新闻资讯

由于对二氧化碳排放的担忧，各行业逐渐放弃传统内燃机，这意味着必须为车辆找到足够的环保动力。其中最有希望的是氢。它不仅是安全和成本效益，而且具有高度可行性和可持续性。为了促进氢的广泛应用，氢能源汽车和加氢站设备的流体系统必须采用最优质的材料。
上述系统之中的所有设备都必须密封良好，经久耐用，可使用数年甚至数十年。但并不是所有的设备都有如此出色的性能。氢的特性决定了它对材料提出了很大的挑战，相关设备必须满足特定的性能标准。

作为一类非常重要的相关设备，阀门控制着氢气在车辆和加氢站设备之中的流动。选择最合适的阀门显然是确保设备正常运行和保护现场人员的关键前提。
氢燃料系统的优点和难点
氢的危害远远小于其他燃料，因为它是无毒的。如果处理得当，它的挥发性也比其他化合物小。此外，氢燃料汽车将根据相关标准配备专门的安全设备，确保性能安全可靠。与传统汽油不同的是，氢气的比重很轻，即使发生泄漏，也会迅速上升并消散，所以引起地面火力的可能性极低。
不仅如此，氢气生产远比化石燃料更可持续。原电池在消耗氢时不排放二氧化碳或任何其他碳氢化合物。唯一的输出是能量和纯水。所以氢可以减少全球温室气体排放，有效缓解全球气候变化。然而，尽管氢能源与碳基燃料相比有许多优点，但它对车辆和加氢站设备有着严格的要求。
氢分子非常小。并且随着储存条件的变化，如在氢能源汽车的相关系统或加氢站设备之中，其压力会急剧变化。因此，只要是与氢气有关的系统，所有设备的密封性能都起着决定性的作用。如果氢气泄漏，可能会给最终用户带来潜在的安全隐患，特别是在液氢的充装过程之中。此外，车辆或存储系统之中的泄漏会导致整个系统的效率下降。
如果设备的材料是劣质不锈钢，在高压下可能会被氢分子渗透，引起所谓的氢致脆化现象。如果不加处理，氢脆会加速设备的破裂，造成设备泄漏的潜在风险。。
必须始终保持氢气阀的性能
既然阀门在流体系统之中的作用如此关键，就有必要认真考虑相应的技术规范对应用条件。在确定氢燃料系统之中阀门的技术规格时，必须考虑下列因素：。
-压力：当氢气储存在不同的地方，如车辆的液氢燃料箱、输配管道和加氢站的储存罐中时，为了达到特定的密度，其压力必须保持在350—700巴间。
-应力和振动:系统必须能够承受高车速、颠簸路面以及恶劣天气、腐蚀性物质和温度变化等不利环境因素。
-安全：加氢站必须保证普通用户能够安全运行。
-维护:技术人员必须能够快速、轻松地安装和修改密封接头。
所有氢阀门必须满足上述条件，才能保证阀门的性能始终保持在最佳状态。无论是车辆之上的流体系统还是加氢站设备，所有接头、关闭和调节节点的密封性能都至关重要。氢燃料系统之中的阀门必须能够承受它们可能面临的所有苛刻条件，无论是什么应用。

图2：开、关氢工况中的针阀需要极大应力，意味着选用的阀门必须能长期承受巨大压力。

图3：加氢站的压缩机会配置止回阀以便防止过多的回流，而回流可能导致用户面临不必要的安全风险，因此它具有非常重要的安全功能。

氢气球阀
氢燃料系统使用球阀的开启和关闭来控制流体从系统的一部分到另一部分的流动。如果球阀指定用于特殊应用，则应采用阀杆密封的阀门，这种阀杆密封能够长期耐磨损（图1）。直接加载耳轴阀可能是一个不错的选择。。其结构设计使得每次阀门开启和关闭时都能保持有效的密封。此外，顶部加载阀的设计防止阀杆脱出，这意味着可以提高整个系统的安全性。
经验丰富的阀门供应商可以为特定应用推荐最合适的阀门类型。有的球阀都有二通或三通功能，不同的安装方式可供选择，并且阀门的流量系数可根据特殊需要定制。此外，必须确保所选择的阀门与氢燃料系统之中的其他设备和部件兼容。

氢针型阀
如果需要极其精确地调节系统之中的氢气流量，针型阀可能比球阀更合适。。与球阀一样，在选型时有几个因素是重要的考虑因素。首先，针型阀是全金属结构，需要很大的应力才能正确密封（图2）。如果所选针型阀不能承受密封所需的应力，则阀针可能变形，甚至阀座也可能变形。这就造成了阀门泄漏的风险，而且维修费用很高。。第二，开启、关闭和密封阀门所需的动力通常来自一个大型气动执行器，在每两分钟左右的操作过程之中，该执行器使针阀承受极高的压力。
面对上述工况，针型阀需要采用不易变形、经久耐用的优质316不锈钢制造。不是所有的针型阀都能达到磅级普通氢级，或者它们可能不能承受350—700 bar的压力。专业供应商应告知客户每个针阀的磅级，并确保与其他氢级设备的兼容性。

氢止回阀
为了防止管道之中过多的回流，加氢站依靠止回阀来实现核心安全功能。与常规应用场景之中的止回阀不同，氢气止回阀要面对更加苛刻的工作条件。例如，止回阀之中的弹簧通常是应变硬化的，如果不是由高质量的316不锈钢制成，则更容易氢脆和失去延展性。
如果应用于加氢站设备的流体系统，止回阀通常面临较大而快速的压力和温度变化，对阀门密封元件的应力很大。这就是为什么止回阀比加氢站的其他设备更适合氢压缩机的原因。此外，阀门材料的整体完整性以及与系统之中其他设备的兼容性也至关重要。在氢级应用方面具有专业知识的供应商应该能够提供这方面的投入。

为什么选择阀门很重要
随着氢能源移动出行市场的逐步扩大，车辆和加氢站的安全性、可靠性和耐用性越来越重要。在没有专门的行业标准的情况之下，市场的长期可持续发展将成问题。只有合理选择相关设备，明确相应的技术规范，氢能源才能充分发挥其市场潜力，替代传统化石能源。对于流体系统设备供应商的选择，建议考察其是否能提供种类繁多的氢级专用球、针、止回阀。同时，检查其是否能提供额外的设备或附件，以提高系统的整体安全性，使操作人员和用户能以更安全、更可靠的方式使用设备。供应商应具备与氢气操作条件相关的专业知识，以便在系统集成过程之中为制造商提供指导，确保安装在加氢站之中的设备能够承受恶劣的操作条件。