Lựa chọn đồng hồ đo áp suất hydro: Vật liệu, độ an toàn, độ giòn và xếp hạng nguy hiểm

Trong quá trình vận hành thiết bị trượt hydro, một kỹ sư dự án đã hỏi tôi câu hỏi tương tự mà tôi nghe thấy ở hầu hết các nhà máy hydro: "Chúng ta có thể sử dụng đồng hồ đo áp suất tiêu chuẩn ở đây không?" Câu trả lời ngắn gọn là không, và vài tuần sau, chiếc trượt cụ thể đó đã bị rò rỉ đồng hồ đo đầu tiên ở ổ cắm. Hydro là phân tử nhỏ nhất trong bảng tuần hoàn và nó không phù hợp với dụng cụ ống đồng thông thường. Một đồng hồ đo áp suất hydro thích hợp cần có các bộ phận được làm ướt bằng thép không gỉ 316L được hàn, hộp an toàn phía trước chắc chắn với mặt sau có thể tháo rời và trong hầu hết các hệ thống lắp đặt đều có chỉ số chống cháy nổ. Bài viết này giải thích bốn chế độ hư hỏng khiến hydro trở nên khác biệt, các quyết định về vật liệu và biện pháp bảo vệ tuân theo chúng cũng như tài liệu bạn nên yêu cầu trước khi chấp nhận bất kỳ máy đo nào cho dịch vụ hydro.

Tại sao hydro lại cứng trên đồng hồ đo áp suất thông thường

Trước khi chọn một sản phẩm, cần hiểu bốn cách hydro tác động lên đồng hồ đo. Mỗi dạng hư hỏng dẫn đến một yêu cầu thiết kế khác nhau và không có dạng nào trong số đó quan trọng trong dịch vụ không khí, nitơ hoặc hơi nước.

Sự thẩm thấu hydro

Các phân tử hydro đủ nhỏ để di chuyển qua những khoảng trống nhỏ và thậm chí xuyên qua một số kim loại. Ổ cắm bằng đồng có mối hàn và vòng chữ O đàn hồi trở thành đường dẫn rò rỉ chậm trong hydro có áp suất. Trong không gian kín, khí rò rỉ tích tụ nhanh chóng và có thể đạt đến nồng độ dễ cháy. Câu trả lời về thiết kế là một cụm chịu áp được hàn hoàn toàn giúp loại bỏ các điểm bịt ​​kín yếu nhất.

Độ giòn hydro

Hydro nguyên tử khuếch tán vào mạng kim loại và gây ra hiện tượng giòn. Thép carbon cường độ cao dễ bị tổn thương nhất: chúng mất độ dẻo và có thể bị nứt trong khi máy đo đang hoạt động bình thường. Đó là lý do tại sao các bộ phận bị ướt trong máy đo hydro sử dụng thép không gỉ austenit có hàm lượng carbon thấp thay vì thép carbon cứng và tại sao mọi ống Bourdon được xử lý nhiệt đều phải đủ tiêu chuẩn để sử dụng hydro trước khi đưa đến hiện trường.

Nguy cơ cháy nổ

Hydro bốc cháy với năng lượng đánh lửa cực thấp, khoảng 0,02 milijoule và ngọn lửa của nó gần như vô hình dưới ánh sáng ban ngày. Một rò rỉ vi mô ở đầu nối máy đo có thể khiến toàn bộ đường trượt gặp nguy hiểm nếu khí tìm thấy nguồn đánh lửa. Đây không chỉ là vấn đề về độ kín khít; nó cũng quyết định liệu máy đo có thể chứa các tiếp điểm điện hay không và mức độ đánh giá vỏ bọc mà các tiếp điểm đó yêu cầu.

Nguy cơ nổ và quá áp

Hệ thống hydro chứng kiến sự tăng áp suất do các chuyến đi của máy nén, van đóng nhanh và chu trình nhiệt. Máy đo có ống đã bị suy yếu do giòn sẽ có nhiều khả năng bị hỏng dưới áp suất tăng cao. Do đó, thiết bị cần có giới hạn áp suất thích hợp, cộng với thiết kế vỏ bảo vệ người vận hành nếu ống bị vỡ.

