Ce qu’il faut rechercher dans une vanne à hydrogène

Des vannes à hydrogène ultraperformantes : ce qu’il faut rechercher au moment de faire son choix

Chuck Hayes, ingénieur principal des applications pour les énergies propres, Swagelok

L’hydrogène se développe de plus en plus en tant que solution de mobilité. Ce carburant s’avère sûr, rentable, pratique et durable. Bref, il est l’avenir du secteur des transports.

L’hydrogène est l’avenir du secteur des transports.

Pour concrétiser ce potentiel, il est impératif que les véhicules à hydrogène et les infrastructures de distribution soient conçus et construits avec des matériaux de qualité, afin d’obtenir des systèmes fluides étanches qui devront durer des années, voire des décennies. Or, on ne peut pas pour cela utiliser n’importe quel composant. La production et l’acheminement de ce gaz présentent des défis très particuliers, ce qui exige d’appliquer des critères de performance spécifiques à l’ensemble des composants utilisés dans un système d’alimentation en hydrogène

Déconstruire les idées reçues concernant l’hydrogène

Les vannes, qui sont chargées de contrôler le débit d’hydrogène dans des systèmes fixes ou embarqués, sont un bon exemple. Comment s’assurer de choisir une vanne dont les performances sont adaptées à une utilisation avec de l’hydrogène ? Poursuivez votre lecture pour le découvrir.

Vannes à boisseau sphérique pour l’hydrogène

Les vannes à boisseau sphérique sont un composant couramment utilisé dans les systèmes à hydrogène pour démarrer ou arrêter l’écoulement. Lorsque vous choisissez des vannes à boisseau sphérique pour des applications qui mettent en œuvre de l’hydrogène, il est important de veiller à ce que le matériau d’étanchéité de la tige soit très résistant à l’usure. Une bonne solution consiste à opter pour une vanne de type tourillon à compression directe, ce qui permet de préserver une parfaite étanchéité à chaque ouverture/fermeture de la vanne. Une tige comprimée par la base permettra également de réduire le risque d’éjection de la tige, offrant ainsi une sécurité accrue.

En cas de doute, votre fournisseur devrait être en mesure de vous aider dans votre choix. Parmi les vannes utilisables, vous aurez probablement le choix entre des vannes à 2 ou 3 voies, différentes options de montage et divers coefficients de débit, en fonction des besoins de votre système. Enfin, veillez à ce que les vannes soient compatibles avec des raccords spécifiquement conçus pour l’hydrogène.

Vannes à pointeau pour l’hydrogène

Les vannes à pointeau sont utilisées pour effectuer des réglages relativement fins du débit. Dans les applications qui mettent en œuvre de l’hydrogène, il est impératif de tenir compte de certains facteurs au moment de choisir ce type de vanne. Les vannes à pointeau sont généralement fabriquées entièrement en métal, ce qui exige d’exercer une force importante pour former un joint étanche. La force appliquée peut aller jusqu’à déformer le pointeau lui-même, voire le siège, ce qui constitue un risque pour la sécurité et peut obliger à effectuer des réparations coûteuses. Par ailleurs, exercer une telle force nécessite généralement d’utiliser de gros actionneurs pneumatiques pour ouvrir et fermer les vannes – une opération qui peut prendre jusqu’à deux minutes.

Sachant tout cela, il est important de rechercher des vannes à pointeau fabriquées en acier inoxydable 316 de haute qualité – un alliage capable de résister à la déformation lorsque la vanne est actionnée de manière répétée. Enfin, n’oubliez pas que la pression nominale d’une vanne à pointeau n’est pas nécessairement adaptée aux applications courantes qui mettent en œuvre de l’hydrogène (350/700 bar). On veillera donc à choisir des vannes conçues pour ces pressions élevées. Et comme pour les vannes à boisseau sphérique, la compatibilité avec d’autres composants conçus pour l’hydrogène est un impératif.

Clapets anti-retour pour l’hydrogène

Les clapets anti-retour remplissent des fonctions de sécurité essentielles dans les compresseurs des systèmes de distribution d’hydrogène en protégeant l’utilisateur de toute inversion excessive de l’écoulement. Par rapport aux applications générales, les clapets anti-retour utilisés dans une application qui met en œuvre de l’hydrogène doivent faire face à certains problèmes liés à l’hydrogène lui-même.

La plupart des clapets anti-retour intègrent des ressorts – des composants généralement fabriqués dans un matériau écroui plus sensible à la fragilisation par l’hydrogène qu’un acier inoxydable 316 de qualité. Par ailleurs, les systèmes de distribution soumettent ces clapets à des variations importantes et rapides de la température et de la pression, ce qui exerce de fortes contraintes sur les joints en élastomère. Compte tenu de ces éléments, les clapets anti-retour à bille sont une meilleure solution pour les compresseurs d’hydrogène. L’intégrité des matériaux et la compatibilité des clapets anti-retour avec d’autres composants conçus pour l’hydrogène sont là encore des facteurs importants à prendre en compte.

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La viabilité à long terme du marché de l’hydrogène destiné au transport dépend de la sécurité, de la fiabilité et de la durabilité des véhicules et des infrastructures. Choisir les bons composants pour l’ensemble des systèmes de ces véhicules et de ces infrastructures peut aider à concrétiser pleinement le potentiel de cette technologie à long terme.

Vous souhaitez en savoir plus ? Swagelok propose une gamme de vannes à boisseau sphérique, de vannes à pointeau et de clapets anti-retour adaptés à un usage avec l’hydrogène, ainsi qu’une offre complète de composants supplémentaires qui viendront renforcer la sécurité et la fiabilité de vos systèmes. Nos spécialistes de l’hydrogène se feront un plaisir de vous aider à faire des choix judicieux et à trouver une solution adaptée à vos besoins.

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