- Was ist ein Luftbetätigtes Wasserstoffventil?
- Wie funktioniert ein luftbetätigtes Wasserstoffventil?
- Wo wird diese Art von Wasserstoffventil verwendet?
- Was sind die wichtigsten Leistungskriterien von druckluftbetätigten H2-Ventilen?
- Warum sind solche luftbetätigten Wasserstoffventile wichtige Komponenten?
- Was sind die technischen Anforderungen an die angebrachten Anschlüsse/Armaturen?
- Welche Materialien werden für druckluftbetätigte Wasserstoffventile verwendet?
- In welchen Umgebungen können solche Ventile eingesetzt werden?
- Welche Prüfverfahren werden eingesetzt, um einen hohen Qualitätsstandard bei der Herstellung von druckluftbetätigten Wasserstoffventilen zu gewährleisten?
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Was ist ein Luftbetätigtes Wasserstoffventil?
Ein luftbetätigtes Ventil ist in der Regel als Auf/Zu-Nadelventil ausgeführt. Die Betätigung erfolgt pneumatisch, was den Einsatz dieser Ventile in automatisierten SPS-Steuerungskreisen ermöglicht. Diese Art von pneumatisch betätigten Wasserstoffventilen ist entweder vom Typ “normal geschlossen” (Luft zum Öffnen) oder vom Typ “normal offen” (Luft zum Schließen).
Wie funktioniert ein luftbetätigtes Wasserstoffventil?
Das druckluftbetätigte Ventil für Wasserstoffanwendungen arbeitet mit einem Druckverhältnis, bei dem Niederdruckladeluft auf einen großen Luftkolben wirkt, um die Schließ- bzw. Öffnungskraft zur Betätigung des Ventilschafts zu erzeugen.
Wo wird diese Art von Wasserstoffventil verwendet?
In Wasserstofftankstellen werden solche Ventile vom Druckerzeugungsmodul (Kompressor) bis zu den Druckbehältern für die Steuerung der sogenannten Füllbänke eingesetzt. Außerdem werden diese Wasserstoffventile im Inneren der H2-Kraftstoffzapfsäule verwendet.
Sie dienen der Absperrung am Kompressor, der Steuerung des Behälterkaskadensystems (Druckbänke) und der Absperrung für die Zapfsäulenfüllschläuche sowie der Druckentlastung nach Beendigung des Füllvorgangs.
Eine weitere Anwendung ist die Qualifikationsprüfung und End-of-Line-Prüfung von z. B. Verbundflaschen, TPRDs und anderem Zubehör, das in einem Brennstoffzellenfahrzeug verwendet wird.
Was sind die wichtigsten Leistungskriterien von druckluftbetätigten H2-Ventilen?
Die innere Leckage des Sitzes/Schaftes sowie die äußere Leckage über die Dichtung müssen blasendicht sein. Die Erfüllung der Anforderungen der Normen ISO 19880-3 und ANSI/SAE HGV 4.7 ist für Hersteller von druckluftbetätigten Armaturen wünschenswert. Die minimale und maximale Betriebstemperatur dieser Ventile wird nach denselben Normen festgelegt. Die Konstruktionsmaterialien müssen so ausgewählt werden, dass das Risiko der Wasserstoffversprödung minimiert und die lebenslange volle Funktionsfähigkeit gewährleistet wird. Die Ventile sind mit einem EX-Zeichen gekennzeichnet und entsprechen der Gruppe II Kategorie 2G/2D Explosionsgruppe IIC konstruktive Sicherheit.
Warum sind solche Luftbetätigten Wasserstoffventile wichtige Komponenten?
Die Ventile werden zur Steuerung des Abfüllvorgangs benötigt. Von dem Moment an, in dem die Schnellkupplung an der Zapfsäule angeschlossen wird, über den gesamten Befüllzyklus, bis der Speicherzylinder den Enddruck erreicht hat, öffnet und schließt sich das Wasserstoffventil mehrfach für einen sicheren und effizienten Befüllungsprozess in Übereinstimmung mit dem SAE-Befüllungsprotokoll.
