Mitä CNG/LNG-putkien liitososia määritettäessä on otettava huomioon?

Mukailtu Swagelokin kansainvälisen erikoisasiantuntija Chuck Hayes, Lead New Product Development Engineer, blogikirjoitusta Specifying High Performance CNG/LNG Fittings

Ajoneuvovalmistajat ympäri maailmaa pyrkivät käyttämään yhä enemmän paineistettua maakaasua (CNG) ja nesteytettyä maakaasua (LNG) puhtaina polttoainevaihtoehtoina tiukkojen päästövaatimusten täyttämiseksi.

CNG:n ja nesteytetyn maakaasun valtavan liiketoimintapotentiaalin hyödyntäminen edellyttää korkealaatuisten polttoaineen jakelujärjestelmäratkaisujen kehittämistä kaikilla tasoilla polttoainelähteestä ajoneuvoon. Maakaasujärjestelmien osat, kuten valmiiksi taivutetut polttoaineputkistot, venttiilit, joustavat letkut, mittalaitteet ja ennen kaikkea putkien liitososat, olisi valittava ja määriteltävä huolellisesti, jotta ne edistävät järjestelmän turvallista ja pitkäaikaista toimintavarmuutta.

Ota yhteyttä asiakaspalvelumme kautta paikalliseen maakasuliitosasiantuntijaamme

Tiiviys
CNG:tä ja nesteytettyä maakaasua varastoidaan paineissa, jotka voivat ylittää 275 baaria (4000 psi). Mikä tahansa vuoto voi aiheuttaa merkittäviä turvallisuusriskejä käyttäjille. Erityisesti tankkausasemien, joissa tavallisten loppukäyttäjien on voitava tankata turvallisesti ja helposti, on oltava virheettömiä. Laadukkaat komponentit ovat välttämättömiä, jotta tämä olisi mahdollista.

Jotta vuodot voidaan estää myös haastavissa olosuhteissa, tarvitaan kaasutiivis liitos. Perinteiset leikkaavat ja puristus tyyppiset putkiliittimet sekä yksi- että kaksi helmiset mallit, soveltuvat moniin yleisiin teollisuussovelluksiin, mutta ne voivat olla riittämättömiä vaativimmissa liikennesovelluksissa. Liitin, joka muodostaa kaasutiiveyden useisiin kosketuspintoihin, voi tarjota kestävämmän suojan vuotoja vastaan, mikä lisää turvallisuutta sekä tankkauksessa että ajoneuvon sisäisissä liitännöissä.

Tärinänkestävyys
CNG- ja LNG-liitosten on kestettävä liikkuvaan ajoneuvoon, putkistoon ja kompressoriasemaan liittyvää jatkuvaa tärinää. Tästä syystä on tärkeää etsiä liitososia, jotka osoittavat tinkimätöntä tärinänkestävyyttä.

Kaksi helminen putkiliitinmalli, joissa takahelmen muotoilu mahdollistaa "saranamaisen" joustavan toiminnon, voi tarjota kuljetussovelluksissa vaaditun tärinänkestävyyden. Kaksi helminen rakenne luo mekaanisen kaksoispitovoiman putkistoon, mikä vähentää tehokkaasti liitososien irtoamisen todennäköisyyttä, vaikka ne altistuisivat jatkuvalle tärinälle. Tämä rakenne sallii lisäksi hyvin pienen liikkeen liitoksessa säilyttäen samalla asianmukaisen pito- ja voiman tason. Tämä liike, jota kutsutaan "takaisin joustoksi", luo vankan tärinänkestävyyden, joka on ihanteellinen sekä ajoneuvossa että tankkausinfrastruktuurissa käytettäväksi.

Lämpötehokkuus
CNG- ja LNG-polttoainejärjestelmiin liittyy luonnostaan termodynaamisia haasteita. Esimerkiksi paine, jossa CNG varastoidaan, on huomattavasti korkeampi kuin paine, jossa CNG kulkee jakelulaitteesta ajoneuvon polttoainesäiliöön. Kun CNG:n paine laskee tankkauksen aikana, Joule-Thomson-ilmiö aiheuttaa kaasun lämpötilan huomattavan laskun. Tällainen lämpötilan lasku voi tapahtua myös, kun paineistettua kaasua tai nestettä kuljetetaan ajoneuvon varastosäiliöstä moottoriin käytön aikana.

Kaikkien järjestelmän osien, erityisesti koko järjestelmän putkien liitososien, on kestettävä nämä äkilliset lämpötilan muutokset. Heikompilaatuiset materiaalit voivat laajentua ja supistua lämpötilan vaihteluiden vuoksi, mikä voi aiheuttaa vuotoja tai muita vikoja.

