水素バルブの注意事項

高性能水素バルブ:選択時の注意事項

Swagelok、クリーン エネルギー担当プリンシパル アプリケーション エンジニア、チャック ヘイズ

水素燃料は、モビリティ ソリューションとして急速に成長しています。安全で、費用対効果が高く、実用的で、持続可能であることが証明されています。要するに、それは理想的な手段です 輸送の未来。

水素は輸送の未来にとって理想的な手段です。

この可能性を実現するには、水素自動車と燃料補給インフラストラクチャを高品質の材料で設計および構築して、数年または数十年も持続する必要がある漏れのない性能を提供する必要があります。また、コンポーネントだけがそのタスクを実行できるわけではありません。水素燃料の製造と取り扱いには、独自の一連の課題が伴うため、水素燃料システム全体のコンポーネントに特定の一連の性能基準が要求されます。

車両または固定システムで水素の流れを制御するバルブは、その良い例です。水素サービスに適した性能を発揮するバルブを選択して指定していることをどのように確認できますか?続きを読んで調べてください。

水素バルブで高性能が重要な理由

水素燃料システムの動作条件は本質的に困難です。水素バルブを指定する際には、以下を考慮する必要があります:

• プレッシャー。 目的の密度を達成するには、H2 を車載タンクに 350 ～ 700 バールで保管する必要があります
• ストレスと振動 システムは、高速、でこぼこ道、悪天候に耐えられる必要があります
• 安全。 給油所は、平均的な消費者が安全に操作できる必要があります
• メンテナンス。 整備中に漏れのない接合部を簡単に作り直す能力

すべての水素バルブは、これらの要件を満たす性能レベルを提供する必要があります。それらは、水素アプリケーションに固有の必要な動作条件に耐える能力を備えた、接続ポイントおよびそれらの遮断または調整ポイントでの漏れ防止性能を実証する必要があります。

水素の違い

水素分子は自然界で最も小さい分子の 1 つであり、その含有は困難な場合があります。

水素システムのすべての接続ポイントは、気密性が必要です。特にエンドユーザーが給油中にディスペンサーとやり取りする場合、漏れるガスは安全上のリスクをもたらす可能性があります。車や貯蔵システムのガス漏れも無駄です。

また、水素分子は非常に小さいため、実際には低品質のステンレス鋼に拡散する可能性があります.この現象は水素脆化として知られています。時間が経つと、圧力によって材料に亀裂が生じる可能性があり、水素サービスでは非常に問題になる可能性があります。

水素ボールバルブ

ボールバルブは、水素システムに見られる一般的なコンポーネントであり、水素の流れをある方向から次の方向へ開始および停止するために使用されます。水素アプリケーション用のボールバルブを選択する場合、耐摩耗性に優れたステムシール設計を探すことが重要です。適切なオプションとして、直接負荷設計のトラニオン スタイルのボールが組み込まれている場合があります。ボトムロードのステム設計は、ステムの破裂の可能性を減らし、安全性を高めます。

疑わしい場合は、バルブのサプライヤーが選択の指針となるはずです。該当するボール バルブは、システムのニーズに応じて、2 方向または 3 方向の機能、さまざまな取り付けオプション、およびさまざまな流量係数を提供します。最後に、水素アプリケーション専用に設計されたフィッティングとの良好な互換性を探します。

水素ニードルバルブ

ニードルバルブは、流体の流量を比較的細かく調整するために使用されます。水素アプリケーションでは、それらを指定する際にいくつかの重要な考慮事項を行う必要があります。ニードル バルブは通常、構造がすべて金属製であり、適切にシールするには大きな力が必要です。このような力は、ニードル自体や場合によってはシートを変形させる可能性があり、潜在的な危険を生み出し、費用のかかるメンテナンスを必要とします。さらに、このような必要な力は通常、バルブを開閉するために大型のエア アクチュエーターを使用する必要があり、完全に作動するまでに最大 2 分かかる場合があります。

これらのことを念頭に置いて、繰り返し使用しても変形しにくい高品質の 316 ステンレス鋼で作られたニードル バルブを探すことが重要です。また、すべてのニードル バルブが一般的な水素用途 (350/700 bar) に対して適切に定格圧力されているわけではないことに注意してください。高作動圧力に適したニードルバルブを選択してください。また、ボールバルブと同様に、他の水素認定コンポーネントとの互換性が必須です。

水素逆止弁

逆止弁は、エンドユーザーを保護するために過剰な逆流を制御し、燃料補給システムの水素圧縮機で不可欠な安全機能を果たします。一般的なサービス用途と比較すると、水素逆止弁にはいくつかの課題があります。

ほとんどのチェック バルブにはスプリングが組み込まれています。このコンポーネントは通常、高品質の 316 ステンレス鋼よりも水素脆化の影響を受けやすいひずみ硬化材料で作られています。さらに、車両への燃料供給用途では、このようなバルブが温度と圧力の大きく急速な変化にさらされ、バルブのエラストマー シールに高い応力が生じます。これらのことを念頭に置いて、ボールチェックバルブは水素圧縮機に適したオプションです。ここでも、材料の完全性と他の水素成分との適合性が重要です。

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水素モビリティ燃料市場の長期的な存続は、車両とインフラの安全性、信頼性、耐久性にかかっています。すべての水素システムに適切なコンポーネントを選択して指定することで、この技術が長期にわたって最大限の可能性を発揮するのに役立ちます。

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