Odabir mjerača tlaka vodika: Materijali, sigurnost, krtost i ocjene opasnosti

Tijekom puštanja u rad klizača za vodik, projektni inženjer postavio mi je isto pitanje koje čujem na gotovo svakom postrojenju za vodik: "Možemo li ovdje jednostavno koristiti standardni manometar?" Kratak odgovor je ne, a nekoliko tjedana kasnije tom klizaču prvi je mjerač curio na utičnici. Vodik je najmanja molekula u periodnom sustavu i ne poštuje konvencionalni instrument s mjedenom cijevi. Ispravan mjerač tlaka vodika zahtijeva zavarene dijelove od nehrđajućeg čelika 316L na koje se navlaži, čvrsto prednje sigurnosno kućište sa stražnjom stranom koja se može ispuhati i, u većini instalacija, ocjenu otpornosti na eksploziju. Ovaj članak objašnjava četiri načina kvara koji razlikuju vodik, odluke o materijalu i zaštiti koje proizlaze iz njih te dokumentaciju koju biste trebali zatražiti prije prihvaćanja bilo kojeg mjerača za uslugu vodika.

Zašto je vodik težak na konvencionalnom mjeraču tlaka

Prije odabira proizvoda, korisno je razumjeti četiri načina na koje vodik napada mjerač. Svaki način kvara dovodi do različitih zahtjeva dizajna, a nijedan od njih nije bitan u opskrbi zrakom, dušikom ili parom.

Propuštanje vodika

Molekule vodika dovoljno su male da migriraju kroz malene procjepe, pa čak i kroz određene metale. Mjedene utičnice s lemljenim spojevima i elastomernim O-prstenovima postaju spori putevi curenja u vodiku pod tlakom. U zatvorenom prostoru ispušteni plin se brzo nakuplja i može doseći zapaljivu koncentraciju. Projektni odgovor je potpuno zavaren sklop koji zadržava pritisak koji eliminira najslabije brtvene točke.

Vodikova krtost

Atomski vodik difundira u metalnu rešetku i uzrokuje krtost. Ugljični čelici visoke čvrstoće su najosjetljiviji: oni gube duktilnost i mogu puknuti dok je mjerač u normalnoj uporabi. Zbog toga se navlaženi dijelovi u mjeračima vodika koriste od nehrđajućeg austenitnog čelika s niskim udjelom ugljika, a ne od kaljenog ugljičnog čelika, i zašto bi svaka toplinski obrađena Bourdonova cijev trebala biti kvalificirana za upotrebu vodika prije nego što stigne na polje.

Opasnost od plamena i paljenja

Vodik se pali s iznimno niskom energijom paljenja, oko 0,02 millijula, a njegov plamen je gotovo nevidljiv na dnevnom svjetlu. Mikro curenje na spoju mjerača može ugroziti cijeli klizač ako plin pronađe izvor paljenja. Ovo nije samo pitanje nepropusnosti; također odlučuje može li mjerač sadržavati električne kontakte i koju ocjenu zaštite ti kontakti zahtijevaju.

Opasnost od eksplozije i nadpritiska

Vodikovi sustavi doživljavaju skokove tlaka zbog prekida rada kompresora, ventila koji se brzo zatvaraju i toplinskog ciklusa. Mjerilo čija je cijev već oslabljena zbog krtosti daleko je vjerojatnije da će otkazati pod udarnim pritiskom. Instrument stoga treba odgovarajuću granicu nadtlaka, plus dizajn kućišta koji štiti operatera ako cijev ikada pukne.

Specificirajte zavarene dijelove od nehrđajućeg čelika 316L na koje se navlaži

Za vodik, odluka o materijalu ima jasnu zadanu vrijednost: Bourdonova cijev i utičnica od nehrđajućeg čelika 316L, spojeni zavarivanjem, a ne lemljenjem. Zavarena konstrukcija uklanja mikro-rupe koje vodik prožima u lemljenim ili lemljenim spojevima. Austenitni nehrđajući čelik 316L također zadržava svoju duktilnost u vodiku daleko bolje od ugljičnih čelika visoke čvrstoće. Dijelovi natopljeni mesingom i legurama bakra, uobičajeni u mjeračima opće namjene, ne bi trebali ulaziti u krugove vodika pod tlakom; njihova poroznost i lemljeni spojevi stvaraju točno one putove curenja koje pokušavate eliminirati.

Elastomerne brtve zaslužuju istu pozornost. Ako mjerač koristi O-prstenove na putu tlaka, provjerite kvalitetu elastomera za vodik, jer ne drže sve gumene smjese jednako vodik. Dobro dizajniran mjerač vodika u potpunosti smanjuje brtve i održava put tlaka potpuno metalnim.

Odaberite sigurnosnu kutiju i zaštitu od eksplozije

Slučaj je posljednja linija obrane između puknute cijevi i operatera. Odredite kućište s čvrstom prednjom stranom i stražnjom stranom koja se ispuhuje: ako Bourdonova cijev ili utičnica zakažu, impuls tlaka odlazi unatrag umjesto da udari nekoga tko stoji ispred mjerača. Naš serija sigurnosnih mjerača tlaka je izgrađen oko ovog principa, i to je minimum koji bih prihvatio za klizanje na vodik.

