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何时使用氢气软管?
氢气软管用于软管组件,用于输送氢气。此外,与管道相比,它们具有灵活性的优势。
软管组件由什么组成?
软管组件由软管和软管两端的接头组成,用作各种组件之间的连接元件。软管的尺寸由其公称直径 (DN 或 ID) 表示,指的是软管的内径。例如,缩写“DN6”或“ID6”表示公称直径为 6 毫米的软管。
高压氢气软管通常由芯管、增强层(编织或螺旋化纤维/丝)和软管外层组成。
气态氢流过芯管。芯管具有由合成材料制成的气密壁。为了确保芯管能够承受所需的压力,芯管由加固物支撑。根据软管承受的压力,加固物由一层或多层组成。这些层主要由螺旋线/纤维和/或纤维/线编织物组成。
软管套作为外层,保护软管结构免受环境影响。
接头通常由一个接头和一个套管组成。这两个部件主要由(不锈钢)钢制成。生产软管组件时,将套管放在软管上,并将接头推入软管。通过压接套管,软管和接头之间可实现永久且气密的连接。
氢气软管使用什么材料?
所有与气态氢接触的部件(芯管、接头)必须具有耐氢性。必须排除这些部件对气态氢的污染。因此,出色的耐化学性是所用材料的先决条件。
芯管材料必须具有特别低的透气性,但同时必须适合广泛的使用温度和操作温度。应防止带电。这就是为什么这里经常使用特殊的热塑性材料。
使用金属时,存在氢脆风险。因此,必须使用耐氢不锈钢作为配件。整个配件也暴露在环境影响下。因此,所用的金属材料必须耐腐蚀。
为了保护芯管和增强层,软管外皮的材料必须具有优异的耐磨性、耐紫外线和臭氧性以及耐化学性。
软管组件的特性有哪些?
软管和接头具有最大允许工作压力 (MAWP),不得超过该压力。软管和接头上均标有该压力。接头的 MAWP 可能低于所用软管。在这种情况下,软管组件的 MAWP 受接头上标示的压力限制。
软管组件只能在规定的温度范围内使用。软管组件的工作温度不得低于最低额定温度或超过最高额定温度。
软管的设计总是在最大允许工作压力和软管组件的爆破压力之间提供一个安全系数。根据相关标准,输送气体的软管组件的最小爆破压力必须相当于最大允许工作压力的四倍。
软管组件并非具有无限的柔韧性。它们具有最小弯曲半径,弯曲半径不应超过该半径。
必须遵守制造商关于储存条件和储存时间的说明。
高压氢气软管的使用寿命很大程度上取决于各自的使用条件。这就是为什么不能笼统地说高压氢气软管的使用寿命的原因。
出于安全原因,切勿使用最大允许工作压力和/或最低/最高工作温度未知的软管组件。
氢气软管组件可以使用哪些连接器?
通常,可以使用多种连接器类型。到目前为止,尚未定义必须在氢应用中使用的标准化连接器类型。这就是为什么要使用的连接器类型主要取决于要连接的组件的原因。因此,软管组件也可以在软管末端配备两种不同类型的连接器。由于连接器类型的几何形状不标准化,因此必须确保阴螺纹和阳螺纹匹配,以便与其他组件紧密连接。通常使用以下连接器类型:
- 高压
- 中压
- M型
- 日本联合投资公司
- 德科斯
软管组件可使用多长?
高压氢气软管组件有多种定制长度可供选择。当用于高质量流量时,长软管组件将表现出更高的压力损失——这需要在系统设计中加以考虑。
氢气软管组件有哪些配件?
氢气软管组件有合适的配件,可以保护软管组件,从而延长其使用寿命。推荐使用以下产品:
1)弯曲限制器:
防止接头后面的软管扭结。
2)保护软管:
起到额外的磨损保护作用,并减少环境影响的影响。
3) 软管固定夹:
固定软管以防止其甩动。例如,由于接头断裂或损坏导致接头从软管中脱落,可能会发生甩动。
4)保护插头:
当软管组件未永久连接时,防止污垢的渗透并保护螺纹。
软管组件是否经过生产线终端测试?
软管组件生产完成后,制造商会进行压力试验(通常为最大允许工作压力的 1.5 倍),以确保软管与接头之间能安全连接。此外,在压力试验后,还可以进行最大允许工作压力下的气密性试验,以确保软管组件的气密性。
高压氢气软管的额定压力和应用领域有哪些?
在氢气领域,压力等级取决于应用。氢气软管大致可细分为低压(<50 bar)和高压应用(>200 bar)。低压氢气软管经常用于以下领域:
- 电解槽:从电解槽到压缩机站的连接
- 燃料电池:车辆内的供给管线
高压氢气软管适用于氢气储存和/或氢气基础设施:
- 氢气拖车:填充/排放软管
- 氢气加气站:加氢软管
- 高压罐的连接
软管组件的流速是多少?
软管组件中可能的最大质量流量取决于输送介质时发生的压力损失。当气体流过软管组件时,摩擦和横截面积的变化会导致压力损失。这就是压力损失主要取决于内径、芯管表面质量和软管组件长度的原因。内径越大和/或软管组件越短,压力损失越小。另一方面,内径越大会降低软管组件的灵活性。出于设计原因,接头的内径始终小于软管的内径。由于软管组件所有特征的相互作用都会导致压力损失,因此无法就某种软管类型的最大流量做出一般性陈述。
高压氢气软管组件是根据哪些标准进行测试的?
确保适用性和安全性的标准对于优质软管组件至关重要。在标准中,特定领域的(国际)国内专家确定产品要求。
通常,软管组件制造商至少要对软管组件进行以下测试,以批准软管组件类型:
- 最小弯曲半径测试
- 爆破压力测试
- 压力测试(1.5 倍 MAWP,持续 300 秒)
- 密封性/泄漏测试
- 脉冲试验(在相关标准规定的温度下进行液压应力逆转试验)
- 拉力试验
根据应用领域,相关标准要求更严格的条件和进一步的测试。ISO 19880-5 是氢气软管最著名和最重要的标准之一。它定义了氢气分配器上加油软管的要求。通过 ISO 19880-5 认证的高压氢气软管已通过 18 种不同的资格测试。以下部分列出了用于各种应用的高压氢气软管的标准:
a) 氢气分配器软管:
- ISO 19880-5:气态氢 - 加油站 - 第 5 部分:分配器软管和软管组件。
- CSA/ANSI HGV 4.2:用于分配压缩气态氢的软管。
b) 车辆中的氢气软管:
- CSA/ANSI HGV 3.1:压缩氢气动力车辆的燃料系统组件。
- ISO/CD 19887:气态氢 - 氢燃料汽车的燃料系统组件。
c) 拖车或储罐上的氢气填充/排放软管:
- ISO 16964:气瓶 – 软管组件 – 规格与测试
内容由 SPIR STAR 提供
SPIR STAR AG 总部位于德国林巴赫-米特莱希特恩,是热塑性超高压软管制造领域的国际领先企业,该软管采用钢丝螺旋增强材料,适用于 250 至 4,000 巴的压力范围,内径范围为 3 毫米至 32 毫米。我们的氢气产品组合包括 3 种软管类型:用于拖车加油的 16 毫米氢气和 25 毫米氢气,以及符合 SAE J2601 标准的 ISO 19880-5 认证的用于轻型车辆加油的 6 毫米氢气。
最后更新:2023 年 3 月 27 日