Hidrógeno
Transición energética con hidrógeno
El Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán (BMBF) ha encendido oficialmente el turbo de la economía del H2 con la actualización de julio de 2023 de su estrategia del hidrógeno. El objetivo declarado del BMBF es el liderazgo en este mercado emergente. En la práctica, la tarea es sellar las aplicaciones del hidrógeno en las distintas industrias y sectores económicos de forma segura y conforme a todas las normativas y directrices.
En las aplicaciones de hidrógeno, se distingue entre el «hidrógeno verde», que se obtiene a partir de fuentes de energía renovables o por electrólisis, y el «hidrógeno gris», que se obtiene mediante un proceso de reformado de combustibles fósiles. Por lo tanto, los materiales de estanquidad deben cumplir los requisitos de las aplicaciones gaseosas, así como los de las aplicaciones criogénicas y mixtas. Por regla general, las juntas de PTFE de tercera generación GYLON® se utilizan desde hace décadas en la gama H2 (hidrógeno) y su estanqueidad técnica está fuera de toda duda, ya que las pruebas actuales de las características de estanqueidad comunes EN 13555 se realizaron con helio, una molécula más pequeña.
Dado que el medio H2 se encuentra siempre dentro del ámbito de aplicación de TA-Luft, deben utilizarse materiales de juntas que puedan proporcionar una prueba matemática de su estanqueidad técnica de acuerdo con VDI2290 mediante el cálculo según EN 1591-1 en conexiones de brida circulares. Por tanto, es necesario determinar las características EN13555 de los materiales de junta con respecto a la fluencia a temperatura o la presión superficial máxima tolerable.
Dado que en Alemania cualquier material que entre en contacto con material reactivo que pueda crear una atmósfera explosiva debe ser ensayado por el Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM) antes de ser utilizado en la práctica, GYLON® & GYLON EPIX® Estilo 3504 y Estilo 3510 también han sido ensayados por el BAM de Berlín.
GYLON® & GYLON EPIX®
GYLON® es un material de sellado de PTFE calandrado de alto rendimiento disponible con diversas modificaciones. En función de la modificación, se dan diferentes propiedades de compresibilidad y recuperación.
GYLON® y GYLON EPIX® Style 3504 & 3510 han sido probados por el Instituto Técnico Federal Alemán de Investigación y Ensayo de Materiales (BAM) para aplicaciones de hidrógeno. El informe de la prueba «Caracterización de materiales poliméricos antes y después del almacenamiento en hidrógeno» mostró muy buenos resultados de la prueba y propiedades ideales de nuestros materiales GYLON® para aplicaciones de sellado de hidrógeno.
GYLON® Style 3504 GYLON® Style 3510
GYLON EPIX® Style 3504 GYLON EPIX® Style 3510
STRESS SAVER® GYLON® 3504
Segmentos principales
| » Industria química y petroquímica |
| » Alimentación y bebidas |
| » Farmacéutica |
| » Industria metalúrgica |
| » Generación de energía |
| » Nuevas Energías H2 / Hidrógeno |
Principales ventajas
| » Amplia gama de aplicación y capacidad de descarga (QSmin/L = 3MPa*) |
| » Amplia gama de temperaturas (-268°C a +260°C) |
| » Ausencia de plastodeformación (“coldflow”) |
| » Alta carga tolerada (QSmax 230 MPa*) |
| » Servicios de alta presión y vacío |
| » Excelente resistencia química ** |
| » Disponible con ojal interior/exterior |
| » Buenas propiedades de aislamiento eléctrico |
| » Vida útil ilimitada |
| » Resistente a la intemperie y a los rayos UV |
Certificados / Declaraciones *
| » FDA |
| » KTW |
| » BAM |
| » EC1935/2004 incl. EC10/2011 |
| » TA – Luft incl. Blow-out Proof |
| » Características DIN EN 13555 |
| » Sin ftalatos |
| » Sin silicona |
| » Libre de IDA (EMEA 410/01) |
| » USP Clase VI <87> <88> |
| » USP <281> <661> |
| » Hydrocheck (Belgaqua) |
* En función de los detalles del producto y la aplicación
** Ver tabla de resistencia química Garlock
Resultados de los ensayos
Los tipos de juntas GYLON® & GYLON EPIX® se almacenaron de la siguiente manera:
1. Almacenamiento durante más de una semana a 150°C a 100 bar en hidrógeno gaseoso
2. Almacenamiento de al menos seis días en hidrógeno líquido en condiciones criogénicas.
3. A continuación, se examina su dureza, resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y densidad.
4. Comparación de los valores determinados tras el almacenamiento en H2 con los valores determinados anteriormente.
Los resultados del ensayo de propiedades mecánicas de BAM demuestran que nuestras juntas de 3ª generación son adecuadas para su uso e n entornos criogénicos y de alta temperatura H2 sin sufrir daños.
