اختيار مقياس ضغط الهيدروجين: المواد والسلامة والتقصف وتقييمات المخاطر

أثناء تشغيل منزلق الهيدروجين، سألني أحد مهندسي المشروع نفس السؤال الذي أسمعه في كل مصنع للهيدروجين تقريبًا: "هل يمكننا استخدام مقياس ضغط قياسي هنا؟" الإجابة المختصرة هي لا، وبعد بضعة أسابيع، تسرب مقياس هذا الانزلاق بالذات من المقبس. الهيدروجين هو أصغر جزيء في الجدول الدوري، ولا يحترم أداة الأنابيب النحاسية التقليدية. يحتاج مقياس ضغط الهيدروجين المناسب إلى أجزاء مبللة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ملحومة، وحقيبة أمان أمامية صلبة مع ظهر قابل للنفخ، وفي معظم التركيبات، تصنيف مقاوم للانفجار. تشرح هذه المقالة أوضاع الفشل الأربعة التي تجعل الهيدروجين مختلفًا، وقرارات المواد والحماية التي تتبعها، والوثائق التي يجب عليك طلبها قبل قبول أي مقياس لخدمة الهيدروجين.

لماذا يعتبر الهيدروجين صعبًا على مقياس الضغط التقليدي؟

قبل اختيار منتج ما، من المفيد فهم الطرق الأربع التي يهاجم بها الهيدروجين المقياس. يؤدي كل وضع فشل إلى متطلبات تصميم مختلفة، ولا يهم أي منها في خدمة الهواء أو النيتروجين أو البخار.

نفاذية الهيدروجين

جزيئات الهيدروجين صغيرة بما يكفي للانتقال عبر فجوات صغيرة وحتى عبر معادن معينة. تصبح المقابس النحاسية ذات الوصلات الملحومة والحلقات المطاطية المرنة مسارات تسرب بطيئة في الهيدروجين المضغوط. في مكان مغلق، يتراكم الغاز المتسرب بسرعة ويمكن أن يصل إلى تركيز قابل للاشتعال. إجابة التصميم هي مجموعة تحتوي على ضغط ملحومة بالكامل والتي تقضي على أضعف نقاط الختم.

تقصف الهيدروجين

ينتشر الهيدروجين الذري في الشبكة المعدنية ويسبب التقصف. يعتبر الفولاذ الكربوني عالي القوة هو الأكثر عرضة للخطر: فهو يفقد الليونة ويمكن أن يتشقق عندما يكون المقياس في الخدمة العادية. ولهذا السبب فإن الأجزاء المبللة في أجهزة قياس الهيدروجين تستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي منخفض الكربون بدلاً من الفولاذ الكربوني المتصلب، ولهذا السبب فإن أي أنبوب بوردون معالج بالحرارة يجب أن يكون مؤهلاً لاستخدام الهيدروجين قبل أن يصل إلى الحقل.

خطر اللهب والاشتعال

يشتعل الهيدروجين بطاقة اشتعال منخفضة للغاية، حوالي 0.02 مللي جول، ولهب غير مرئي تقريبًا في وضح النهار. يمكن أن يؤدي التسرب الجزئي عند وصلة المقياس إلى تعريض الانزلاق بأكمله للخطر إذا وجد الغاز مصدر اشتعال. هذا ليس مجرد سؤال يتعلق بضيق التسرب؛ ويقرر أيضًا ما إذا كان المقياس قد يحتوي على نقاط اتصال كهربائية وما هو تصنيف العلبة الذي تتطلبه تلك الاتصالات.

خطر الانفجار والضغط الزائد

تشهد أنظمة الهيدروجين ارتفاعًا في الضغط من رحلات الضاغط والصمامات سريعة الإغلاق والتدوير الحراري. من المرجح أن يفشل المقياس الذي تم إضعاف أنبوبه بالفعل بسبب التقصف تحت ضغط الارتفاع. ولذلك يحتاج الجهاز إلى هامش مناسب للضغط الزائد، بالإضافة إلى تصميم علبة يحمي المشغل في حالة تمزق الأنبوب.