Chỉ định các bộ phận làm ướt bằng thép không gỉ 316L được hàn

Đối với hydro, quyết định về vật liệu có một mặc định rõ ràng: ống và ổ cắm Bourdon bằng thép không gỉ 316L, được nối bằng hàn thay vì hàn. Cấu trúc hàn giúp loại bỏ các khoảng trống siêu nhỏ mà hydro thấm vào các mối nối hàn hoặc hàn đồng thau. Thép không gỉ austenit 316L cũng giữ độ dẻo trong hydro tốt hơn nhiều so với thép cacbon cường độ cao. Các bộ phận bị ướt bằng đồng thau và hợp kim đồng, phổ biến trong các đồng hồ đo đa năng, không nên tiếp xúc với các mạch hydro điều áp; độ xốp và các mối hàn của chúng tạo ra chính xác các đường rò rỉ mà bạn đang cố gắng loại bỏ.

Con dấu đàn hồi xứng đáng được chú ý như vậy. Nếu máy đo sử dụng vòng chữ O trong đường dẫn áp suất, hãy kiểm tra cấp độ đàn hồi để sử dụng hydro vì không phải tất cả các hợp chất cao su đều giữ hydro như nhau. Đồng hồ đo hydro được thiết kế tốt sẽ giảm thiểu hoàn toàn các vòng bịt kín và giữ cho đường dẫn áp suất hoàn toàn bằng kim loại.

Chọn hộp đựng an toàn và bảo vệ chống cháy nổ

Trường hợp này là tuyến phòng thủ cuối cùng giữa ống bị vỡ và người vận hành. Chỉ định vỏ phía trước chắc chắn có nắp thoát ra phía sau: nếu ống hoặc ổ cắm Bourdon bị hỏng, xung áp suất sẽ thoát ra phía sau thay vì va vào người đứng trước máy đo. của chúng tôi dòng máy đo áp suất an toàn được xây dựng dựa trên nguyên tắc này và đó là mức tối thiểu mà tôi có thể chấp nhận đối với một chiếc xe trượt hydro.

Nhà sản xuất, nhà máy đo áp suất an toàn dòng YQ - Vô Tích Huihua Special Ins Vô Tích Huihua là nhà sản xuất và nhà máy đo áp suất an toàn dòng YQ OEM / ODM Trung Quốc, Bán buôn máy đo áp suất an toàn dòng YQ, ◆ Chế độ... Xem sản phẩm →

Tăng áp suất là một phần của hoạt động hydro bình thường. Việc ngắt máy nén hoặc van cách ly đóng nhanh có thể tăng áp suất nhanh hơn mức người vận hành có thể phản ứng. Nếu máy đo đã hoạt động ở gần đỉnh của thang đo, ống có thể bị ép vượt quá giới hạn đàn hồi của nó. Đó là lý do tại sao việc lựa chọn phạm vi, được thảo luận trong phần tiếp theo, là một quyết định an toàn cũng như một quyết định chính xác.

Đối với bất kỳ máy đo nào có tiếp điểm điện, vỏ bọc sẽ thay đổi hoàn toàn bức tranh rủi ro. Hydro trong không khí bốc cháy ở nồng độ từ khoảng 4% đến 75% thể tích, với năng lượng đánh lửa tối thiểu gần 0,02 mJ, do đó các tiếp điểm công tắc thông thường không được chấp nhận trong khu vực được phân loại. Dụng cụ đúng là một Đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện chống cháy nổ với vỏ bọc chống cháy đã được chứng nhận, giúp cách ly tia lửa bên trong với không khí xung quanh.