Was sind die technischen Anforderungen an die angebrachten Anschlüsse/Armaturen?
Konus- und Gewindeverbindungen sind die bewährte Verbindungsart für jede Hochdruck-Wasserstoffanwendung. Diese Verbindungen dichten Metall-auf-Metall ab und sind aufgrund der geringen Axialkräfte, die durch den Druck verursacht werden, sicher. Sickerlöcher helfen, auftretende Leckagen frühzeitig zu erkennen. Für Anwendungen mit Geräten, die Vibrationen ausgesetzt sind, sind Antivibrationsbaugruppen eine optionale Wahl, um die Sicherheit zu erhöhen.
Welche Materialien werden für druckluftbetätigte Wasserstoffventile verwendet?
Um das Risiko der Wasserstoffversprödung zu minimieren, wird 1.4404 (Edelstahl 316L) als Gehäusewerkstoff und 1.4980 (A286) für den Ventilschaft verwendet, um die Haltbarkeit zu erhöhen. Druckluftbetätigte Ventile sind speziell gereinigt und mit wasserstoffverträglichen Dichtungen ausgestattet. Im Vergleich zu herkömmlichen Packungskonstruktionen ist die Lebensdauer der speziellen Dichtungskonstruktion in Bezug auf Öffnungs- und Schließzyklen wesentlich höher. Schmiermittel werden speziell für Wasserstoffanwendungen ausgewählt, um chemische Reaktionen mit dem Medium zu verhindern.
In welchen Umgebungen können solche Ventile eingesetzt werden?
Das druckluftbetätigte Ventil, das die Abgabe von Wasserstoff an einer Wasserstofftankstelle erleichtern soll, muss speziell für den Einsatz unter sehr schwierigen Umweltbedingungen ausgelegt sein. Pneumatisch betätigte Wasserstoffventile befinden sich im Inneren der Zapfsäule und sind starken Umwelteinflüssen wie großen Temperaturschwankungen, Salznebel und Ammoniakemissionen ausgesetzt. Dies gilt auch für Wasserstoffventile, die sich am Kompressor der Wasserstofftankstelle befinden und somit erhöhten Vibrationen ausgesetzt sind.
Welche Prüfverfahren werden eingesetzt, um einen hohen Qualitätsstandard bei der Herstellung von druckluftbetätigten Wasserstoffventilen zu gewährleisten?
Ein luftbetätigtes Wasserstoffventil besteht eine 100%ige Dichtheitsprüfung mit Helium, wobei die Prüfung auf interne und externe Leckagen erfolgt. Diese Ventile werden einem Qualifizierungsprozess unterzogen, um die Anforderungen der ISO 19880-3 zu erfüllen. Für die Qualifikationstests wurde ein spezieller Prüfstand konstruiert und gebaut, der mit 100 % Wasserstoffgas in Kombination mit einer integrierten Klimakammer betrieben wird.
InhaltlicheBeiträge der Maximator GmbH
Als international führendes Unternehmen der Hochdrucktechnik entwickelt Maximator leistungsstarke Produkte und Lösungen für die unterschiedlichsten Anwendungen in den Bereichen Hochdruckprüf- und Produktionsanlagen, Hydraulik und Pneumatik. Maximator verfügt über langjährige Erfahrung mit Komponenten, Aggregaten und Testsystemen speziell für Wasserstoffanwendungen. Viele Komponenten für die Entwicklung dieser Zukunftstechnologie sind extremen Belastungen ausgesetzt. Maximator stellt sich dieser Herausforderung mit innovativer Hochdruckprüftechnik für Wasserstoffkomponenten wie Ventile, Rohre oder CGH-Behälter. Mit unserer Prüftechnik können wir alle gesetzlich vorgeschriebenen Prüfungen an drucktragenden Bauteilen durchführen: von der Einzelabnahme bis zur Typprüfung. Wir bieten auch Gasregeltechnik für Wasserstoffanwendungen an – bewährte, effektive und zuverlässige Technik für Automobilhersteller und -zulieferer.
Letzte Aktualisierung: 15.1.2023