YQ serija sigurnosnih mjerača tlaka Proizvođači, tvornica - Wuxi Huihua Special Ins Wuxi Huihua je Kina OEM/ODM YQ serija sigurnosnih manometara Proizvođači i tvornica, Veleprodaja YQ serije sigurnosnih manometara, ◆ Način... Pogledajte proizvod →

Skokovi tlaka dio su normalnog rada vodika. Isključivanje kompresora ili izolacijski ventil koji se brzo zatvara može povećati tlak brže nego što operater može reagirati. Ako mjerač već radi blizu vrha svoje ljestvice, cijev se može gurnuti izvan svoje granice elastičnosti. Zbog toga je odabir raspona, o kojem se govori u sljedećem odjeljku, odluka o sigurnosti koliko i odluka o točnosti.

Za svaki mjerač s električnim kontaktima, kućište potpuno mijenja sliku rizika. Vodik u zraku pali se u koncentracijama od oko 4% do 75% volumena, s minimalnom energijom paljenja blizu 0,02 mJ, tako da su obični kontakti prekidača neprihvatljivi u klasificiranom području. Ispravan instrument je an električni kontaktni mjerač tlaka otporan na eksploziju s certificiranim vatrootpornim kućištem, koje unutarnje iskre drži izoliranim od okolne atmosfere.

Proizvođači električnih kontaktnih manometara YTX-B serije otpornih na eksploziju, Fact Wuxi Huihua je kineski OEM/ODM YTX-B serija električnih kontaktnih mjerača tlaka otpornih na eksploziju Proizvođači i tvornica, veleprodaja YTX-B serije... Pogledajte proizvod →

Postavite raspon, točnost i granicu nadtlaka

Odabir raspona slijedi isto pravilo kao i za druge procesne tekućine, ali je posljedica pogreške ozbiljnija kod vodika. Održavajte normalni radni tlak u srednjoj polovici ljestvice, otprilike između 25% i 75% pune ljestvice. Za prikolicu s cijevima za vodik od 200 bara koristite mjerač najmanje 0–400 bara; za međuspremnik punjenja goriva od 700 bara, mjerač 0–1000 bara održava radnu točku blizu 70%. Kada sustav radi iznad 600 bara, visokotlačni mjerači tlaka od 600 do 1000 bara su praktičan izbor.

Klasa točnosti trebala bi odgovarati potrebama procesa, a ne katalogu. Mjerač klase 1.6 prihvatljiv je za većinu praćenja procesa vodika; odaberite klasu 1.0 kada radnje punjenja ili miješanja ovise o čvršćoj indikaciji. Gdje kontrolna soba treba živu vrijednost, dodajte a transmiter tlaka opće namjene s izlazom 4–20 mA uz lokalni mehanički mjerač, umjesto da se mehanički instrument forsira izvan njegove namjere dizajna.

Proizvođači odašiljača tlaka opće namjene, tvornica - Wuxi Huihua Specia Wuxi Huihua je kineski OEM/ODM proizvođač i tvornica pretvornika tlaka opće namjene, veleprodaja pretvornika tlaka opće namjene... Pogledajte proizvod →

Provjerite zapise o certifikaciji i ispitivanju

Vodikovi projekti dolaze s tragom dokumentacije, a mjerač mora stati u njega. U europskim opasnim područjima, instrumenti obično zahtijevaju ATEX certifikat; izvan Europe, prihvaćanje IECEx-a sve se više upisuje u specifikacije projekta. Potvrdite da grupa plina pokriva IIC, gdje je klasificiran vodik, i da temperaturna klasa odgovara zoni. Proizvođač koji redovito gradi mjerači tlaka otporni na eksploziju certificirani prema ATEX i IECEx dostavit će paket certifikata bez da ga tretira kao poseban zahtjev.

Osim certifikata, tražite zapise koji dokazuju da je mjerač spreman za vodik:

1. Certifikat materijala za mokre dijelove, koji potvrđuje 316L ili specificiranu leguru.
2. Izvješće o ispitivanju curenja helija koje pokazuje da sklop održava tlak bez mjerljivog curenja.
3. Zapis o ispitivanju tlaka u nazivnom rasponu.
4. Kopija ATEX ili IECEx certifikata, uključujući skupinu plina i temperaturnu klasu.

Nema samca manometar odgovara svakoj primjeni vodika, i to je upravo bit. Niskotlačni vod za pročišćavanje, skladišna prikolica od 200 bara i nosač za punjenje goriva od 700 bara imaju različite zahtjeve za rasponom, materijalom i kućištem. Proradite kroz četiri načina kvara, odredite zavarene 316L dijelove koji se mokre, dodajte čvrstu prednju stranu sa stražnjom stranom koja se ispuhuje i uskladite kućište s klasifikacijom opasnog područja. Zatim provjerite certifikate i zapise o ispitivanju prije isporuke. Na ovaj način, mjerač tlaka vodika postaje pouzdana, provjerljiva komponenta sustava, a ne najslabiji priključak na klizač.