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KonRing: juntas personalizadas para aplicaciones de H2

La eficiencia de los sistemas que generan, transportan, almacenan y convierten el H2 de nuevo en energía eléctrica depende en gran medida de las pérdidas de material causadas por las fugas. Según estudios previos, alrededor del 20 % del H2 se pierde por fugas entre su generación y su utilización, lo que pone de relieve la enorme importancia económica de los sistemas de sellado utilizados.

Los componentes del ciclo del hidrógeno, como bombas, racores, válvulas, acumuladores de presión y acoplamientos, requieren sistemas de sellado de alto rendimiento, seguros y con una larga vida útil que puedan prevenir un posible riesgo de explosión en todas las condiciones de funcionamiento. Esto se debe a que las mezclas de hidrógeno y aire son inflamables a partir de aproximadamente un 4 % y explosivas a partir de un 10 %.

A lo largo de toda la cadena de procesos, las unidades, tuberías, conexiones, depósitos y consumidores, como las pilas de combustible y sus unidades auxiliares, deben estar sellados de forma segura.

La siguiente sección trata de la visión macroscópica de la interacción entre la topografía de la superficie del espacio de instalación, el diseño del sello y el material utilizado. Además de la permeabilidad específica de los elastómeros utilizados, la calidad de la superficie de los espacios de instalación es en gran medida responsable de las pérdidas de gas H₂. Sin embargo, los valores de rugosidad comúnmente utilizados, Ra, Rz, Rt, etc., por sí solos no son suficientes para describir los espacios de instalación adecuados de manera orientada a las necesidades.

Esto se puede ver claramente en el ejemplo de una superficie con una profundidad de rugosidad Ra dada de 2,4 µm.

Fig. 1: Diseño inadecuado

Fig. 2: Diseño deseado

En el punto de contacto entre la junta y el espacio de instalación se produce la siguiente constelación:

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Fig. 3: Fuga en la interfaz

Para un sellado eficaz de las interfaces, es importante presionar la junta lo más profundamente posible en la superficie del espacio de instalación, con el fin de mantener las vías de fuga lo más pequeñas posible. Las fuerzas necesarias resultan de la compresión dada de la junta en el espacio de instalación. Esto depende de la dureza del material de la junta, la deformación necesaria de la junta y las fuerzas de instalación admisibles. Por lo tanto, la superficie de sellado debe diseñarse con un borde de sellado pronunciado, si es posible.

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Fig. 4: Comparación de la superficie de sellado con KonRing y junta tórica

Debido a los requisitos extremos ya mencionados en la introducción, la selección de materiales adecuados es muy limitada y los requisitos básicos son los siguientes:

Alta robustez mecánica (resistencia a la extrusión, resistencia a la abrasión)
Buena flexibilidad en frío
Alta elasticidad
Baja tasa de permeabilidad específica
Larga vida útil sin mantenimiento

Además, el diseño de la junta y el anillo de soporte es crucial para el funcionamiento de los requisitos de sellado actuales. Esto se aplica principalmente a las juntas de bridas y acoplamientos. Sin embargo, la combinación también es indispensable para todas las aplicaciones dinámicas, ya sea como juntas de eje o juntas de vástago o pistón.

Sistema de sellado para almacenamiento de H2 de alta

KonRing: juntas personalizadas para aplicaciones de H2

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