उद्योग के नजरिए से तरल हाइड्रोजन वाल्व

तरल हाइड्रोजन के भंडारण और परिवहन में कुछ लाभ हैं। हाइड्रोजन की तुलना में, तरल हाइड्रोजन (LH2) का घनत्व अधिक होता है और भंडारण के लिए कम दबाव की आवश्यकता होती है। हालाँकि, हाइड्रोजन को तरल बनने के लिए -253°C तापमान पर रहना पड़ता है, जिसका अर्थ है कि यह काफी कठिन है। अत्यधिक कम तापमान और ज्वलनशीलता जोखिम तरल हाइड्रोजन को एक खतरनाक माध्यम बनाते हैं। इस कारण से, संबंधित अनुप्रयोगों के लिए वाल्व डिजाइन करते समय सख्त सुरक्षा उपाय और उच्च विश्वसनीयता अनिवार्य आवश्यकताएँ हैं।

फाडिला खेलफौई, फ्रेडरिक ब्लैंक्वेट द्वारा

वेलन वाल्व (वेलन)

द्रव हाइड्रोजन (LH2) के अनुप्रयोग।

वर्तमान में, तरल हाइड्रोजन का उपयोग विभिन्न विशेष अवसरों में किया जाता है और इसका उपयोग करने की कोशिश की जाती है। एयरोस्पेस में, इसका उपयोग रॉकेट लॉन्च ईंधन के रूप में किया जा सकता है और ट्रांसोनिक पवन सुरंगों में शॉक वेव भी उत्पन्न कर सकता है। "बड़े विज्ञान" द्वारा समर्थित, तरल हाइड्रोजन सुपरकंडक्टिंग सिस्टम, कण त्वरक और परमाणु संलयन उपकरणों में एक महत्वपूर्ण सामग्री बन गया है। जैसे-जैसे लोगों की सतत विकास की इच्छा बढ़ती है, हाल के वर्षों में अधिक से अधिक ट्रकों और जहाजों द्वारा ईंधन के रूप में तरल हाइड्रोजन का उपयोग किया गया है। उपरोक्त अनुप्रयोग परिदृश्यों में, वाल्वों का महत्व बहुत स्पष्ट है। वाल्वों का सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन तरल हाइड्रोजन आपूर्ति श्रृंखला पारिस्थितिकी तंत्र (उत्पादन, परिवहन, भंडारण और वितरण) का एक अभिन्न अंग है। तरल हाइड्रोजन से संबंधित संचालन चुनौतीपूर्ण हैं। -272 डिग्री सेल्सियस तक उच्च-प्रदर्शन वाल्व के क्षेत्र में 30 से अधिक वर्षों के व्यावहारिक अनुभव और विशेषज्ञता के साथ, वेलन लंबे समय से विभिन्न अभिनव परियोजनाओं में शामिल रहा है, और यह स्पष्ट है कि इसने अपनी ताकत के साथ तरल हाइड्रोजन सेवा की तकनीकी चुनौतियों को जीता है।

