పరిశ్రమ దృక్కోణం నుండి ద్రవ హైడ్రోజన్ వాల్వ్‌లు

ద్రవ హైడ్రోజన్‌కు నిల్వ మరియు రవాణాలో కొన్ని ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. హైడ్రోజన్‌తో పోలిస్తే, ద్రవ హైడ్రోజన్ (LH2) అధిక సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది మరియు నిల్వ చేయడానికి తక్కువ పీడనం అవసరం. అయితే, హైడ్రోజన్ ద్రవంగా మారడానికి -253°C వద్ద ఉండాలి, అంటే ఇది చాలా కష్టం. అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు మరియు మండే ప్రమాదం ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను ఒక ప్రమాదకరమైన మాధ్యమంగా మారుస్తాయి. ఈ కారణంగా, సంబంధిత అనువర్తనాల కోసం వాల్వ్‌లను రూపొందించేటప్పుడు కఠినమైన భద్రతా చర్యలు మరియు అధిక విశ్వసనీయత అనేవి రాజీపడని అవసరాలు.

ఫాడిలా ఖెల్ఫౌయ్, ఫ్రెడెరిక్ బ్లాంక్వెట్ ద్వారా

వేలన్ కవాటం (వేలన్)

ద్రవ హైడ్రోజన్ (LH2) యొక్క అనువర్తనాలు.

ప్రస్తుతం, ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను వివిధ ప్రత్యేక సందర్భాలలో ఉపయోగిస్తున్నారు మరియు ఉపయోగించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఏరోస్పేస్‌లో, దీనిని రాకెట్ ప్రయోగ ఇంధనంగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు ట్రాన్స్‌సోనిక్ విండ్ టన్నెల్స్‌లో షాక్ వేవ్‌లను కూడా ఉత్పత్తి చేయగలదు. "బిగ్ సైన్స్" మద్దతుతో, ద్రవ హైడ్రోజన్ సూపర్‌కండక్టింగ్ వ్యవస్థలు, పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లు మరియు న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ పరికరాలలో ఒక కీలక పదార్థంగా మారింది. సుస్థిర అభివృద్ధి పట్ల ప్రజల ఆకాంక్ష పెరగడంతో, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో ఎక్కువ సంఖ్యలో ట్రక్కులు మరియు ఓడలు ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తున్నాయి. పైన పేర్కొన్న అప్లికేషన్ సందర్భాలలో, వాల్వ్‌ల ప్రాముఖ్యత చాలా స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. వాల్వ్‌ల సురక్షితమైన మరియు నమ్మకమైన పనితీరు ద్రవ హైడ్రోజన్ సరఫరా గొలుసు పర్యావరణ వ్యవస్థలో (ఉత్పత్తి, రవాణా, నిల్వ మరియు పంపిణీ) ఒక అంతర్భాగం. ద్రవ హైడ్రోజన్‌కు సంబంధించిన కార్యకలాపాలు సవాలుతో కూడుకున్నవి. -272°C వరకు అధిక-పనితీరు గల వాల్వ్‌ల రంగంలో 30 సంవత్సరాలకు పైగా ఆచరణాత్మక అనుభవం మరియు నైపుణ్యంతో, వేలన్ చాలా కాలంగా వివిధ వినూత్న ప్రాజెక్టులలో పాలుపంచుకుంది మరియు తన బలంతో ద్రవ హైడ్రోజన్ సేవ యొక్క సాంకేతిక సవాళ్లను అధిగమించిందని స్పష్టమవుతోంది.

