O que procurar em válvulas de hidrogênio

Válvulas de hidrogênio de alto desempenho:o que procurar ao fazer uma seleção

Chuck Hayes, Engenheiro Principal de Aplicações para Energia Limpa, Swagelok

O combustível de hidrogênio está crescendo rapidamente como uma solução de mobilidade. Ele provou ser seguro, econômico, prático e sustentável. Resumindo:é o caminho ideal para futuro do transporte.

O hidrogênio é a avenida ideal para o futuro do transporte.



Para cumprir esse potencial, os veículos movidos a hidrogênio e a infraestrutura de reabastecimento devem ser projetados e construídos com materiais de alta qualidade para oferecer um desempenho à prova de vazamentos que precisará durar anos ou até décadas. E não são quaisquer componentes que estão à altura da tarefa. A produção e manuseio de combustível de hidrogênio vem com seu próprio conjunto único de desafios, exigindo assim um conjunto específico de critérios de desempenho de componentes em todo o sistema de combustível de hidrogênio.

As válvulas – responsáveis ​​por controlar o fluxo de hidrogênio em veículos ou sistemas estacionários – são um bom exemplo. Como você pode ter certeza de que está selecionando e especificando uma válvula que oferece desempenho adequado para serviço de hidrogênio? Leia mais para descobrir.

Por que o alto desempenho é importante em válvulas de hidrogênio

As condições de operação para sistemas de combustível de hidrogênio são inerentemente desafiadoras. Ao especificar válvulas de hidrogênio, as considerações devem incluir:

• Pressões. Para atingir a densidade desejada, o H2 deve ser armazenado em tanques no veículo a 350 – 700 bar
• Estresse e vibração. Os sistemas devem ser capazes de suportar altas velocidades, estradas esburacadas e condições climáticas adversas
• Segurança. Os postos de abastecimento devem ser operados com segurança pelo consumidor médio
• Manutenção. Capacidade de refazer facilmente juntas estanques durante a manutenção

Todas as válvulas de hidrogênio devem oferecer níveis de desempenho que atendam a esses requisitos. Devem demonstrar desempenho estanque no ponto de conexão e em seu ponto de fechamento ou regulagem, com capacidade de suportar as condições operacionais necessárias inerentes às aplicações de hidrogênio.

O que diferencia o hidrogênio?

As moléculas de hidrogênio estão entre as menores do mundo natural – e isso significa que contê-las pode ser um desafio.

Todos os pontos de conexão em sistemas de hidrogênio devem ser estanques. Qualquer vazamento de gás pode representar um risco de segurança, especialmente quando os usuários finais interagem com um dispensador durante o reabastecimento. Vazamento de gás em carros ou sistemas de armazenamento também é um desperdício.

E como as moléculas de hidrogênio são tão pequenas, elas podem de fato se difundir em aços inoxidáveis ​​de qualidade inferior. Este fenômeno é conhecido como fragilização por hidrogênio. Com o tempo, a pressão pode produzir fissuras no material, o que pode se tornar altamente problemático no serviço de hidrogênio.

Válvulas de esfera de hidrogênio

As válvulas de esfera são um componente comum encontrado em sistemas de hidrogênio, usados ​​para iniciar e interromper o fluxo de hidrogênio de uma direção para a outra. Ao selecionar válvulas de esfera para aplicações de hidrogênio, é importante procurar projetos de vedação de haste que sejam altamente resistentes ao desgaste. Uma boa opção pode incorporar uma esfera tipo munhão com design de carga direta, o que ajuda a permitir um desempenho estanque a cada ativação e desligamento. Um projeto de haste com carga inferior também pode reduzir qualquer potencial de ruptura da haste, oferecendo maior segurança.

Em caso de dúvida, seu fornecedor de válvulas deve ser capaz de ajudar a orientar sua seleção. As válvulas de esfera aplicáveis ​​podem oferecer funcionalidade de 2 ou 3 vias, diferentes opções de montagem e uma variedade de coeficientes de vazão, dependendo das necessidades do seu sistema. Finalmente, procure uma boa compatibilidade com conexões projetadas especificamente para aplicações de hidrogênio.

Válvulas de agulha de hidrogênio

As válvulas de agulha são usadas para fazer ajustes relativamente finos na quantidade de fluxo de fluido. Em aplicações de hidrogênio, algumas considerações importantes devem ser feitas ao especificá-las. As válvulas de agulha são normalmente construídas em metal, exigindo uma grande quantidade de força para vedar adequadamente. Tal força tem o potencial de deformar a própria agulha e possivelmente a sede, criando um risco potencial e exigindo manutenção dispendiosa. Além disso, essa força necessária normalmente requer o uso de grandes atuadores de ar para abrir e fechar as válvulas, o que pode levar até dois minutos para atuar completamente.

Com essas coisas em mente, é importante procurar válvulas de agulha feitas de aço inoxidável 316 de alta qualidade que possam resistir à deformação durante o uso repetido. Além disso, lembre-se de que nem todas as válvulas de agulha têm a classificação de pressão adequada para aplicações comuns de hidrogênio (350/700 bar); escolha uma válvula de agulha que seja qualificada para pressões de trabalho elevadas. E, como nas válvulas de esfera, a compatibilidade com outros componentes qualificados para hidrogênio é obrigatória.

Válvulas de retenção de hidrogênio

As válvulas de retenção desempenham funções essenciais de segurança em compressores de hidrogênio em sistemas de reabastecimento, controlando o excesso de refluxo para proteger o usuário final. Em comparação com as aplicações de serviço geral, as válvulas de retenção de hidrogênio precisam lidar com algumas coisas.

A maioria das válvulas de retenção incorpora molas – componentes que normalmente são feitos com material endurecido por deformação que pode ser mais suscetível à fragilização por hidrogênio do que o aço inoxidável 316 de alta qualidade. Além disso, as aplicações de abastecimento de veículos sujeitam essas válvulas a grandes e rápidas mudanças de temperatura e pressão, criando um estresse elevado nas vedações de elastômero da válvula. Com essas coisas em mente, as válvulas de retenção de esfera são uma opção mais adequada para compressores de hidrogênio. A integridade do material e a compatibilidade com outros componentes de hidrogênio também são importantes aqui.

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A viabilidade a longo prazo do mercado de combustíveis para mobilidade de hidrogênio depende da segurança, confiabilidade e durabilidade dos veículos e infraestrutura. Selecionar e especificar os componentes certos para todos os sistemas de hidrogênio pode ajudar a tecnologia a atingir todo o seu potencial a longo prazo.

Interessado em aprender mais? A Swagelok oferece uma variedade de válvulas de esfera, agulha e retenção adequadas para serviços de hidrogênio, juntamente com um portfólio completo de componentes adicionais que podem ajudar a tornar seus sistemas de hidrogênio mais seguros e confiáveis. Nossos especialistas em hidrogênio terão prazer em ajudá-lo a escolher com sabedoria e encontrar uma solução que atenda às suas necessidades.