Des meilleures pratiques concernant les infrastructures destinées à l’hydrogène

Les cinq meilleures pratiques pour concevoir des systèmes fluides qui acheminent de l’hydrogène

L’hydrogène est l’une des sources d’énergie propre et renouvelable les plus prometteuses au monde. Cette énergie peut être utilisée dans des applications très diverses qui vont du transport et de la manutention de matière aux alimentations électriques de secours fixes ou portatives, et de nombreux secteurs d’activité sont en train d’en prendre conscience partout dans le monde.

Cependant, pour que l’hydrogène atteigne vraiment son plein potentiel, les systèmes fluides critiques qui traitent, transportent, stockent et distribuent ce gaz doivent être aussi sûrs et fiables que possible. Et surtout, il n’est pas toujours possible d’utiliser directement un savoir industriel et un sens aigu de la conception généralement acquis dans le secteur du pétrole et du gaz pour concevoir des applications destinées au secteur de l’hydrogène.

Faites le point sur l’hydrogène

Pour quelle raison ? L’hydrogène est tout simplement très différent des fluides habituellement exploités dans le secteur du pétrole et du gaz, et nécessite par conséquent que l’on utilise des stratégies différentes pour concevoir des infrastructures fiables. En ayant cela à l’esprit, découvrez les cinq principaux points à considérer pour concevoir des systèmes destinés à des infrastructures du secteur de l’hydrogène :

1. Penser à l’utilisateur final

À part la pompe à essence, la plupart des systèmes industriels du secteur du pétrole et du gaz sont hors de vue du consommateur ordinaire. De plus, ces systèmes sont généralement gérés par des professionnels.

Les systèmes qui vont acheminer de l’hydrogène doivent être conçus en tenant compte de certains problèmes liés à l’utilisation de ce gaz.

Or, le potentiel de cette source d’énergie propre tend à mettre des systèmes à hydrogène entre les mains de tout un chacun. Prenons l’exemple du transport : un véhicule à hydrogène devra être ravitaillé dans une station où l’utilisateur va transférer un gaz à haute pression dans son véhicule au moyen d’un distributeur prévu pour cela. Pour dissiper les inquiétudes quant à la sécurité, les systèmes qui vont acheminer cet hydrogène devront impérativement être conçus en tenant compte de certains problèmes liés à l’utilisation de ce gaz.

2. Limiter les points de fuite potentiels

L’un de ces problèmes est le risque de fuites. C’est pourquoi il est important de limiter autant que possible le nombre de points de fuite potentiels dans votre système.

Les molécules d’hydrogène sont extrêmement petites et peuvent s’échapper d’un système fluide par le moindre interstice. Comparativement, il est très difficile pour une grosse molécule – de pétrole brut, par exemple – de passer par ces mêmes interstices. Cela signifie qu’un système conçu pour le pétrole et le gaz n’est généralement pas suffisamment étanche pour contenir un gaz comme l’hydrogène. Les joints et les matériaux utilisés dans le secteur du pétrole et du gaz, de même que la manière dont sont raccordés les tuyaux ou les tubes, ne sont pas adaptés pour contenir l’hydrogène en toute sécurité.

Les molécules d’hydrogène sont extrêmement petites et peuvent
s’échapper d’un système fluide par le moindre interstice.

Réduire les points de fuite dans une infrastructure du secteur de l’hydrogène implique de limiter le nombre de raccordements dans l’ensemble du système et de recourir à des techniques appropriées de cintrage des tubes dans des endroits stratégiques plutôt que d’y installer un raccord supplémentaire. Votre fournisseur pourra éventuellement vous proposer des possibilités de formation sur la conception de ces systèmes.

3. Utiliser de l’acier inoxydable de haute qualité

Parce que les molécules d’hydrogène sont très petites, elles peuvent également favoriser une forme particulière de corrosion appelée fragilisation par l’hydrogène, un phénomène qui réduit la ductilité d’un métal ainsi que sa résistance à la rupture et à la fatigue. Ces problèmes peuvent entraîner une défaillance du système aux conséquences diverses – problèmes de sécurité, mises à l’arrêt d’installations, pertes financières.

