- ¿Qué es una válvula de alivio de presión?
- ¿Cómo se construye una válvula de alivio de presión?
- ¿Cómo funciona una válvula de alivio de presión?
- El reto del hidrógeno
- ¿Qué materiales son adecuados para las aplicaciones del hidrógeno?
- ¿Qué sellos son adecuados para aplicaciones de H2?
- ¿Qué debe considerarse al fabricar válvulas de alivio de presión para aplicaciones de hidrógeno?
- ¿Qué aprobaciones para válvulas de alivio de presión son necesarias en el campo de las aplicaciones de hidrógeno?
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¿Qué es una válvula de alivio de presión?
Una válvula limitadora de presión impide que se supere una presión predefinida. Si se supera la presión, la válvula se abre y se libera el exceso de presión y se descarga el medio. La válvula limitadora de presión se activa sin energía auxiliar y se activa únicamente por el medio.
En cuanto se restablecen las condiciones normales de presión de trabajo, la válvula limitadora de presión se cierra y se evita que el medio siga saliendo.
Una válvula limitadora de presión se utiliza para proteger un sistema como último recurso de seguridad. En el caso de sistemas que requieren una homologación o sistemas que se rigen por la Directiva Europea de Equipos a Presión, por ejemplo, se requieren pruebas y homologaciones correspondientes para las válvulas.
¿Cómo se construye una válvula de alivio de presión?
Aunque cada serie difiere en el campo de las válvulas de seguridad, los componentes principales de cada válvula son similares. El diseño óptimo de la geometría de los componentes se garantiza mediante simulaciones de flujo y pruebas de funcionamiento elaboradas.
¿Cómo funciona una válvula de alivio de presión?
La función de una válvula de alivio de presión se puede atribuir a un simple equilibrio de fuerzas entre la fuerza del resorte de presión y la fuerza del medio.
Cuando está en reposo e instalada en el sistema en funcionamiento normal, la fuerza del resorte de presión es mayor que la fuerza del medio, por lo que la válvula se cierra y sella hacia el exterior.
Si se supera la presión de ajuste de la válvula debido al aumento de la presión del sistema, la válvula se abre y permite que se alivie la presión mediante la salida del medio. Una vez que la presión en el sistema se ha reducido por debajo de la presión de cierre, la válvula se vuelve a cerrar herméticamente.
El reto del hidrógeno
El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro y completamente no tóxico, pero también muy volátil, inflamable y con una alta velocidad de combustión. El hidrógeno es un gas que se produce, transporta, almacena y utiliza de forma segura, dependiendo de la aplicación y del entorno. Estas características del hidrógeno plantean desafíos específicos para el diseño y la construcción de una válvula de alivio de presión de hidrógeno.
Como último componente mecánico de la cadena de seguridad, el dispositivo de alivio de presión para sistemas de hidrógeno es una parte importante e indispensable del proceso. Esto se aplica en particular a los materiales y juntas utilizados, así como al proceso de fabricación de la válvula de hidrógeno y las homologaciones correspondientes.
Una válvula de alivio de presión de hidrógeno se puede utilizar para proteger un circuito de hidrógeno, una tubería de presión de hidrógeno o un tanque de hidrógeno a alta presión. La función final de la cadena de seguridad de un dispositivo de alivio de presión de hidrógeno de este tipo es particularmente relevante en un tanque de hidrógeno comprimido, que necesita mantener niveles de presión seguros incluso cuando el sistema de hidrógeno no está en funcionamiento o se deja sin supervisión.
¿Qué materiales son adecuados para aplicaciones de hidrógeno?
- Busque aceros inoxidables de alta calidad.
- Los aceros austeníticos con un contenido de níquel de >10 % han demostrado su eficacia.
- Con otros materiales existe el riesgo de corrosión bajo tensión inducida por hidrógeno (en función de la presión y la temperatura).
¿Qué juntas son adecuadas para aplicaciones de H2?
La presión, la temperatura y la permeabilidad (difusión) desempeñan un papel importante en este caso. Preste atención a la norma NORSOK M-710 para materiales de sellado elastoméricos.
¿Qué se debe considerar al fabricar válvulas de alivio de presión para aplicaciones de hidrógeno?
- Altos estándares en cuanto a requisitos de limpieza.
- Fabricación sin aceite ni grasa, se recomienda explícitamente una pureza de hidrógeno > 5,0 (> 99,999 %), producción según un proceso de producción especial para gases técnicos.
- En una denominada sala limpia con una sobrepresión de 20 milibares, las válvulas se fabrican sin aceite ni grasa según un proceso controlado.
- El medio de prueba se limpia especialmente mediante filtros de carbón activo.
¿Qué aprobaciones para válvulas de alivio de presión son necesarias en el campo de las aplicaciones de hidrógeno?
- Aunque actualmente todavía no existen homologaciones específicas para H2, se han establecido directrices y mejores prácticas relevantes, por ejemplo Dispositivos de alivio de presión de hidrógeno a alta presión: Accelerated Life Testing and Application Best Practices” (Laboratorio Nacional de Energías Renovables), 2017.
- Utilice únicamente válvulas de alivio de presión con componentes probados para proteger sus sistemas de presión de hidrógeno.
- En cualquier caso, es esencial contar con un asesoramiento técnico sólido del fabricante de la válvula sobre el dispositivo de alivio de presión de hidrógeno a alta presión. Solo así se podrán tener en cuenta sus condiciones específicas y se podrá diseñar correctamente la válvula de alivio de presión de hidrógeno de acuerdo con las condiciones que prevalecen en el lugar.
Contenido aportado por Goetze KG Armaturen
Desde hace más de 70 años, Goetze KG Armaturen fabrica sofisticadas válvulas y accesorios de alto rendimiento para medios bajo presión: líquidos, aire, gases y vapores. La empresa familiar, con sede en Ludwigsburg, se ha hecho un nombre en todo el mundo por su alto nivel de calidad “Made in Germany”. Goetze es su socio en materia de seguridad (válvulas). Aseguramos el manejo del hidrógeno desde la recuperación hasta la aplicación – ya sea en la parte eléctrica del proceso o en la estación de llenado de hidrógeno para vehículos. Protegemos los procesos de llenado a alta presión o el almacenamiento de hidrógeno líquido en tanques.
Última actualización: 15.1.2023