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世伟洛克 ( 上海 ) 流体系统科技有限公司

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1.世伟洛克应用的基本介绍

加氢站是对高压氢气的储存、输配、加注等技术的综合应用。加氢站工艺流程主要组成包括:卸气系统、增压系统、储气和优先控制系统和加氢机。

常见35Mpa加氢站采用氢气长管拖车将小于25MPa的压缩氢气从氢气生产单位运送到加氢站后,通过站内压缩机对氢气进行增压,氢气增压系统是整个加氢站的关键组成,为保证氢气纯度目前常采用隔膜式压缩机(应用成熟度高),压缩机将氢气增压后输送至站内储氢瓶组,储氢瓶根据氢气加注控制策略给氢燃料电池汽车加氢。目前加氢站常采用这种分级加注(Cascade Filling)模式,是压注方法,为了使氢燃料电池汽车车载储氢瓶达到35Mpa,储氢瓶的压力达到40-45Mpa才能实现快速加氢。

图1-加氢站工艺原理图


2.加氢站应用挑战1

因为加氢站建设审批流程非常长,而加氢站建设完成审批后,往往留给设计、采购和施工的时间非常短,而到施工这个最后环节的时候工期已经非常紧张,加氢站建设总包和施工方总是绞尽脑汁想尽办法缩短施工时间,如果加氢站管路连接设计采用锥面螺纹接头的形式,施工时用加工锥面螺纹工具对钢管加工锥面螺纹,然后在用清洗设备清洗钢管中的切削油,然后到现场把加工好的钢管安装到接头和阀门上。整个施工过程花费大量时间加工和清洗钢管,经常会造成竣工时间延期。

世伟洛克解决方案1—安装简便的FK中压卡套接头

世伟洛克FK中压卡套接头是采取机械抓紧形式的双卡套接头,这种结构设计使安装非常简便,是缩短工期的“利器”,
  • 安装简便:拧紧一圈或者力矩安装,不需加工锥面螺纹,相应的不需要特殊的清洗去除切削油。
  • 无需特殊工具:只需要普通扳手或者力矩扳手,
  • 安装时间短:只有锥面螺纹接头安装时间的1/5,大大缩短安装时间。
  • 无需特殊技能:安装简单容易培训,对安装人员技能要求不高,不会发生返工重新安装。

请点击观看FK中压卡套接头的安装视频,了解FK接头安装的便捷性。

图2-世伟洛克FK中压卡套接头


3.加氢站应用挑战2

压力高:加氢站压缩机撬装设计压力为45Mpa,压力非常高,对元件和连接的耐压性要求比较高。

易泄漏:氢气分子比较小容易发生泄漏,泄漏既浪费能源又容易燃烧造成火灾甚至爆炸造成人身伤
害,所以元件在高耐压性基础上还要实现无泄漏的氢气密封。

振 动:氢气压缩机在运行时,会使连接管件发生强烈的振动,对流体元件和连接的抗振性能要求
比较高。

脆:金属材料在高压氢气环境中容易发生氢脆,发生氢脆的材料在高压下会发生开裂失效,造成氢气泄露产生危险,所以金属材料要求抗氢脆性能好。

世伟洛克解决方案2—FK中压卡套接头的卓越性能

先进的设计和制造工艺使FK中压卡套接头具有:
牢固的管子抓紧、无泄漏的气体密封和优秀的抗振动能力,同时FK中压卡套接头通过了非常苛刻的欧洲一体化氢能计划(EIHP)的测试,使FK中压卡套接头为20,000psi高压应用提供极佳的气密性和抗振动能力。FK中压卡套接头正在成为加氢站管路连接的技术趋势,越来越多的客户采用FK中压卡套接头这种连接形式。


4.FK中压卡套接头设计特点

FK中压卡套接头由四部分组成:内螺纹本体、前卡套、后卡套和外螺纹本体;前后卡套都采用低温渗碳处理工艺(世伟洛克专利),卡套特殊的几何形状设计实现了获得专利的铰链夹固抱紧作用。

图3- FK卡套接头剖面图


5.FK中压卡套接头欧洲一体化氢能计划(EIHP)测试

FK中压卡套接头按照欧洲一体化氢能计划(EIHP)修订本12b 进行了如下的测试,其中前5个测试是用相同的样品进行的叠加测试。此测试的测试条件非常苛刻,充分验证了FK中压卡套接头的安全可靠性,确保加氢站的安全运行。

测试项

测试方法

测试结果

测试标准

Test #1

抗腐蚀性测试

144小时盐雾实验

基本没有腐蚀发生

EIHP, Section B4

Test #2

抗振性能测试

在1.5 倍重力加速度下按10 到500 Hz的频率进行正弦扫频,以确定每个轴上最剧烈的共振频率。然后在接头组件的每个轴上分别施加其对应的共振频率持续30分钟。

通过

ISO 15500-19

Test #3

耐久测试

25次复装后,按照Test #6进行外漏测试

通过

EIHP, Section B5

Test #4

室温下外漏测试

0.02 倍和1 倍额定压力下进行外漏测试,3分钟内检漏液检漏不能形成气泡

3分钟内没有气泡


Test #5

液压循环实验

290 psi 到额定工作压力的1.25 倍之间进行液压循环实验150,000次,然后按照Test #6进行外漏测试

通过

EIHP, Section B6

Test #6

外漏测试

室温和-40度浸泡2小时条件下,0.02 倍和1 倍额定压力下进行外漏测试。120度浸泡2小时,0.02 倍和1.37 倍额定压力下进行外漏测试。3分钟内检漏液检漏不能形成气泡

3分钟内没有气泡

EIHP, Section B8

Test #7

静水压力测试

1.5倍和4倍额定压力下进行静水压力实验

61,000psi下没有泄露和破裂


 


6.材料氢脆 - 316不锈钢抗氢脆性能(90%的管件)

世伟洛克 316 不锈钢的特殊配方(C 含量低于0.05%,镍含量超过12%), 使高压供氢系统的流体元件具备更好的抗氢脆性能,提高管阀件在高压氢气环境下的耐用性。FK中压卡套接头都是采用的这种配方的不锈钢。

图4-世伟洛克不锈钢成分优势

注:自2019年10月8日起,金额低于RMB3000(不含税),订单操作费由原先的RMB 1000元调整为RMB 100元(不含税),金额低于500美元,订单操作费由150美元调整为15美元,感谢您一直以来对世伟洛克的支持!