Korroosionkestävyys
CNG- ja LNG-ajoneuvot sekä tankkausinfrastruktuuri altistuvat monenlaisille ympäristöolosuhteille, jotka voivat aiheuttaa korroosiota. Tämä tarkoittaa, että laitevalmistajien olisi pyrittävä ennaltaehkäisemään korroosioon liittyviä vikoja käyttämällä korkealaatuisia rakennusmateriaaleja kaikissa CNG- ja LNG-järjestelmien komponenteissa.

Esimerkiksi perinteinen hiiliteräs on varsin altis sisäiselle ruostumiselle. CNG- ja LNG-polttoaineissa on tyypillisesti hajuaineita, joiden avulla käyttäjät pystyvät paremmin haistamaan vuodon, jos sellainen tapahtuu. Tällaiset hajuaineet sisältävät kuitenkin yleensä rikkiä, joka voi edistää polttoainejärjestelmien ennenaikaista korroosiota ja ruostumista. Maakaasussa on myös luontainen kosteuspitoisuus, joka voi lisätä korroosiota, ja se voi olla vielä ongelmallisempaa kosteammassa ja lämpimämmässä ilmastossa. Koska sisäistä korroosiota ei voida helposti havaita silmämääräisesti huoltotarkastusten yhteydessä, siitä voi tulla vakava turvallisuusriski.

Korkealaatuinen ruostumaton teräs, jossa on korkeampi nikkeli- ja kromipitoisuus, voi torjua korroosiota tehokkaammin. Vähemmän laadukkaat ruostumattoman teräksen koostumukset, joissa on alhainen nikkeli- ja kromipitoisuus, ovat alttiimpia tällaisille korroosio-ongelmille.

Kokoonpano ja saatavuus
CNG- ja LNG-liikenneratkaisujen kysynnän kasvaessa laitevalmistajien on oltava valmiita toimittamaan nopeasti luotettavia tuotteita. Laadukkaiden järjestelmien rakentaminen nopeasti, mutta luotettavasti voi kuitenkin olla haasteellista. CNG-järjestelmät voivat olla erityisen monimutkaisia ja haastavia, joten putkiliitosten asentamisen laadullinen osaaminen on oltava korkealla tasolla. Yksinkertainen asennus voi siis olla tärkeä ominaisuus, kun valitset putkiliitoksen komponentteja. Erityisesti polttoainelinjojen volyymituotantoon suunnitellut liittimet, auttavat asentajia tekemään tiiviitä putkiliitoksia, jotka kestävät tärinää paljon tehokkaammin kuin vaihtoehtoiset tekniikat.

Swagelokin paikalliset myynti- ja palvelukeskukset voivat tukea laitevalmistajia säännöllisillä toimituksilla sekä ylläpitämällä paikallista komponenttivarastoa laitevalmistajan toimitiloissa, mikäli laitevalmistajan tavoitteena on ylläpitää toimitusvarmoja tuotantoaikatauluja. Tällainen reaaliaikainen osien saatavuus tarjoaa OEM-valmistajille myös varmuusvarastoja, jotka auttavat hallitsemaan kysynnän vaihteluita.

Ihanteellinen liitin CNG- ja LNG-sovelluksiin
Menestyäkseen CNG- ja LNG-markkinoilla laitevalmistajat tarvitsevat putkien liitostekniikkaa, joka täyttää näiden polttoainejärjestelmien vaativat suorituskykyvaatimukset.

Swagelok® assembly-by-torque (AbT) -liitos on varteenotettava vaihtoehto, joka on kehitetty erityisesti vaihtoehtoisten polttoaineiden kuljetussovellusten vaatimuksia varten. Patentoitu liitos, jossa takahelmen kehittynyt geometria, mahdollistaa kokoonpanon vääntömomentin avulla, mikä takaa johdonmukaisen tiiviin suorituskyvyn. Lisäksi AbT-liitosten kokoaminen onnistuu nopeasti ja helposti sekä liitokset tarjoavat erinomaisen kaasutiiveyden, tartunnan putkeen ja tärinänkestävyyden myös toistuvien asennusten jälkeen.

Etsitkö tukea CNG- ja LNG-polttoainejärjestelmien kehittämiseen? Asiantuntijamme keskustelevat mielellään vaihtoehdoistasi luotettavien ja korkealaatuisten ajoneuvojen ja infrastruktuurin kehittämiseksi.

Ota yhteyttä asiakaspalvelumme kautta paikalliseen maakasuliitosasiantuntijaamme

Swagelok Helsingin blogit ajankohtaisista instrumentoinnin aiheista