حدد الأجزاء المبللة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L الملحومة

بالنسبة للهيدروجين، فإن قرار المادة له افتراضي واضح: أنبوب بوردون ومقبس من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، متصلين باللحام بدلاً من اللحام. يزيل البناء الملحوم الفجوات الدقيقة التي يتخللها الهيدروجين في الوصلات الملحومة أو النحاسية. يحافظ الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي 316L أيضًا على ليونته في الهيدروجين بشكل أفضل بكثير من الفولاذ الكربوني عالي القوة. يجب أن تظل الأجزاء المبللة من النحاس الأصفر وسبائك النحاس، الشائعة في أجهزة قياس الأغراض العامة، بعيدة عن دوائر الهيدروجين المضغوطة؛ تخلق مساميتها ومفاصلها الملحومة مسارات التسرب التي تحاول التخلص منها تمامًا.

الأختام المطاطية تستحق نفس الاهتمام. إذا كان المقياس يستخدم حلقات على شكل حرف O في مسار الضغط، فتحقق من درجة المطاط الصناعي لخدمة الهيدروجين، لأنه ليست كل المركبات المطاطية تحمل الهيدروجين بالتساوي. يعمل مقياس الهيدروجين المصمم جيدًا على تقليل الأختام تمامًا ويحافظ على مسار الضغط معدنيًا بالكامل.

اختر حالة الأمان والحماية ضد الانفجار

هذه الحالة هي خط الدفاع الأخير بين الأنبوب الممزق والمشغل. حدد علبة أمامية صلبة مع انفجار خلفي: إذا فشل أنبوب أو مقبس بوردون، فإن نبض الضغط يتدفق للخلف بدلاً من إصابة شخص يقف أمام المقياس. لدينا سلسلة قياس ضغط السلامة تم بناؤه حول هذا المبدأ، وهو الحد الأدنى الذي يمكن أن أقبله بالنسبة لانزلاق الهيدروجين.

YQ سلسلة قياس ضغط السلامة المصنعين، المصنع - Wuxi Huihua Special Ins Wuxi Huihua هو مصنع ومصنع مقياس ضغط الأمان من سلسلة OEM / ODM YQ في الصين، مقياس ضغط الأمان من سلسلة YQ بالجملة، ◆ الوضع... عرض المنتج →

ارتفاع الضغط هو جزء من عملية الهيدروجين العادية. يمكن لرحلة الضاغط أو صمام العزل سريع الإغلاق أن يؤدي إلى زيادة الضغط بشكل أسرع مما يمكن للمشغل أن يتفاعل. إذا كان المقياس يعمل بالفعل بالقرب من قمة مقياسه، فمن الممكن أن يضطر الأنبوب إلى تجاوز حده المرن. ولهذا السبب فإن اختيار النطاق، الذي سيتم مناقشته في القسم التالي، هو قرار يتعلق بالسلامة بقدر ما هو قرار يتعلق بالدقة.

بالنسبة لأي مقياس مزود بملامسات كهربائية، فإن العلبة تغير صورة الخطر تمامًا. يشتعل الهيدروجين الموجود في الهواء بتركيزات تتراوح من حوالي 4% إلى 75% من حيث الحجم، مع الحد الأدنى لطاقة الاشتعال بالقرب من 0.02 مللي جول، لذا فإن وصلات التبديل العادية غير مقبولة في منطقة مصنفة. الأداة الصحيحة هي مقياس ضغط الاتصال الكهربائي المقاوم للانفجار مع غلاف معتمد مضاد للاشتعال، والذي يحافظ على الشرر الداخلي معزولاً عن الجو المحيط.