Pruebas realizadas por BAM con excelentes resultados tras envejecimiento en hidrógeno criogénico (-253°C) y gaseoso (+150°C) (número de expediente BAM 22048064_1: 01-2023).
⮳ Los cambios están dentro de la tolerancia de error de los sensores.
Para determinar las clases de estanqueidad alcanzables, en la empresa se realizó un ensayo de la estanqueidad técnica tras el envejecimiento a -196°C en el rango criogénico y en el rango gaseoso con un envejecimiento de hasta 200°C. GAIST (una empresa derivada de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Münster) realizó el montaje y la prueba de componentes según VDI2290 (aún por adoptar).
Las tablas siguientes muestran a modo de ejemplo los valores alcanzados en el ensayo (se dispone de certificados e informes de ensayo para la prueba de componentes según el nuevo TA-Luft).
Conclusión
Los resultados del ensayo de las propiedades mecánicas de BAM muestran que nuestros materiales de PTFE modificado GYLON® de 3ª generación son aptos para su uso con H2 en entornos criogénicos y de alta temperatura sin sufrir daños.
Para todos los resultados y ensayos se dispone de los correspondientes informes de ensayo y certificados conforme a la nueva TA-Luft.
Determinación de las clases de estanqueidad
No sólo se pueden conseguir clases de estanqueidad elevadas con juntas fabricadas de una sola pieza. También se pueden conseguir excelentes clases de estanquidad con juntas segmentadas en el entorno de hidrógeno gaseoso. Como era de esperar, las presiones superficiales residuales en los ensayos criogénicos fueron superiores a los de la gama gaseosa a +200°C. Todas ellas se calificaron como buenas.
Resumen de los resultados
Se ha podido demostrar que las pruebas de estanqueidad con H2 (hidrógeno) siempre dan un resultado superior a la de la clase de estanqueidad mínima requerida de 1,0x10E- 02 [mg/ (s*m)] tanto en condiciones criogénicas como en condiciones gaseosas.
Los «peores» resultados alcanzados son de 1,39x10E-05 [mg/(s*m)] en el rango criogénico, 1000 veces mejores que los exigidos por el TA-Luft y en estado gaseoso, también unas 1000 veces mejores que el valor límite del TA-Luft.
Los resultados obtenidos de las pruebas con helio pueden utilizarse para evaluar la estanqueidad técnica en servicios con hidrógeno de un material de estanqueidad fabricado con PTFE calandrado modificado con respecto al cumplimiento de la norma TA- Luft.
Estudio de caso GYLON® 3510
Equipos ecológicos de producción y distribución de hidrógeno
Industria
Equipos ecológicos de producción y distribución de hidrógeno
Cliente
Como líder industrial en equipos de producción y distribución de hidrógeno, nuestro cliente contribuye al desarrollo mundial del hidrógeno bajo en carbono como solución para la transición energética. Por su naturaleza, su modelo de negocio se basa en apoyar a clientes europeos activos en la industria, la movilidad y la energía, en sus esfuerzos por descarbonizar sus actividades.
El cliente dispone de centros de excelencia en Francia, Alemania e Italia desde la creación de la empresa. Su base industrial y comercial es fuertemente europea.
Antecedentes
El hidrógeno es un vector energético que complementa la transición hacia las energías renovables. Como vector energético con múltiples aplicaciones, el hidrógeno desempeña un papel clave en la transición energética mundial. Puede convertirse en combustible limpio para cargar vehículos de hidrógeno, inyectarse en las redes de gas, utilizarse como materia prima para la industria o como solución de almacenamiento de energía para aportar la flexibilidad necesaria para el control de las redes inteligentes.
Desafíos
Nuestro cliente quería asegurarse de que las juntas utilizadas fueran adecuadas para sus aplicaciones de hidrógeno. Debían ser resistentes a los diferentes fluidos y garantizar una larga vida útil. En intensas conversaciones, querían informarse sobre las pruebas y los resultados en aplicaciones con hidrógeno.
Condiciones de funcionamiento
1. Media: Oxygen, Hydrogen, KOH (28%) (Potassium Hydroxide)
2. Temperature: 75°C
3. Pressure: 30 bar (g)
Solución y ventajas
Our customer specified GYLON® 3510 for the pipelines in a green electrolyzer 16MW plant. With the characteristic properties of GYLON®, and after successful tests, the customer was convinced to implement GYLON® 3510. Media resistance, service life and the typical character properties of GYLON® 3510 (white) have surpassed all competitor materials many times by far.
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