డిజైన్ దశలో సవాళ్లు

వాల్వ్ రూపకల్పన ప్రమాద అంచనాలో పీడనం, ఉష్ణోగ్రత మరియు హైడ్రోజన్ గాఢత అనేవి పరిశీలించబడే ప్రధాన కారకాలు. వాల్వ్ పనితీరును ఉత్తమంగా తీర్చిదిద్దడానికి, రూపకల్పన మరియు పదార్థాల ఎంపిక నిర్ణయాత్మక పాత్ర పోషిస్తాయి. ద్రవ హైడ్రోజన్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే వాల్వ్‌లు, లోహాలపై హైడ్రోజన్ యొక్క ప్రతికూల ప్రభావాలతో సహా అదనపు సవాళ్లను ఎదుర్కొంటాయి. చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, వాల్వ్ పదార్థాలు హైడ్రోజన్ అణువుల దాడిని తట్టుకోవడమే కాకుండా (దీనికి సంబంధించిన కొన్ని క్షీణత యంత్రాంగాలపై విద్యావేత్తల మధ్య ఇప్పటికీ చర్చ జరుగుతోంది), వాటి జీవిత చక్రంలో చాలా కాలం పాటు సాధారణంగా పనిచేయగలగాలి. ప్రస్తుత సాంకేతిక అభివృద్ధి స్థాయి దృష్ట్యా, హైడ్రోజన్ అనువర్తనాలలో అలోహ పదార్థాల వినియోగంపై పరిశ్రమకు పరిమిత పరిజ్ఞానం మాత్రమే ఉంది. సీలింగ్ పదార్థాన్ని ఎంచుకునేటప్పుడు, ఈ కారకాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం. సమర్థవంతమైన సీలింగ్ కూడా ఒక కీలకమైన రూపకల్పన పనితీరు ప్రమాణం. ద్రవ హైడ్రోజన్ మరియు పరిసర ఉష్ణోగ్రత (గది ఉష్ణోగ్రత) మధ్య దాదాపు 300°C ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఉంటుంది, దీని ఫలితంగా ఉష్ణోగ్రతా ప్రవణత ఏర్పడుతుంది. వాల్వ్‌లోని ప్రతి భాగం వేర్వేరు స్థాయిలలో ఉష్ణ వ్యాకోచ సంకోచాలకు గురవుతుంది. ఈ వ్యత్యాసం కీలకమైన సీలింగ్ ఉపరితలాల నుండి ప్రమాదకరమైన లీకేజీకి దారితీయవచ్చు. వాల్వ్ స్టెమ్ యొక్క సీలింగ్ బిగుతు కూడా రూపకల్పనలో ప్రధాన అంశం. చల్లదనం నుండి వేడికి మారడం వలన ఉష్ణ ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది. బోనెట్ కావిటీ ప్రాంతంలోని వేడి భాగాలు గడ్డకట్టవచ్చు, ఇది స్టెమ్ సీలింగ్ పనితీరుకు అంతరాయం కలిగించి, వాల్వ్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది. అంతేకాకుండా, -253°C అనే అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కారణంగా, మరిగే వలన కలిగే నష్టాలను కనిష్ట స్థాయికి తగ్గిస్తూ, ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాల్వ్ ద్రవ హైడ్రోజన్‌ను నిలుపుకోగలదని నిర్ధారించడానికి అత్యుత్తమ ఇన్సులేషన్ టెక్నాలజీ అవసరం. ద్రవ హైడ్రోజన్‌కు వేడి బదిలీ అవుతున్నంత కాలం, అది ఆవిరైపోయి లీక్ అవుతుంది. అంతేకాదు, ఇన్సులేషన్ విచ్ఛిన్నమయ్యే చోట ఆక్సిజన్ ఘనీభవిస్తుంది. ఆక్సిజన్, హైడ్రోజన్ లేదా ఇతర మండే పదార్థాలతో సంపర్కంలోకి వచ్చినప్పుడు, అగ్ని ప్రమాదం పెరిగే అవకాశం ఉంది. అందువల్ల, వాల్వ్‌లు ఎదుర్కోగల అగ్ని ప్రమాదాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుని, పేలుడు నిరోధక పదార్థాలను, అలాగే అగ్ని నిరోధక యాక్యుయేటర్లు, పరికరాలు మరియు కేబుళ్లను దృష్టిలో ఉంచుకుని, అత్యంత కఠినమైన ధృవీకరణలతో వాల్వ్‌లను రూపొందించాలి. ఇది అగ్ని ప్రమాదం సంభవించినప్పుడు వాల్వ్ సరిగ్గా పనిచేస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది. పెరిగిన పీడనం కూడా ఒక సంభావ్య ప్రమాదం, ఇది వాల్వ్‌లను పనిచేయకుండా చేయగలదు. వాల్వ్ బాడీ యొక్క కుహరంలో ద్రవ హైడ్రోజన్ చిక్కుకుపోయి, అదే సమయంలో ఉష్ణ బదిలీ మరియు ద్రవ హైడ్రోజన్ బాష్పీభవనం జరిగితే, అది పీడనం పెరగడానికి కారణమవుతుంది. పెద్ద పీడన వ్యత్యాసం ఉంటే, కావిటేషన్ (cavitation)/శబ్దం ఏర్పడుతుంది. ఈ దృగ్విషయాలు వాల్వ్ యొక్క సేవా జీవితం అకాలంగా ముగిసిపోవడానికి దారితీయవచ్చు, మరియు ప్రక్రియ లోపాల కారణంగా భారీ నష్టాలు కూడా సంభవించవచ్చు. నిర్దిష్ట నిర్వహణ పరిస్థితులతో సంబంధం లేకుండా, రూపకల్పన ప్రక్రియలో పై కారకాలను పూర్తిగా పరిగణనలోకి తీసుకుని, అందుకు అనుగుణమైన నివారణ చర్యలు తీసుకోగలిగితే, అది వాల్వ్ యొక్క సురక్షితమైన మరియు విశ్వసనీయమైన పనితీరును నిర్ధారించగలదు. అదనంగా, లీకేజీ వంటి పర్యావరణ సమస్యలకు సంబంధించిన రూపకల్పన సవాళ్లు కూడా ఉన్నాయి. హైడ్రోజన్ ప్రత్యేకమైనది: చిన్న అణువులు, రంగులేనిది, వాసన లేనిది మరియు పేలుడు స్వభావం కలది. ఈ లక్షణాలు సున్నా లీకేజీ యొక్క సంపూర్ణ ఆవశ్యకతను నిర్ధారిస్తాయి.

