Kiểm tra van cho các ứng dụng thu giữ hydro và carbon (CCUS)

Sự phát triển của nền kinh tế "năng lượng mới" hay nền kinh tế carbon thấp đồng nghĩa với việc cơ sở hạ tầng hỗ trợ nó cũng phải phát triển theo. Điều này đảm bảo rằng chúng có thể xử lý hai loại chất lỏng kỹ thuật hóa học khó khăn nhất – Hydro (H2) và Carbon Dioxide (CO2). 

Do đó, các nhà quản lý nhà máy và nhà sản xuất phải xem van hydro là biện pháp phòng ngừa chính chống lại các mối nguy hại về môi trường và những tổn thất tài chính đáng kể. Việc xác minh rằng các bộ phận này chịu được sự khắc nghiệt của hoạt động ở áp suất cao đòi hỏi một sự thay đổi quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu và phương pháp thử nghiệm van truyền thống. 

Chuẩn bị van cho hệ thống hydro và thu hồi và lưu trữ carbon (CCUS).

Các khía cạnh kỹ thuật của van hydro và Thu giữ, Sử dụng và Lưu trữ Carbon (CCUS) đòi hỏi những người tham gia phải quản lý sự biến động áp suất cực độ và các tương tác hóa học mạnh mẽ. Khái niệm về '‘không rò rỉ’'Trong các ứng dụng năng lượng mới, cần phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định. Ngay cả một lỗi nhỏ ở lớp niêm phong cũng có thể dẫn đến cháy nổ.'. 

Rò rỉ hệ thống CCUS cũng có thể dẫn đến hiện tượng đóng băng cục bộ nhanh chóng. Do đó, việc chuẩn bị van phải được thực hiện với vật liệu đúc dày hơn và tỉ mỉ. kiểm tra khí thải thất thoát, và kiểm định luyện kim. Các quy trình này đảm bảo rằng van duy trì áp suất ổn định trong suốt vòng đời hoạt động. 

Thách thức về hydro

Các nhà hóa học và kỹ sư coi hydro là "nghệ sĩ thoát hiểm" bậc nhất trong thế giới phân tử. Đây là nguyên tố nhỏ nhất và nhẹ nhất, tạo ra những thách thức vật lý và hóa học riêng biệt khiến các van công nghiệp tiêu chuẩn trở nên vô dụng chỉ sau vài tháng. 

Kích thước phân tử H₂ và nguy cơ rò rỉ

Do phân tử hydro rất nhỏ, chúng có thể di chuyển qua các lỗ nhỏ li ti và mạng tinh thể. Điều này dẫn đến nguy cơ rò rỉ không nhìn thấy được rất nghiêm trọng. Trong hệ thống áp suất cao, phân tử này lan truyền qua các gioăng thân máy và vòng đệm van. 

Tuy nhiên, có một cách để khắc phục điều này: các nhà quản lý cơ sở và nhà sản xuất phải có van hydro trải qua quá trình chuyên môn hóa Kiểm tra rò rỉ khí heli. Điều này xác nhận rằng các mối hàn kín đủ chắc để giữ khí bên trong. 

Hiện tượng giòn hydro của kim loại

Hiện tượng giòn hydro (HE) là rủi ro nguy hiểm nhất. Đó là khi các phân tử hydro lan rộng trên bề mặt thép cường độ cao. Chúng phân ly thành hydro nguyên tử và khuếch tán đến các ranh giới hạt của kim loại. Kết quả là, các chi tiết kim loại trở nên giòn và giống như thủy tinh. 

Yêu cầu về van thu giữ carbon (CO2)

TRONG CCUS Trong một số ứng dụng, khí carbon dioxide được biết đến là chất làm suy giảm độ kín và tính toàn vẹn cơ học, đặc biệt là trong quá trình chuyển pha. 

Áp suất cao và giảm áp nhanh

Trong các hệ thống CCUS, CO2 thường được vận chuyển ở trạng thái rất tới hạn, nghĩa là nó hoạt động như cả khí và lỏng. Hơn nữa, hệ thống phải hoạt động ở áp suất thường vượt quá 150 bar. Nguy hiểm xảy ra trong quá trình "Giảm áp nhanh" (RGD). Khi hệ thống được giảm áp nhanh chóng, CO2 đã hấp thụ sẽ giãn nở mạnh khi trở lại trạng thái khí. 

Giải nén nổ chất đàn hồi (RGD)

Khi CO2 ở áp suất cao, các gioăng và vòng chữ O bằng cao su tiêu chuẩn hoạt động như miếng bọt biển. Khi hiện tượng RGD xảy ra, khí bị kẹt bên trong chất đàn hồi sẽ cố gắng thoát ra nhanh nhất có thể. Điều này dẫn đến hiện tượng "giảm áp đột ngột" khiến các gioăng bị vỡ từ bên trong ra ngoài. Các chuyên gia luôn khuyến cáo sử dụng gioăng chống RGD chuyên dụng cho bất kỳ van CCUS nào. 

Tiêu chuẩn thử nghiệm cho năng lượng mới

Các thử nghiệm pin được tiến hành để đánh giá xem van đã sẵn sàng và có thể chịu được các thử nghiệm đó hay chưa. Năng lượng mới thị trường. Ngoài những điều thông thường API 598 kiểm tra thủy tĩnh, kiểm tra khí thải thất thoát và cần phải tiến hành chu trình khí áp suất cao. 

Van bi thép không gỉ API khí nén

Van bi vận hành bằng khí nén của chúng tôi là hiện thân của độ bền và khả năng chịu đựng các sự cố như vỡ hoặc rò rỉ.

Xem sản phẩm

Kiểm tra khí áp suất cao

Việc kiểm tra bằng chất lỏng sẽ không đủ đối với hydro. Các nhà sản xuất van phải sử dụng phương pháp kiểm tra khí áp suất cao (HPGT) với khí heli hoặc nitơ. Khí heli là môi trường ổn định được ưu tiên hơn vì kích thước phân tử của nó gần với kích thước phân tử của hydro hơn. 

Một người đáng tin cậy van hydro nhà sản xuất phải đáp ứng ISO 15848-1 các tiêu chuẩn, cụ thể là chứng nhận Loại AH hoặc BH. Điều này đề cập đến việc vận hành van hàng nghìn lần ở các nhiệt độ khác nhau đồng thời kiểm tra khả năng rò rỉ ở trục van bằng máy đo phổ khối lượng. 

Tính phù hợp của vật liệu

Sự đồng thuận của ngành đối với van hydro Tập trung vào thép không gỉ ASTM A182 F316/316L với hàm lượng niken tối thiểu là 12%. Điều này giúp ổn định cấu trúc hạt austenit, có khả năng chống lại sự di chuyển của các nguyên tử hydro tốt hơn. 

Độ ẩm trong CCUS Các ứng dụng này có thể chuyển đổi CO2 thành axit cacbonic. Do đó, các bộ phận bên trong thường được nâng cấp lên Inconel 625 hoặc Hastelloy C276. Điều này giúp ngăn ngừa ăn mòn khe hở và rỗ cục bộ. 

Lời kết

Với quá trình chuyển đổi sang Năng lượng mới, Chắc chắn nhu cầu về công nghệ van đang tăng lên. Việc vượt qua những phức tạp của... CCUS và hydro đòi hỏi các chuyên gia và nhà sản xuất hiểu rõ thực tế phân tử của nó. Các cơ sở chỉ sẵn sàng cho môi trường trung hòa carbon khi kiểm tra khí thải thất thoát và việc lựa chọn các vật liệu có khả năng chống giòn và RGD được ưu tiên.