Nhà sản xuất, thực tế đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện chống cháy nổ dòng YTX-B Vô Tích Huihua là nhà sản xuất và nhà máy đo áp suất tiếp xúc điện chống cháy nổ dòng OEM/ODM YTX-B của Trung Quốc, Bán buôn dòng YTX-B... Xem sản phẩm →

Đặt phạm vi, độ chính xác và biên độ quá áp

Việc lựa chọn phạm vi tuân theo quy tắc tương tự như đối với các chất lỏng xử lý khác, nhưng hậu quả của sai sót nghiêm trọng hơn đối với hydro. Giữ áp suất vận hành bình thường ở nửa giữa của thang đo, khoảng từ 25% đến 75% toàn thang đo. Đối với xe moóc ống hydro 200 bar, hãy sử dụng ít nhất đồng hồ đo áp suất 0–400 bar; đối với bộ đệm tiếp nhiên liệu 700 bar, thước đo 0–1000 bar giữ điểm làm việc gần 70%. Khi hệ thống hoạt động trên 600 bar, đồng hồ đo áp suất cao định mức từ 600 đến 1000 bar là sự lựa chọn thiết thực.

Lớp chính xác phải phù hợp với nhu cầu của quy trình hơn là danh mục. Máy đo loại 1.6 được chấp nhận cho hầu hết việc giám sát quá trình hydro; chọn loại 1.0 khi hoạt động tiếp nhiên liệu hoặc pha trộn phụ thuộc vào chỉ báo chặt chẽ hơn. Trường hợp phòng điều khiển cần giá trị trực tiếp, hãy thêm máy phát áp suất đa năng có đầu ra 4–20 mA bên cạnh máy đo cơ khí cục bộ, thay vì buộc dụng cụ cơ khí vượt quá mục đích thiết kế của nó.

Nhà sản xuất, nhà máy sản xuất máy phát áp lực đa năng - Vô Tích Huihua Specia Vô Tích Huihua là nhà sản xuất và nhà máy sản xuất máy phát áp suất đa năng OEM/ODM của Trung Quốc, Bán buôn máy phát áp suất đa năng... Xem sản phẩm →

Xác minh hồ sơ chứng nhận và kiểm tra

Các dự án hydro đi kèm với một đường dẫn tài liệu và thước đo phải phù hợp với nó. Tại các khu vực nguy hiểm ở Châu Âu, các thiết bị thường yêu cầu chứng nhận ATEX; bên ngoài Châu Âu, sự chấp nhận của IECEx ngày càng được ghi rõ vào thông số kỹ thuật của dự án. Xác nhận rằng nhóm khí bao gồm IIC, nơi hydro được phân loại và lớp nhiệt độ phù hợp với vùng. Một nhà sản xuất thường xuyên xây dựng đồng hồ đo áp suất chống cháy nổ được chứng nhận ATEX và IECEx sẽ cung cấp gói chứng chỉ mà không coi đó là một yêu cầu đặc biệt.

Ngoài chứng chỉ, hãy yêu cầu hồ sơ chứng minh máy đo đã sẵn sàng sử dụng hydro:

1. Giấy chứng nhận vật liệu cho các bộ phận bị ướt, xác nhận 316L hoặc hợp kim được chỉ định.
2. Báo cáo kiểm tra rò rỉ khí heli cho thấy cụm này giữ được áp suất mà không có sự rò rỉ có thể đo lường được.
3. Hồ sơ kiểm tra áp suất ở phạm vi định mức.
4. Bản sao chứng chỉ ATEX hoặc IECEx, bao gồm nhóm khí và loại nhiệt độ.

Không có đơn máy đo áp suất phù hợp với mọi ứng dụng hydro, và đó chính xác là vấn đề. Đường dây thanh lọc áp suất thấp, xe kéo lưu trữ 200 bar và máng tiếp nhiên liệu 700 bar có các yêu cầu về phạm vi, vật liệu và vỏ bọc khác nhau. Xử lý bốn chế độ hư hỏng, chỉ định các bộ phận được hàn bằng 316L bị ướt, thêm mặt trước cứng với mặt sau bị bung ra và khớp vỏ bọc với phân loại khu vực nguy hiểm. Sau đó xác minh các chứng chỉ và hồ sơ kiểm tra trước khi giao hàng. Thực hiện theo cách này, đồng hồ đo áp suất hydro sẽ trở thành một bộ phận đáng tin cậy, có thể kiểm chứng được của hệ thống chứ không phải là bộ phận yếu nhất trên đường trượt.