నార్త్ లాస్ వెగాస్ వెస్ట్ కోస్ట్ హైడ్రోజన్ లిక్విఫాక్షన్ స్టేషన్‌లో,

వీలాండ్ వాల్వ్ ఇంజనీర్లు సాంకేతిక సేవలను అందిస్తున్నారు

వాల్వ్ పరిష్కారాలు

నిర్దిష్ట పనితీరు మరియు రకంతో సంబంధం లేకుండా, అన్ని ద్రవ హైడ్రోజన్ అనువర్తనాల కోసం వాల్వ్‌లు కొన్ని సాధారణ అవసరాలను తీర్చాలి. ఈ అవసరాలలో ఇవి ఉన్నాయి: నిర్మాణ భాగం యొక్క పదార్థం అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా నిర్మాణ సమగ్రతను కాపాడుకోవాలి; అన్ని పదార్థాలు సహజ అగ్ని భద్రతా లక్షణాలను కలిగి ఉండాలి. అదే కారణంతో, ద్రవ హైడ్రోజన్ వాల్వ్‌ల యొక్క సీలింగ్ ఎలిమెంట్స్ మరియు ప్యాకింగ్ కూడా పైన పేర్కొన్న ప్రాథమిక అవసరాలను తీర్చాలి. ఆస్టెనిటిక్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ద్రవ హైడ్రోజన్ వాల్వ్‌లకు ఒక ఆదర్శవంతమైన పదార్థం. ఇది అద్భుతమైన ప్రభావ బలాన్ని, కనిష్ట ఉష్ణ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు పెద్ద ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసాలను తట్టుకోగలదు. ద్రవ హైడ్రోజన్ పరిస్థితులకు అనువైన ఇతర పదార్థాలు కూడా ఉన్నాయి, కానీ అవి నిర్దిష్ట ప్రక్రియ పరిస్థితులకు మాత్రమే పరిమితం. పదార్థాల ఎంపికతో పాటు, వాల్వ్ స్టెమ్‌ను పొడిగించడం మరియు సీలింగ్ ప్యాకింగ్‌ను అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల నుండి రక్షించడానికి ఎయిర్ కాలమ్‌ను ఉపయోగించడం వంటి కొన్ని డిజైన్ వివరాలను విస్మరించకూడదు. అదనంగా, ఘనీభవనాన్ని నివారించడానికి వాల్వ్ స్టెమ్ పొడిగింపుకు ఇన్సులేషన్ రింగ్‌ను అమర్చవచ్చు. నిర్దిష్ట అనువర్తన పరిస్థితులకు అనుగుణంగా వాల్వ్‌లను రూపొందించడం వివిధ సాంకేతిక సవాళ్లకు మరింత సహేతుకమైన పరిష్కారాలను అందించడంలో సహాయపడుతుంది. వెల్లన్ రెండు విభిన్న డిజైన్లలో బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్‌లను అందిస్తుంది: డబుల్ ఎక్సెంట్రిక్ మరియు ట్రిపుల్ ఎక్సెంట్రిక్ మెటల్ సీట్ బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్‌లు. ఈ రెండు డిజైన్‌లకు ద్విదిశా ప్రవాహ సామర్థ్యం ఉంది. డిస్క్ ఆకారాన్ని మరియు భ్రమణ పథాన్ని రూపొందించడం ద్వారా, గట్టి సీల్‌ను సాధించవచ్చు. వాల్వ్ బాడీలో అవశేష మాధ్యమం లేని కుహరం ఉండదు. వెల్లన్ డబుల్ ఎక్సెంట్రిక్ బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్ విషయంలో, అద్భుతమైన వాల్వ్ సీలింగ్ పనితీరును సాధించడానికి, ఇది డిస్క్ ఎక్సెంట్రిక్ భ్రమణ డిజైన్‌ను, ప్రత్యేకమైన వెల్‌ఫ్లెక్స్ సీలింగ్ సిస్టమ్‌తో కలిపి అవలంబిస్తుంది. ఈ పేటెంట్ పొందిన డిజైన్ వాల్వ్‌లోని పెద్ద ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులను కూడా తట్టుకోగలదు. టార్క్‌సీల్ ట్రిపుల్ ఎక్సెంట్రిక్ డిస్క్ కూడా ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన భ్రమణ పథాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది డిస్క్ సీలింగ్ ఉపరితలం మూసివేసిన వాల్వ్ స్థానానికి చేరుకున్న క్షణంలో మాత్రమే సీటును తాకేలా మరియు గీతలు పడకుండా ఉండేలా నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది. అందువల్ల, వాల్వ్ యొక్క క్లోజింగ్ టార్క్ డిస్క్‌ను అనుకూలమైన సీటింగ్‌ను సాధించేలా నడపగలదు మరియు మూసివేసిన వాల్వ్ స్థానంలో తగినంత చీలిక ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అదే సమయంలో డిస్క్ సీట్ సీలింగ్ ఉపరితలం యొక్క మొత్తం చుట్టుకొలతతో సమానంగా సంపర్కంలో ఉండేలా చేస్తుంది. వాల్వ్ సీట్ యొక్క అనుగుణ్యత, వాల్వ్ బాడీ మరియు డిస్క్‌కు "స్వీయ-సర్దుబాటు" పనితీరును అందిస్తుంది, తద్వారా ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గుల సమయంలో డిస్క్ బిగుసుకుపోవడాన్ని నివారిస్తుంది. బలపరిచిన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వాల్వ్ షాఫ్ట్ అధిక ఆపరేటింగ్ సైకిల్స్‌ను తట్టుకోగలదు మరియు చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా సజావుగా పనిచేస్తుంది. వెల్‌ఫ్లెక్స్ డబుల్ ఎక్సెంట్రిక్ డిజైన్, వాల్వ్‌ను ఆన్‌లైన్‌లో త్వరగా మరియు సులభంగా సర్వీస్ చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. సైడ్ హౌసింగ్ కారణంగా, యాక్యుయేటర్‌ను విడదీయడం లేదా ప్రత్యేక పరికరాలు అవసరం లేకుండా, సీట్ మరియు డిస్క్‌ను నేరుగా తనిఖీ చేయవచ్చు లేదా సర్వీస్ చేయవచ్చు.

టియాంజిన్ టాంగు వాటర్-సీల్ వాల్వ్ కో., లిమిటెడ్అత్యంత అధునాతన సాంకేతికత కలిగిన రెసిలియంట్ సీటెడ్ వాల్వ్‌లకు మద్దతు ఇస్తున్నాయి, వీటిలో రెసిలియంట్ సీటెడ్ కూడా ఉన్నాయి.వేఫర్ బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్, లగ్ బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్, డబుల్ ఫ్లాంజ్ కాన్సెంట్రిక్ బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్డబుల్ ఫ్లాంజ్ ఎక్సెంట్రిక్ బటర్‌ఫ్లై వాల్వ్,Y-స్ట్రైనర్, బ్యాలెన్సింగ్ వాల్వ్,వేఫర్ డ్యూయల్ ప్లేట్ చెక్ వాల్వ్, మొదలైనవి.