Руководство по стандартам экологически чистой энергии

Растет общий объем инвестиций в транспортные средства, работающие на водороде и природном газе, а также вспомогательную инфраструктуру. Потенциал современных технологий может быть раскрыт только в случае правильного подбора компонентов. Особенно когда речь идет о низкомолекулярных газах и длительной эксплуатации системы. Но как понять, какие компоненты действительно подходят именно вам?

Производственные установки, виртуальные трубопроводы, заправочные станции и автомобильные системы требуют большого количества малогабаритных узлов и компонентов для транспортировки рабочих сред. Все они должны пройти функциональные испытания и проверку надежности. Данное руководство поможет упростить выбор необходимых компонентов, и сориентироваться в отраслевых стандартах и документации. Вы можете ознакомиться с полным ассортиментом малогабаритных компонентов Swagelok, которые соответствуют действительным протоколам испытаний для транспорта на водороде и природном газе.

Объяснение стандартов экологически чистой энергии

В отсутствие единого мирового стандарта для транспорта, работающего на экологически чистой энергии, имеется ряд стандартов, оказывающих значительное влияние на данную отрасль. Наиболее используемые и признанные включают:

Стандарты водородной отрасли

Стандарт ECE R134 является регламентом Европейской экономической комиссии ООН (UN/ECE), устанавливающий единые требования к одобрению автотранспортных средств и их компонентов в части требований к безопасности водородного топлива. Включает требования к автомобилям на сжатом водороде, в том числе с топливными элементами и двигателями внутреннего сгорания.
HGV 3.1. Стандарт устанавливает требования на компоненты топливной системы транспортных средств, работающих на сжатом водороде. Стандарт применим к устройствам с рабочим давлением 25, 35, 50 или 70 МПа. В документе рассматриваются характеристики герметичности, эксплуатационные параметры и требования безопасности компонентов.
HGV 4.1. Стандарт определяет условия безопасной эксплуатации, требования к прочной и надежной конструкции, а также методы проверки механических и электрических характеристик вновь производимых систем подачи водорода для автотранспорта. Стандарт разработан с учетом возможности применения продукции, которая может превышать указанные требования.
ISO 12619-1:2014. В документе изложены общие требования и определения для сжатого газообразного водорода и смесей водорода с природным газом, предназначенных для использования в автомобилях. Устанавливает общие принципы проектирования, а также требования к инструкциям и маркировке. Стандарт не распространяется на компоненты топливной системы для сжиженного водорода, топливные баки, стационарные газовые двигатели, крепежные элементы баков, электронные системы управления топливом и заправочные соединения.
ASME B31.3. Этот стандарт, известный как Кодекс технологических трубопроводов, направлен на обеспечение безопасности и надежности при проектировании и установке трубопроводных систем во многих отраслях промышленности. Он охватывает вопросы, связанные с материалами, сваркой, пайкой, термообработкой, формовкой, испытаниями, проверками, контролем, эксплуатацией и обслуживанием.
ASME B31.12. Данный стандарт, известный как Кодекс по водородным магистралям и трубопроводам, уделяет внимание управлению рисками, связанными с воспламеняемостью водорода и риском утечек. В документе прописаны специальные меры безопасности и протоколы, которые менее детализированы в стандарте ASME B31.34. Стандарт распространяется на трубопроводы и магистрали для газообразного водорода и его смесей, а также на трубопроводы для жидкого водорода.
ASME B16.34. Стандарт регулирует клапаны с фланцевым, резьбовым и сварным соединением для новых объектов строительства. В нем описаны параметры давления и температуры, размеры, допуски, материалы, требования к неразрушающему контролю, испытания и маркировка для литых, кованых и сборных клапанов, устанавливаемых между фланцами или непосредственно к фланцу.
Стандарт EC79.¹ устанавливает единые положения для одобрения типа автомобилей на водородном топливе. Он регламентирует производство и требования к транспортным средствам на водороде для перевозки пассажиров и грузов, а также их системам и компонентам. Данный регламент направлен на обеспечение безопасности и надежности водородных автомобилей, в том числе стандарты проектирования, изготовления и работы.

¹ С 5 июля 2022 года Европейским союзом был отменен регламент EC79/2009, при этом существующие сертификаты EC79 остались действительными. Компания Swagelok предлагает изделия, прошедшие испытания в соответствии со стандартами EC79 с получением необходимых сертификатов.