Il est toutefois possible d’éviter ce phénomène de fragilisation par l’hydrogène en choisissant des matériaux adaptés. Généralement, un système à hydrogène bien conçu doit être fabriqué avec des tubes en acier inoxydable 316 de haute qualité – des tubes qui ont fait la preuve de leur efficacité dans la durée.

Choisir le bon matériau peut éviter le phénomène de fragilisation par l’hydrogène.

Plus précisément, les aciers inoxydables aux teneurs élevées en nickel offriront des performances optimales dans les systèmes à hydrogène. Si l’American Society for Testing and Materials (ASTM) impose une teneur minimale en nickel de 10 % dans la composition de l’acier inoxydable 316, un acier contenant au moins 12 % de nickel sera plus adapté aux problèmes particuliers posés par l’hydrogène. La teneur en nickel aide à stabiliser la microstructure de l’acier inoxydable, ce qui le rend plus résistant au phénomène de fragilisation par l’hydrogène.

4. Optimiser les raccords pour tubes

Les composants largement utilisés dans les applications du secteur pétrolier et gazier pourront ne pas être la meilleure solution pour les applications du secteur de l’hydrogène.

Par exemple, les raccords filetés à extrémité conique classiques sont très utilisés dans le secteur du pétrole et du gaz. En revanche, ils risquent davantage de fuir dans un système qui doit contenir un gaz comme l’hydrogène. En fait, la conception du raccord fileté à extrémité conique remonte à la fin du 19e siècle. Or, il existe aujourd’hui des solutions beaucoup plus modernes et plus performantes.

Les raccords filetés à extrémité conique risquent davantage de fuir
dans un système censé contenir un gaz comme l’hydrogène.

Les raccords série FK de Swagelok, par exemple, ont été conçus spécialement pour une utilisation avec l’hydrogène. Avec une pression nominale allant jusqu’à 1050 bar, ils ont été utilisés dans divers secteurs et pour diverses applications depuis leur lancement, et ils demeurent une solution optimale pour les véhicules à hydrogène et les infrastructures associées, entre autres. Fabriqués dans des aciers inoxydables de haute qualité, ils constituent un choix idéal.

Découvrir des raccords pour l’hydrogène

5. Consulter des experts

La production d’hydrogène est une nouvelle frontière dans le domaine des énergies propres. Les promoteurs d’infrastructures, les équipementiers de véhicules et d’autres acteurs travaillent ensemble en temps réel pour offrir des solutions fiables qui vont faire faire un bon en avant au secteur de l’hydrogène.

Les réponses aux questions que l’on se pose ne sont pas toujours faciles à trouver. En cas de doute, il peut être utile de travailler avec un fournisseur capable de vous renseigner sur le sujet de l’hydrogène, d’offrir une expertise dans le domaine de la conception et de recommander des produits adaptés aux besoins de votre application.

En cas de doute, collaborez avec un fournisseur capable de vous renseigner sur le sujet de l’hydrogène
, d’offrir une expertise dans le domaine de la conception et de recommander des produits.

C’est en partie la raison pour laquelle Swagelok a décidé de se consacrer aux énergies propres. En plus de fournir des composants critiques – p. ex. des raccords conçus spécialement pour le confinement de l’hydrogène –, nous apportons notre maîtrise de la physique des matériaux et proposons l’assistance technique d’experts de ces questions. Grâce à une gamme complète de produits et de services pour le secteur de l’hydrogène , nous vous aidons à mettre au point plus rapidement des solutions simples et fiables.

Vous souhaitez en savoir plus sur les produits à privilégier pour l’hydrogène, les meilleures pratiques, les stratégies de conception, etc. ? Continuez à explorer le Point de repère Swagelok  à la recherche des informations dont vous avez besoin pour remporter des succès dans le secteur naissant de l’hydrogène.

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