डिजाइन चरण में चुनौतियाँ

वाल्व डिज़ाइन जोखिम मूल्यांकन में दबाव, तापमान और हाइड्रोजन सांद्रता सभी प्रमुख कारक हैं। वाल्व प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए, डिज़ाइन और सामग्री का चयन निर्णायक भूमिका निभाता है। तरल हाइड्रोजन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले वाल्व अतिरिक्त चुनौतियों का सामना करते हैं, जिसमें धातुओं पर हाइड्रोजन के प्रतिकूल प्रभाव शामिल हैं। बहुत कम तापमान पर, वाल्व सामग्री को न केवल हाइड्रोजन अणुओं के हमले का सामना करना पड़ता है (कुछ संबंधित गिरावट तंत्र अभी भी शिक्षाविदों में बहस कर रहे हैं), बल्कि अपने जीवन चक्र में लंबे समय तक सामान्य संचालन भी बनाए रखना चाहिए। तकनीकी विकास के वर्तमान स्तर के संदर्भ में, उद्योग को हाइड्रोजन अनुप्रयोगों में गैर-धातु सामग्री की प्रयोज्यता के बारे में सीमित जानकारी है। सीलिंग सामग्री चुनते समय, इस कारक को ध्यान में रखना आवश्यक है। प्रभावी सीलिंग भी एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन प्रदर्शन मानदंड है। तरल हाइड्रोजन और परिवेश के तापमान (कमरे के तापमान) के बीच लगभग 300 डिग्री सेल्सियस का तापमान अंतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान ढाल होता है। वाल्व का प्रत्येक घटक थर्मल विस्तार और संकुचन की विभिन्न डिग्री से गुजरेगा। यह विसंगति महत्वपूर्ण सीलिंग सतहों के खतरनाक रिसाव को जन्म दे सकती है। वाल्व स्टेम की सीलिंग कसावट भी डिज़ाइन का केंद्र बिंदु है। ठंड से गर्म में संक्रमण गर्मी प्रवाह बनाता है। बोनट गुहा क्षेत्र के गर्म हिस्से जम सकते हैं, जो स्टेम सीलिंग प्रदर्शन को बाधित कर सकते हैं और वाल्व संचालन को प्रभावित कर सकते हैं। इसके अलावा, -253 डिग्री सेल्सियस के बेहद कम तापमान का मतलब है कि यह सुनिश्चित करने के लिए सबसे अच्छी इन्सुलेशन तकनीक की आवश्यकता है कि वाल्व इस तापमान पर तरल हाइड्रोजन को बनाए रख सके और उबलने से होने वाले नुकसान को कम कर सके। जब तक तरल हाइड्रोजन में गर्मी स्थानांतरित होती है, तब तक यह वाष्पित हो जाएगा और रिसाव होगा। इतना ही नहीं, इन्सुलेशन के टूटने के बिंदु पर ऑक्सीजन संघनन होता है। एक बार जब ऑक्सीजन हाइड्रोजन या अन्य दहनशील पदार्थों के संपर्क में आती है, तो आग लगने का खतरा बढ़ जाता है। इसलिए, वाल्वों के सामने आने वाले आग के जोखिम को ध्यान में रखते हुए, वाल्वों को विस्फोट-रोधी सामग्रियों के साथ-साथ आग प्रतिरोधी एक्ट्यूएटर, इंस्ट्रूमेंटेशन और केबल्स को ध्यान में रखते हुए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, सभी सख्त प्रमाणपत्रों के साथ। यह सुनिश्चित करता है कि आग लगने की स्थिति में वाल्व ठीक से काम करता है। बढ़ा हुआ दबाव भी एक संभावित जोखिम है जो वाल्वों को निष्क्रिय कर सकता है। यदि तरल हाइड्रोजन वाल्व बॉडी की गुहा में फंस जाता है और गर्मी हस्तांतरण और तरल हाइड्रोजन वाष्पीकरण एक ही समय में होता है, तो यह दबाव में वृद्धि का कारण होगा। यदि एक बड़ा दबाव अंतर है, तो गुहिकायन (गुहा) / शोर होता है। ये घटनाएँ वाल्व के सेवा जीवन के समय से पहले समाप्त होने का कारण बन सकती हैं, और प्रक्रिया दोषों के कारण भारी नुकसान भी उठा सकती हैं। विशिष्ट परिचालन स्थितियों के बावजूद, यदि उपरोक्त कारकों पर पूरी तरह से विचार किया जा सकता है और डिजाइन प्रक्रिया में संबंधित प्रतिवाद किए जा सकते हैं, तो यह वाल्व के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित कर सकता है। इसके अलावा, पर्यावरणीय मुद्दों से संबंधित डिजाइन चुनौतियाँ हैं, जैसे भगोड़ा रिसाव। हाइड्रोजन अद्वितीय है: छोटे अणु, रंगहीन, गंधहीन और विस्फोटक। ये विशेषताएँ शून्य रिसाव की पूर्ण आवश्यकता को निर्धारित करती हैं।