Стандарты КПГ

ECE R110. Данный стандарт представляет собой нормативный акт ЕЭК ООН, устанавливающий единые положения для одобрения отдельных компонентов автомобилей на КПГ. Сюда также входят требования к установке данных компонентов. Данный регламент направлен на обеспечение безопасности и надежности автомобилей, использующих КПГ, в том числе стандарты проектирования, изготовления и работы.
NGV 3.1. Стандарт определяет требования к элементам топливной системы автомобилей, использующих КПГ. Применим к устройствам, рассчитанных на рабочее давление 16 500, 20 700 или 24 800 кПа. В документе рассматриваются характеристики герметичности, эксплуатационные параметры и требования безопасности компонентов.
NGV 4.1. Данный стандарт устанавливает требования к системам заправки транспортных средств природным газом и охватывает механические и электрические характеристики новых установок для подачи природного газа в автомобили. Стандарт гарантирует, что заправочная система рассчитана преимущественно для подачи метана непосредственно в топливный бак автомобиля.
ISO 15500-1:2015. Документ устанавливает общие требования и термины для компонентов топливной системы КПГ, используемых в автотранспорте, включая принципы проектирования, требования к маркировке и инструкциям по эксплуатации. Стандарт применяется к транспортным средствам, использующим природный газ согласно ISO 15403-1. Стандарт не распространяется на компоненты топливной системы для СПГ, топливные баки, стационарные газовые двигатели, крепежные элементы баков, электронные системы управления топливом и заправочные соединения.
ASME B31.3. Этот стандарт, известный как Кодекс технологических трубопроводов, направлен на обеспечение безопасности и надежности при проектировании и установке трубопроводных систем в различных отраслях промышленности. Он охватывает вопросы, связанные с материалами, сваркой, пайкой, термообработкой, формовкой, испытаниями, проверками, контролем, эксплуатацией и обслуживанием.

Для инженеров и разработчиков наиболее важным критерием является не сама сертификация, а факт проведения полных испытаний внешней лабораторией согласно требованиям необходимых стандартов. Прошедшие независимые испытания компоненты демонстрируют равные (или лучшие) характеристики относительно имеющих полную сертификацию.

Отметим также, что компоненты, наглядно подтвердившие свое активное использование в отрасли, также равны полностью сертифицированным изделиям в плане функционала. Вышеуказанное означает, что инженерам и разработчикам при выборе компонентов системы необходимо искать полный комплект испытательной документации и/ или доказательства их частого промышленного применения.

Испытания компонентов газовой или жидкостной системы проводятся для многочисленных критериев результативности, включая коррозионные, гидравлические испытания, испытания на разрыв и вибрацию, испытания давлением и другое. Swagelok может предоставить соответствующую документацию, включая:

Международная сертификация/ международные листинги: Полная сертификация от международного уполномоченного органа с постоянным контролем. Такая сертификация помогают организациям перейти на решения в сфере возобновляемых источников энергии и выделиться на фоне других профессионалов отрасли.

Протоколы испытаний сторонней организацией: Эти протоколы составляются независимыми лабораториями, аккредитованными регулирующими органами, в частности EPA (Агентство по охране окружающей среды США), и подтверждают соответствие продукции необходимым стандартам. Процедура включает в себя следующие этапы: отбор продукции, ее получение и передача в аккредитованную независимую лабораторию для проведения испытаний. Результаты передаются в регулирующий орган, а изделия, не прошедшие проверку, подлежат утилизации в рамках процедур дисквалификации.

Аттестационные письма: Это официальный документ, подтверждающий соответствие определенным стандартам, нормативным требованиям или условиям договора. Такие письма могут касаться различных аспектов, в том числе соблюдение отраслевых стандартов, экологических норм или договорных обязательств. Аттестационные письма могут включать испытания по нескольким стандартам.

Технические документы: Документ с описанием подходов компании Swagelok к выполнению определенного набора требований, например ASME B31.3. Доступно по запросу в ближайшем авторизованном центре продаж и сервисного обслуживания.

Декларации/Декларации о соответствии: Можно ожидать, что аттестованная продукция или с протоколами об испытаниях сторонней организацией будет иметь характеристики, аналогичные продукции, прошедшей официальную международную сертификацию, и поэтому ее допускается указывать к применению на транспортных средствах или заправочных системах.

Объяснение классов давления

В системах экологически чистых перевозок газ хранится и передается под высоким давлением, что обеспечивает максимальную плотность энергии. Природный газ хранится с давлением 248 бар. Тем не менее, для водорода используют два класса давления:

350 бар

К такому классу давления обычно относят узлы и компоненты, используемые в автомобилях с малой дальностью пробега, например пассажирский транспорт. 350 бар является номинальным рабочим давлением. Для применения на транспортных средствах продукция проходит испытания на соответствие номинальному давлению, равное максимально допустимому рабочему давлению 437,5 бар.

700 бар

К такому классу давления обычно относят узлы и компоненты, используемые в автомобилях, где требуется более высокая плотность энергии для увеличения дальности пробега, например грузовой транспорт и автобусы. 700 бар является номинальным рабочим давлением. Для применения на транспортных средствах продукция проходит испытания на соответствие номинальному давлению, равное максимально допустимому рабочему давлению 875 бар.

Ранее описанные соответствующие стандарты и сертификаты устанавливают пороговые характеристики для обоих классов давления. Компонент может иметь необходимые документально подтвержденные характеристики для 350 бар, но не для 700 бар. Обязательно проконсультируйтесь с поставщиком для необходимых данных по испытаниям для каждого класса давления в зависимости от ваших потребностей.

Перейти к изделиям для чистой энергетики