在选择 CNG/LNG 卡套管接头时，应注意的事项

首席新产品开发工程师 Chuck Hayes

Swagelok Assembly-by-Torque Fittings (AbT)全球的汽车制造商,越来越多地选择将压缩天然气 (CNG) 和液化天然气 (LNG) 作为清洁燃料,满足愈发严格的排放要求。

想要利用 CNG 和 LNG 的巨大商业潜力,就需要从燃料源到车辆的各个层面,开发出高质量燃料输送系统解决方案。为了实现安全、长期的系统性能,应谨慎地选择系统的零部件,包括预弯燃料管路、阀门、挠性软管、测量装置,以及非常重要的卡套管接头。

对于参与组装 CNG/LNG 车辆以及使这些车辆得以运行的加气基础设施的原始设备制造商 (OEM) 而言,选择符合应用特定性能标准的接头非常重要。请进一步了解:

● 气密性

CNG 和 LNG 的存储压力可达 275 bar (4000 psi)以上。出现任何泄漏都可能对操作人员带来重大安全隐患。尤其是,加气站必须保持无故障,确保一般的终端用户能够安全、简便地加气。为实现这一点,就必须使用高品质零部件。

为了在苛刻条件下防止发生泄漏,做好气体密封是非常必要的。传统咬合式和压缩式卡套管接头采用单卡套和双卡套设计,它们适用于大多数的一般性工业应用,但不一定符合要求更苛刻的运输应用。多条接触线形成的气体密封接头,可提供更强大可靠的防泄漏保护,从而提高加气和车载连接的安全水平。

● 抗振性

CNG 接头和 LNG 接头必须能够经受住车辆移动、管道和压缩机等设备带来的持续振动。为此,找到具有出色抗振性能的接头十分重要。

卡套管接头采用具有铰链-夹箍抱紧作用的双卡套设计,能够提供运输应用所需的抗振性。双卡套设计在卡套管上形成双重机械抓紧,即使在持续的运行振动下,也能有效降低接头松脱的可能性。此外,这种设计还可以在保持适当抓紧力的同时,在接头中允许非常小的移动。这种移动称为“回弹”,可实现优秀的抗振性,非常适合车载运行以及在加气基础设施中使用。

● 热性能

CNG 和 LNG 燃料系统面临着固有的热力学挑战。例如,CNG 的储存压力明显高于 CNG 从加气机传输到车载燃料箱时的压力。由于 CNG 在加气过程中压力会降低,焦耳-汤姆逊效应会导致气体温度显著下降。在车辆运行过程中,压缩气体或液体从车辆的储罐传输到发动机时,也会发生这种温度下降。

系统中的所有零部件,都必须承受这种温度剧变,尤其是整个系统中的卡套管接头。低质量的材料,可能会因温度波动而膨胀和收缩,导致泄漏或其它故障。

● 耐腐蚀性

CNG 和 LNG 车辆以及加气基础设施可能受各种环境条件的影响而发生腐蚀。这意味着 OEM 应当为 CNG 和 LNG 系统中的所有零部件采用高品质的结构材料,主动防范腐蚀相关的故障发生。

例如,传统碳钢很容易发生内部生锈。CNG 和 LNG 燃料一般含有加臭剂,这样在发生泄漏时,用户可更好地通过嗅觉发现泄漏。但此类加臭剂一般含有硫,这会导致燃料系统过早腐蚀和生锈。天然气还具有一定湿度,这会进一步加剧腐蚀,并且在一些更加潮湿和温暖的气候中,腐蚀问题会变得更加严重。一般的维护检查是无法通过肉眼明显地检测到内部腐蚀,因此这可能会变成一个严重的安全隐患。

以更高含量的镍和铬,配制的高品质不锈钢能够更加有效地抵御腐蚀。反之,镍铬含量低的不锈钢,更易受到此类腐蚀问题的影响。

● 装配与可获得性

随着 CNG 和 LNG 车载解决方案需求的增长,OEM 需准备好快速交付可靠的产品。但快速可靠地构建高质量系统具有很大的挑战。考虑到 CNG 系统布局的潜在复杂性,这对于不擅长进行卡套管接头连接的技术人员而言,非常具有挑战性。在您选择卡套管接头时,安装的简便性是一个重要特征。

专为实现大批量燃料管路生产而设计的接头可帮助安装人员进行一致、密封的管道连接,与替代技术相比,这些连接具有更高的抗振效果。此外,大批量生产不仅关乎装配的简便。希望保持积极生产计划的 OEM, 需要供应商能够提供本地零部件库存,花时间了解并解决 OEM 的生产需求。这种本地化的零部件供应能力,还可使 OEM 能够获得安全库存,从而帮助应对需求的波动。

● 面向 CNG 和 LNG 应用的理想接头

为在 CNG 和 LNG 市场中取得成功,OEM 需要一种卡套管接头技术,能够符合燃料系统苛刻的性能标准。

为符合替代燃料运输应用的要求而专门开发的 Swagelok® 力矩安装 (AbT) 接头。这种获得专利的接头,采用先进的几何形状、铰链-夹箍抱紧作用式后卡套设计,可实现力矩安装,实现一致的密封性能。此外,AbT 接头可以快速方便地完成装配,即使经过多次重复装配后,也能提供无泄漏的气密性、牢固的卡套管抓紧和优秀的抗振动疲劳性能。

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