नॉर्थ लास वेगास वेस्ट कोस्ट हाइड्रोजन द्रवीकरण स्टेशन पर,

विलैंड वाल्व इंजीनियर तकनीकी सेवाएं प्रदान कर रहे हैं

वाल्व समाधान

विशिष्ट कार्य और प्रकार के बावजूद, सभी लिक्विड हाइड्रोजन अनुप्रयोगों के लिए वाल्वों को कुछ सामान्य आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। इन आवश्यकताओं में शामिल हैं: संरचनात्मक भाग की सामग्री को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि संरचनात्मक अखंडता अत्यंत कम तापमान पर बनी रहे; सभी सामग्रियों में प्राकृतिक अग्नि सुरक्षा गुण होने चाहिए। इसी कारण से, लिक्विड हाइड्रोजन वाल्वों के सीलिंग तत्वों और पैकिंग को भी ऊपर बताई गई बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील लिक्विड हाइड्रोजन वाल्वों के लिए एक आदर्श सामग्री है। इसमें उत्कृष्ट प्रभाव शक्ति, न्यूनतम गर्मी का नुकसान है, और यह बड़े तापमान ढालों का सामना कर सकता है। ऐसी अन्य सामग्रियाँ भी हैं जो लिक्विड हाइड्रोजन स्थितियों के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन विशिष्ट प्रक्रिया स्थितियों तक सीमित हैं। सामग्रियों के चयन के अलावा, कुछ डिज़ाइन विवरणों को अनदेखा नहीं किया जाना चाहिए, जैसे कि वाल्व स्टेम का विस्तार करना और सीलिंग पैकिंग को अत्यधिक कम तापमान से बचाने के लिए एक वायु स्तंभ का उपयोग करना। इसके अलावा, वाल्व स्टेम के विस्तार को संक्षेपण से बचने के लिए एक इन्सुलेशन रिंग से सुसज्जित किया जा सकता है। विशिष्ट अनुप्रयोग स्थितियों के अनुसार वाल्वों को डिज़ाइन करना विभिन्न तकनीकी चुनौतियों के लिए अधिक उचित समाधान देने में मदद करता है। वेलन दो अलग-अलग डिज़ाइन में बटरफ्लाई वाल्व प्रदान करता है: डबल एक्सेंट्रिक और ट्रिपल एक्सेंट्रिक मेटल सीट बटरफ्लाई वाल्व। दोनों डिज़ाइन में द्विदिश प्रवाह क्षमता है। डिस्क आकार और रोटेशन प्रक्षेप पथ को डिज़ाइन करके, एक तंग सील प्राप्त की जा सकती है। वाल्व बॉडी में कोई गुहा नहीं है जहाँ कोई अवशिष्ट माध्यम नहीं है। वेलन डबल एक्सेंट्रिक बटरफ्लाई वाल्व के मामले में, यह डिस्क एक्सेंट्रिक रोटेशन डिज़ाइन को अपनाता है, जो विशिष्ट VELFLEX सीलिंग सिस्टम के साथ मिलकर, उत्कृष्ट वाल्व सीलिंग प्रदर्शन प्राप्त करता है। यह पेटेंट डिज़ाइन वाल्व में बड़े तापमान में उतार-चढ़ाव का भी सामना कर सकता है। TORQSEAL ट्रिपल एक्सेंट्रिक डिस्क में एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया रोटेशन प्रक्षेप पथ भी है जो यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि डिस्क सीलिंग सतह बंद वाल्व स्थिति तक पहुँचने के समय केवल सीट को छूती है और खरोंच नहीं करती है। इसलिए, वाल्व का क्लोजिंग टॉर्क डिस्क को अनुरूप सीटिंग प्राप्त करने के लिए प्रेरित कर सकता है, और बंद वाल्व स्थिति में पर्याप्त वेज प्रभाव पैदा कर सकता है, जबकि डिस्क को सीट सीलिंग सतह की पूरी परिधि के साथ समान रूप से संपर्क में रखता है। वाल्व सीट का अनुपालन वाल्व बॉडी और डिस्क को "स्व-समायोजन" फ़ंक्शन करने की अनुमति देता है, इस प्रकार तापमान में उतार-चढ़ाव के दौरान डिस्क के जब्त होने से बचता है। प्रबलित स्टेनलेस स्टील वाल्व शाफ्ट उच्च परिचालन चक्रों में सक्षम है और बहुत कम तापमान पर आसानी से संचालित होता है। VELFLEX डबल सनकी डिजाइन वाल्व को जल्दी और आसानी से ऑनलाइन सर्विस करने की अनुमति देता है। साइड हाउसिंग की बदौलत, सीट और डिस्क का निरीक्षण या सर्विसिंग सीधे की जा सकती है, बिना एक्ट्यूएटर या विशेष उपकरणों को अलग करने की आवश्यकता के।

तियानजिन तांगगु वॉटर-सील वाल्व कंपनी लिमिटेडअत्यधिक उन्नत प्रौद्योगिकी लचीले सीट वाले वाल्वों का समर्थन कर रहे हैं, जिनमें लचीले सीट वाले वाल्व भी शामिल हैंवेफर तितली वाल्व, लग बटरफ्लाई वाल्व, डबल फ्लैंज संकेंद्रित तितली वाल्व, डबल निकला हुआ किनारा सनकी तितली वाल्व,वाई के छन्नी, संतुलन वाल्व,वेफर दोहरी प्लेट चेक वाल्व, वगैरह।