氢能基础设施优秀实践
设计氢流体系统的Top 5优秀实践
氢是世界上前景巨大的清洁、可持续能源和动力来源之一。从运输和物料搬运到固定式、便携式和紧急备用电源,氢在各种应用中都很有用,各行各业都在关注它。
不过,要真正发挥氢的全部潜力,处理、运输、储存和加注氢气的关键流体系统必须尽可能安全可靠。而且重要的是,传统的行业知识和设计智慧(通常源自石油和天然气行业)并不总能直接为氢气应用所使用。
为什么?氢气与典型的石油和天然气介质截然不同,因此需要不同的设计策略来实现可靠的基础设施。鉴于此,以下是我们针对氢能基础设施应用提出的Top 5系统设计注意事项:
#1.考虑最终用户
除了气泵之外,大多数工业石油和天然气系统都不在日常消费者的视线范围内。而且这些系统通常由专业人员处理。
氢气系统的设计必须考虑到 具体的使用挑战。
但是,氢作为清洁能源的潜力将氢气系统直接带到了普通人的手中。考虑交通运输:氢燃料电池汽车将在加氢站中加氢,用户将通过一台方便的加气机将高压氢气加注到车辆中。为了减少安全隐患,氢能基础设施的设计必须考虑到具体的使用挑战。
#2.尽量减少潜在泄漏点
其中一个挑战就是潜在的泄漏,这也是尽量减少整个系统中潜在泄漏点数量的重要性所在。
氢分子非常微小,即使是流体系统中最微小的缝隙都有可能泄漏。相比之下,大分子(例如原油)则很难穿过这些缝隙。这意味着传统的石油和天然气系统设计通常无法满足氢气密封的要求。密封件、材料以及石油和天然气应用中公称管和卡套管的典型连接方式都无法实现安全的氢气密封。
氢分子非常微小,即使是流体系统中最微小的缝隙都有可能
泄漏。
减少氢能基础设施中的泄漏点意味着尽可能地减少整个系统中单个连接的数量,并在战略位置使用适当的弯管技术,而不是安装另一个管接头。您的供应商可能会为您提供设计培训机会。
#3:使用高品质不锈钢
由于氢分子非常小,它们也会造成一种称为氢脆的独特腐蚀形式,这种现象会降低金属的延展性以及抗断裂和抗疲劳能力。这些问题会导致系统故障,造成安全风险、增加停机时间和带来经济损失。
但选择合适的材料可以防止氢脆。一般来说,设计精良的氢气系统应由高品质的 316 不锈钢管材制成,这种材料在较长的使用寿命内表现出良好的性能。
选择合适的材料 可以防止氢脆。
具体而言,镍含量较高的不锈钢可在氢气系统中实现优秀性能。美国材料与试验协会 (ASTM) 要求 316 不锈钢配方中的镍含量至少为 10%,但镍含量至少为 12% 的 316 不锈钢更适合应对氢能行业的独特挑战。镍含量有助于稳定不锈钢的微观结构,使其更能抵抗氢脆。
#4:优化您的卡套管接头
在石油和天然气应用中得到广泛应用的组件可能并不是氢气应用的理想选择。
例如,传统的锥面螺纹接头已广泛应用于石油和天然气系统中。但在氢气密封系统中,它们可能更容易发生泄漏。事实上,锥面螺纹设计可以追溯到 1800 年代末期,而如今已经有了更现代化、性能更高的选择。
锥面螺纹接头在用于氢气密封的系统中
更容易发生泄漏
。
例如,世伟洛克的 FK 系列接头就是专为氢气应用而设计的。其理想额定压力高达 1050 bar,自推出以来已广泛应用于各种行业和应用中,并且仍然是氢燃料汽车、氢能基础设施等的理想选择。有多种高品质不锈钢材料可供选择,是理想的设计选择。
#5:咨询专家
氢气是清洁能源的全新前沿领域。基础设施开发商、汽车原始设备制造商及其他各方正在实时合作,以提供可靠的解决方案,推动行业向前发展。
答案并不总是那么容易。当有疑问时,与能够根据您的应用需求提供氢气特定知识、设计专长和产品建议的供应商合作会很有帮助。
如有疑问,请与能够提供氢气特定
知识、设计专长和产品建议的供应商合作。
这也是世伟洛克致力于清洁能源领域的部分原因。我们不仅提供关键的流体系统元件,如专门为氢气密封设计的接头,而且还提供材料科学专业知识和专家工程协助。凭借针对氢气 应用的全套产品和服务,我们可以帮助您更快速、更轻松、更可靠地构建解决方案。
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