինը թակարդվում է փականի մարմնի խոռոչում, և ջերմափոխանակումը և հեղուկ ջրածնի գոլորշիացումը տեղի են ունենում միաժամանակ, դա կհանգեցնի ճնշման աճի: Եթե ճնշման մեծ տարբերություն կա, առաջանում է կավիտացիա (կավիտացիա)/աղմուկ: Այս երևույթները կարող են հանգեցնել փականի ծառայության ժամկետի վաղաժամ ավարտին և նույնիսկ մեծ կորուստներ կրել գործընթացային թերությունների պատճառով: Անկախ կոնկրետ աշխատանքային պայմաններից, եթե վերը նշված գործոնները լիովին հաշվի առնվեն և համապատասխան հակազդեցություններ ձեռնարկվեն նախագծման գործընթացում, դա կարող է ապահովել փականի անվտանգ և հուսալի աշխատանքը: Բացի այդ, կան նախագծային մարտահրավերներ, որոնք կապված են շրջակա միջավայրի հետ, ինչպիսին է անկանոն արտահոսքը: Ջրածինը եզակի է. փոքր մոլեկուլներ, անգույն, անհոտ և պայթուցիկ: Այս բնութագրերը որոշում են զրոյական արտահոսքի բացարձակ անհրաժեշտությունը:

Հյուսիսային Լաս Վեգասի Արևմտյան ափի ջրածնի հեղուկացման կայանում,

Wieland Valve ինժեներները մատուցում են տեխնիկական ծառայություններ

Փականների լուծումներ

Անկախ կոնկրետ գործառույթից և տեսակից, հեղուկ ջրածնի բոլոր կիրառությունների համար նախատեսված փականները պետք է համապատասխանեն որոշ ընդհանուր պահանջների: Այդ պահանջները ներառում են. կառուցվածքային մասի նյութը պետք է ապահովի կառուցվածքային ամբողջականության պահպանումը չափազանց ցածր ջերմաստիճաններում. բոլոր նյութերը պետք է ունենան բնական հրդեհային անվտանգության հատկություններ: Նույն պատճառով, հեղուկ ջրածնի փականների կնքման տարրերը և փաթեթավորումը նույնպես պետք է համապատասխանեն վերը նշված հիմնական պահանջներին: Ավստենիտային չժանգոտվող պողպատը իդեալական նյութ է հեղուկ ջրածնի փականների համար: Այն ունի գերազանց հարվածային դիմադրություն, նվազագույն ջերմային կորուստ և կարող է դիմակայել մեծ ջերմաստիճանային գրադիենտներին: Կան այլ նյութեր, որոնք նույնպես հարմար են հեղուկ ջրածնի պայմանների համար, բայց սահմանափակվում են որոշակի գործընթացային պայմաններով: Նյութերի ընտրությունից բացի, չպետք է անտեսել որոշ նախագծային մանրամասներ, ինչպիսիք են փականի ցողունի երկարացումը և օդային սյան օգտագործումը կնքման փաթեթավորումը ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճաններից պաշտպանելու համար: Բացի այդ, փականի ցողունի երկարացումը կարող է հագեցած լինել մեկուսացման օղակով՝ խտացումից խուսափելու համար: Փականների նախագծումը կոնկրետ կիրառման պայմաններին համապատասխան օգնում է ավելի ողջամիտ լուծումներ տալ տարբեր տեխնիկական մարտահրավերների համար: Vellan-ը առաջարկում է թիթեռային փականներ երկու տարբեր դիզայնով՝ կրկնակի էքսցենտրիկ և եռակի էքսցենտրիկ մետաղական նստատեղով թիթեռային փականներ: Երկու դիզայններն էլ ունեն երկկողմանի հոսքի հնարավորություն: Սկավառակի ձևը և պտտման հետագիծը նախագծելով՝ կարելի է հասնել ամուր կնքման: Փականի մարմնում խոռոչ չկա, որտեղ մնացորդային միջավայր չկա: Velan կրկնակի էքսցենտրիկ թիթեռ փականի դեպքում այն ​​ընդունում է սկավառակի էքսցենտրիկ պտտման դիզայնը՝ զուգորդված VELFLEX յուրահատուկ կնքման համակարգի հետ՝ փականի գերազանց կնքման արդյունավետության հասնելու համար: Այս արտոնագրված դիզայնը կարող է դիմակայել նույնիսկ փականի մեծ ջերմաստիճանի տատանումներին: TORQSEAL եռակի էքսցենտրիկ սկավառակը նաև ունի հատուկ նախագծված պտտման հետագիծ, որը օգնում է ապահովել, որ սկավառակի կնքման մակերեսը փակ փականի դիրքին հասնելու պահին դիպչի միայն նստատեղին և չքերծվի: Հետևաբար, փականի փակման մոմենտը կարող է մղել սկավառակը՝ համապատասխան նստատեղի հասնելու համար և ստեղծել բավարար սեպաձև էֆեկտ փակ փականի դիրքում, միաժամանակ սկավառակը հավասարաչափ շփվելով նստատեղի կնքման մակերեսի ամբողջ շրջագծի հետ: Փականի նստատեղի համապատասխանությունը թույլ է տալիս փականի մարմնին և սկավառակին ունենալ «ինքնակարգավորվող» գործառույթ, այդպիսով խուսափելով սկավառակի կպչումից ջերմաստիճանի տատանումների ժամանակ: Ամրապնդված չժանգոտվող պողպատից փականի լիսեռը ունակ է բարձր աշխատանքային ցիկլերի և սահուն աշխատում է շատ ցածր ջերմաստիճաններում: VELFLEX կրկնակի էքսցենտրիկ դիզայնը թույլ է տալիս փականը արագ և հեշտությամբ սպասարկել առցանց: Կողային պատյանի շնորհիվ, նստատեղը և սկավառակը կարող են անմիջապես ստուգվել կամ սպասարկվել՝ առանց ակտուատորը կամ հատուկ գործիքները ապամոնտաժելու անհրաժեշտության։

Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdաջակցում են բարձր առաջադեմ տեխնոլոգիայի դիմացկուն նստատեղերով փականներին, այդ թվում՝ դիմացկուն նստատեղերովվաֆլի թիթեռի փական, Գլանաձև թիթեռի փական, Երկփեղկ համակենտրոն թիթեռային փական, Երկփեղկ էքսցենտրիկ թիթեռային փական,Y-ձև քամիչ, հավասարակշռող փական,Վաֆլի կրկնակի թիթեղային հակադարձ փականև այլն