سلسلة YTX-B من الشركات المصنعة لقياس ضغط الاتصال الكهربائي المضاد للانفجار، الحقيقة Wuxi Huihua هو مصنع ومصنع مقياس ضغط الاتصال الكهربائي المقاوم للانفجار من سلسلة OEM / ODM YTX-B في الصين ، سلسلة YTX-B بالجملة ... عرض المنتج →

قم بتعيين النطاق والدقة وهامش الضغط الزائد

يتبع اختيار النطاق نفس القاعدة المتبعة في سوائل المعالجة الأخرى، ولكن نتيجة الخطأ تكون أكثر خطورة في الهيدروجين. حافظ على ضغط التشغيل الطبيعي في النصف الأوسط من الميزان، تقريبًا بين 25% و75% من الميزان الكامل. بالنسبة لمقطورة أنبوب الهيدروجين 200 بار، استخدم مقياس 0-400 بار على الأقل؛ بالنسبة لمخزن مؤقت للتزود بالوقود يبلغ 700 بار، فإن مقياس 0-1000 بار يحافظ على نقطة العمل بالقرب من 70%. عندما يعمل النظام فوق 600 بار، أجهزة قياس الضغط العالي تتراوح من 600 إلى 1000 بار هي الاختيار العملي.

يجب أن تتوافق فئة الدقة مع احتياجات العملية بدلاً من الكتالوج. يعتبر مقياس الفئة 1.6 مقبولًا لمعظم عمليات مراقبة عملية الهيدروجين؛ اختر الفئة 1.0 عندما تعتمد عمليات التزود بالوقود أو المزج على مؤشر أكثر صرامة. عندما تحتاج غرفة التحكم إلى قيمة حية، قم بإضافة أ جهاز إرسال ضغط للأغراض العامة بإخراج 4-20 مللي أمبير جنبًا إلى جنب مع المقياس الميكانيكي المحلي، بدلاً من إجبار الأداة الميكانيكية على تجاوز هدف التصميم الخاص بها.

مصنعي أجهزة إرسال الضغط للأغراض العامة، المصنع - Wuxi Huihua Specia Wuxi Huihua هي شركة تصنيع ومصنع أجهزة إرسال الضغط للأغراض العامة OEM / ODM في الصين ، وتبيع أجهزة إرسال الضغط للأغراض العامة بالجملة ... عرض المنتج →

التحقق من الشهادات وسجلات الاختبار

تأتي مشاريع الهيدروجين مصحوبة بمسار توثيقي، ويجب أن يتناسب المقياس معه. في المناطق الخطرة الأوروبية، تتطلب الأدوات عادةً شهادة ATEX؛ خارج أوروبا، يتم كتابة قبول IECEx بشكل متزايد في مواصفات المشروع. تأكد من أن مجموعة الغاز تغطي IIC، حيث يتم تصنيف الهيدروجين، وأن فئة درجة الحرارة تطابق المنطقة. الشركة المصنعة التي تبني بانتظام مقاييس ضغط مقاومة للانفجار معتمدة من ATEX وIECEx سيتم توفير حزمة الشهادة دون معاملتها كطلب خاص.

بالإضافة إلى الشهادة، اطلب السجلات التي تثبت أن المقياس جاهز للهيدروجين:

1. شهادة المواد للأجزاء المبللة تؤكد 316L أو السبيكة المحددة.
2. تقرير اختبار تسرب الهيليوم يُظهر أن التجميع يتحمل الضغط دون تسرب يمكن قياسه.
3. سجل اختبار الضغط في النطاق المقنن.
4. نسخة من شهادة ATEX أو IECEx متضمنة مجموعة الغاز وفئة درجة الحرارة.

لا يوجد واحد مقياس الضغط يناسب كل استخدام للهيدروجين، وهذا هو الهدف بالضبط. إن خط التطهير ذو الضغط المنخفض، ومقطورة تخزين 200 بار، ومنصة التزود بالوقود 700 بار لها متطلبات مختلفة من حيث النطاق والمواد والغلاف. يمكنك العمل من خلال أوضاع الفشل الأربعة، وتحديد الأجزاء المبللة الملحومة 316L، وإضافة واجهة صلبة مع ظهر منتفخ، ومطابقة العلبة مع تصنيف المنطقة الخطرة. ثم تحقق من الشهادات وسجلات الاختبار قبل التسليم. بهذه الطريقة، يصبح مقياس ضغط الهيدروجين مكونًا موثوقًا ويمكن التحقق منه في النظام بدلاً من أن يكون أضعف تركيب على الانزلاق.