Применение крупногабаритных отливок в водородной энергетике — Крупногабаритные отливки китайской тяжелой промышленности

Применение крупногабаритных отливок в водородной энергетике становится все более распространенным. В частности, в областях производства, хранения, транспортировки водорода и водородного энергетического оборудования крупномасштабные высокопрочные отливки стали одним из важнейших базовых компонентов.

Основные области применения включают:

I. Крупногабаритные литые детали в оборудовании для производства водорода
1. Оборудование для производства водорода методом электролиза воды
В том числе:

Щелочные электролизеры (ЩЭ)

Электролайзеры с протонно-обменной мембраной (ПЭМ)

Высокотемпературные электролизеры с твердооксидными электролизерами (ТОЭ)

Распространенные крупногабаритные литые детали:

Торцевые пластины электролизеров

Конструкционные элементы рамы

Корпуса высокого давления

Корпуса циркуляционных насосов

Фланцы

Корпуса газожидкостных сепараторов

Примечательно:
Торцевые пластины электролизеров представляют собой типичные крупногабаритные литые стальные или чугунные компоненты, требующие:

Высокой прочности

Устойчивости к давлению

Коррозионной стойкости

Долгосрочной эксплуатационной стабильности

II. Литые детали в водородных компрессорах
Водородные компрессоры относятся к оборудованию высокого давления. Крупногабаритные отливки включают:

Корпуса компрессоров

Блоки цилиндров

Головки цилиндров

Корпуса клапанов

Картеры

Из-за склонности водорода к «водородному охрупчиванию» требования к материалам этих компонентов чрезвычайно строгие.

Часто используемые материалы:

Низколегированная сталь

Нержавеющая сталь

Ковкий чугун

Высокопрочная литая сталь

III. Крупногабаритные отливки в оборудовании для хранения водорода
Используются в:

Системах хранения водорода под высоким давлением

Реакторах для хранения жидкого водорода

Реакторах для хранения водорода

Соответствующие отливки:

Фланцы соединения резервуаров

Корпуса клапанов

Опорные основания

Корпуса защитных оболочек

Ключевые требования:

Герметичность

Рабочие характеристики при низких температурах

Усталостная прочность

IV. Литье в оборудовании для транспортировки водорода
Применение:

Водородные трубопроводы

Водородные заправочные станции

Водородные транспортные средства

Распространенные отливки:

Корпуса клапанов

Корпуса насосов

Трубопроводная арматура

Принадлежности для сосудов под давлением

V. Литье в оборудовании для топливных элементов
Хотя сам основной блок топливных элементов, как правило, представляет собой высокоточную сборку, его периферийные системы требуют значительного количества металлических конструкционных компонентов. Например:

Корпуса воздушных компрессоров

Корпуса систем охлаждения

Опорные кронштейны

Конструкционные элементы, несущие давление

VI. Интеграция водородной энергетики и горнодобывающей техники
Будущее таит в себе огромный потенциал в таких областях, как:

Карьерные самосвалы, работающие на водороде

Строительная техника, работающая на водороде

Системы генерации водородной энергии

Следовательно, сохраняется значительный спрос на:

Износостойкие отливки

Конструкционные стальные отливки

Высокопрочные элементы рамы

Поэтому:
Компании, специализирующиеся на литье горнодобывающей техники, имеют возможность в будущем интегрироваться в цепочку поставок оборудования для водородной энергетики.

Основные требования к крупномасштабным отливкам в водородном энергетическом секторе
Оборудование для водородной энергетики предъявляет более строгие требования к отливкам, чем традиционные отрасли промышленности:
**Обоснование требований:** Высокая плотность (для предотвращения утечки водорода); Устойчивость к водородному охрупчиванию (поскольку водород снижает прочность металла); Высокая устойчивость к давлению (учитывая чрезвычайно высокое давление, возникающее при хранении водорода); коррозионная стойкость (из-за сложных электролитических сред); высокая точность размеров (для обеспечения эффективной герметизации); отсутствие пористости или шлаковых включений; и чрезвычайно строгие стандарты безопасности.

Распространенные материалы
К наиболее часто используемым материалам относятся:

35CrMo

42CrMo

Нержавеющая сталь

Дуплексная нержавеющая сталь

Ковкий чугун

Высокопрочная низколегированная сталь (HSLA)

Области с наиболее быстрым будущим ростом
В настоящее время наиболее быстрорастущими сегментами являются:

Конструкционные компоненты электролизеров

Корпуса компрессоров

Компоненты для систем хранения водорода под давлением

Корпуса клапанов водородных заправочных станций

Компоненты для большегрузных автомобилей, работающих на водороде

В частности, после развития водородной энергетики в Китае многие традиционные предприятия, включая:

Сталолитейные заводы

Производителей сосудов под давлением

Поставщиков компонентов для горнодобывающего оборудования

— начали включаться в цепочку поставок оборудования для водородной энергетики.