Mejores Prácticas en Infraestructuras de Hidrógeno
Las 5 Mejores Prácticas para el Diseño de Sistemas de Fluidos de Hidrógeno
El hidrógeno es una de las fuentes más prometedoras del mundo de energía y energía limpias y sostenibles. Desde el transporte y la manipulación de materiales hasta la energía de reserva estacionaria, portátil y de emergencia, es útil en muy diversas aplicaciones—y las industrias de todo el mundo se están dando cuenta de ello.
Pero para que el hidrógeno alcance realmente todo su potencial, los sistemas de fluidos críticos que gestionan, transportan, almacenan y dispensan el gas deben ser lo más seguros y fiables posible. Y lo que es más importante, los conocimientos tradicionales de la industria y la perspicacia en el diseño—típicamente procedentes del sector del petróleo y gas—no siempre se se pueden trasladar directamente a las aplicaciones industriales del hidrógeno.
¿Por qué? El hidrógeno es, sencillamente, muy diferente de los fluidos típicos del petróleo y gas y, como tal, requiere estrategias de diseño diferentes para una infraestructura fiable. Teniendo esto en cuenta, he aquí nuestras cinco principales consideraciones sobre el diseño de sistemas para las aplicaciones de infraestructuras de hidrógeno:
#1. Pensar en el Usuario Final
Aparte del surtidor de combustible, la mayoría de los sistemas industriales de petróleo y gas quedan fuera de la vista del consumidor cotidiano. Y normalmente los gestionan profesionales.
Los sistemas de hidrógeno deben diseñarse teniendo en cuenta los retos específicos de su utilización.
Pero el potencial del hidrógeno como fuente de energía limpia pone los sistemas de hidrógeno directamente en manos de las personas corrientes. Pensar en el transporte: Un vehículo de pila de combustible de hidrógeno repostará en una estación de hidrógeno donde el usuario transferirá un gas a alta presión hasta su vehículo a través de un cómodo dispensador. Para reducir los problemas de seguridad, las infraestructuras de hidrógeno deben diseñarse teniendo en cuenta los retos específicos que plantea su utilización.
#2. Minimice los Puntos de Fuga Potencial
Una de esas dificultades es la posibilidad de que se produzcan fugas—y por eso es importante reducir al mínimo las posibles fugas en todo el sistema.
Las moléculas de hidrógeno son extremadamente pequeñas y pueden escapar incluso por la grieta más pequeña de un sistema de fluidos. En comparación, es muy difícil que una molécula grande—por ejemplo, el petróleo crudo—atraviese esos mismos espacios. Esto significa que el diseño tradicional de los sistemas de petróleo y gas no suele estar a la altura de la contención estanca del hidrógeno. Los cierres, los materiales y las técnicas habituales de conexión de tubo y
Las moléculas de hidrógeno son extremadamente pequeñas y
pueden escapar incluso por la grieta más pequeña de un sistema de fluidos.
Reducir los puntos de fuga en la infraestructura de hidrógeno significa minimizar el número de conexiones individuales en todo el sistema y utilizar técnicas adecuadas de doblado de tubo en lugares estratégicos en lugar de instalar otro racor. Su proveedor puede ayudarle con los cursos de formación sobre diseño.
#3: Utilice Acero Inoxidable de Alta Calidad
Debido a que las moléculas de hidrógeno son tan pequeñas, también pueden contribuir a una forma única de corrosión conocida como fragilización por hidrógeno, un fenómeno que reduce la ductilidad y la resistencia de un metal a la fractura y la fatiga. Estos problemas pueden provocar fallos en el sistema, con los consecuentes riesgos para la seguridad, aumento del tiempo de inactividad y pérdidas económicas.
Pero seleccionar el material adecuado puede evitar la fragilización por hidrógeno. En general, un sistema de hidrógeno bien diseñado debe hacerse con tubo de acero inoxidable 316 de alta calidad, que ha demostrado un buen rendimiento y una larga vida útil.
Seleccionar el material adecuado puede evitar la fragilización por hidrógeno.
En concreto, los aceros inoxidables que contienen niveles elevados de níquel pueden ofrecer un rendimiento óptimo en los sistemas de hidrógeno. La Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) exige un mínimo del 10% de níquel en las formulaciones de acero inoxidable 316, pero el acero inoxidable 316 con un mínimo del 12% de níquel es mejor para las exigencias únicas del hidrógeno. El contenido de níquel ayuda a estabilizar la microestructura del acero inoxidable, permitiéndole ser más resistente al debilitamiento por hidrógeno.
#4: Optimice sus Racores para Tubo
Los componentes que tradicionalmente han funcionado bien en las aplicaciones de petróleo y gas, pueden no ser la mejor opción para las de hidrógeno.
Por ejemplo, los accesorios con cono y rosca tradicionales se han utilizado mucho en los sistemas de petróleo y gas. Pero pueden ser más propensos a fugar en un sistema destinado a la contención de hidrógeno. De hecho, el diseño de cono y rosca se remonta a finales del siglo XIX, y hoy en día hay disponibles opciones mucho más modernas y de mejor rendimiento.
Los accesorios con cono y rosca pueden ser más
propensos a tener fugas
en un sistema destinado a la
contención del hidrógeno.
Por ejemplo, los racores serie FK de Swagelok están diseñados específicamente para utilizarlos en las aplicaciones de hidrógeno. Tienen valores nominales de presión ideales de hasta 1050 bar, se utilizan en diversas industrias y aplicaciones desde su introducción, y siguen siendo una opción óptima para vehículos de hidrógeno, infraestructuras de hidrógeno, etc. Disponibles en acero inoxidable de alta calidad, son una opción de diseño ideal.
#5: Consulte a los Expertos
El hidrógeno es una nueva frontera para las energías limpias. Desarrolladores de infraestructuras, fabricantes de vehículos y otros profesionales colaboran en tiempo real para ofrecer soluciones fiables que impulsen el sector.
Las respuestas no siempre son fáciles. En caso de duda, puede ser útil trabajar con un proveedor que tenga conocimientos específicos sobre hidrógeno
En caso de duda, puede ser útil trabajar con un proveedor que tenga conocimientos específicos
sobre hidrógeno, experiencia en diseño y que conozca los productos.
Es parte del motivo por el que Swagelok se ha dedicado al sector de las energías limpias. No sólo suministramos componentes críticos para sistemas de fluidos, como racores diseñados específicamente para la contención de hidrógeno, sino también experiencia en ciencias de los materiales y servicios expertos de ingeniería. Con una completa gama de productos y servicios para aplicaciones de hidrógeno , podemos ayudarle a crear soluciones más rápidas, sencillas y fiables.
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