Prueba de detección de fugas en tanques de hidrógeno FCV

DESCRIPCIÓN DEL RETO TÉCNICO

Los vehículos de pila de combustible (FCV) suelen utilizar tanques de tipo IV para almacenamiento de hidrógeno. Los tanques de Tipo IV son tanques compuestos de fibra de carbono con un revestimiento de polímero. La presión de almacenamiento está por lo general en el rango de 300 - 700 bares.

Las regulaciones de seguridad (ISO/TS 15869) requieren que los tanques de hidrógeno sean probados para detectar fugas/permeabilidad. Las tasas de fuga / permeabilidad se miden como un litro normal de H2 / tiempo en hr / volumen del tanque. La tasa de fuga máxima permitida se define por lo general como 1 scc / hr / l de volumen.

Ejemplo:

Un tanque de hidrógeno de 30 litros no debe tener fugas / permeabilidad más de

LA SOLUCIÓN DE INFICON

Prueba integral del cuerpo del tanque

Las tasas de fuga requeridas pueden indicar que éstas podrían detectarse con pruebas de fuga de presión (caída de presión). Sin embargo, esto resulta imposible debido al volumen bastante grande de las piezas. Cualquier cambio mínimo de temperatura durante el ciclo de prueba, incluso con compensación de temperatura, dará lugar a un cambio bastante grande en la presión, ya sea provocando un falso positivo o ocultando una posible fuga.

En la producción de gran volumen, los tanques de hidrógeno suelen ser sometidos a pruebas de fugas en la cámara de vacío de helio para lograr ciclos cortos y un alto rendimiento. Debido al gran volumen de los tanques y a las tasas de fuga bastante grandes permitidas, normalmente se utiliza helio mezclado con aire como gas trazador. El tanque de hidrógeno se llena primero con una pequeña cantidad de helio y luego se rellena con aire hasta la presión de funcionamiento, de modo que la mezcla de gas resultante en el tanque contiene alrededor de 5 - 10% de helio. A continuación, el tanque de hidrógeno se coloca en una cámara de vacío. La cámara es evacuada y una vez que se alcanza la presión final de vacío, se conecta un detector de fugas LDS3000 a la cámara de vacío y el helio que escapa del tanque de hidrógeno es detectado por el LDS3000. El umbral de tasa de fuga debe adaptarse a la concentración de helio utilizada en el gas trazador. El gas trazador utilizado se puede recuperar para las pruebas subsiguientes.

Para la producción de bajo volumen, los tanques de hidrógeno también pueden ser sometidos a pruebas de fugas por acumulación. Las pruebas de acumulación permiten el uso de helio, por lo general mezclado de nuevo con aire para ahorrar costos, o de un gas formador, un hidrógeno no inflamable de 5% en una mezcla de gas de nitrógeno de 95%. El depósito de hidrógeno se llena primero con la cantidad necesaria de gas trazador. A continuación, el tanque de hidrógeno se coloca en una cámara de acumulación. En caso de fuga, el gas trazador que se escapa causará un aumento de la concentración en la cámara de acumulación. Este aumento de concentración es detectado por un detector de fugas LDS3000 AQ y se activa una alarma si se supera un umbral de tasa de fuga. El umbral de tasa de fuga debe adaptarse a la concentración de helio utilizada en el gas trazador. El gas trazador utilizado se puede recuperar para las pruebas subsiguientes.

Prueba de fugas de los tanques de hidrógeno ensamblados

Una vez que el cuerpo del tanque de hidrógeno se ensambla con accesorios y conectores, estas uniones se prueban para detectar fugas habitualmente mediante el olfateo de hidrógeno. También las soldaduras de diferentes partes del cuerpo se pueden probar de esta manera.

Para la prueba de olfateo, el tanque de hidrógeno ensamblado se llena con gas formador - un 5% de hidrógeno no inflamable en una mezcla de 95% de gas nitrógeno. La sonda de olfateo de un detector de fugas de hidrógeno Sensistor Sentrac es guiada a lo largo de los posibles lugares de fuga. Si el gas de formación escapa de alguna fuga, es detectado por la sonda de olfateo y el detector de fugas dará la alarma. Esto permite que las fugas sean localizadas exactamente y la ubicación de la fuga puede ser reportada a cualquier estación de retrabajo.

BENEFICIOS DE LA DETECCIÓN DE FUGAS CON GAS TRAZADOR

• Alta confiabilidad en la detección de fugas
• Proceso repetible y reproducible
• Los resultados se pueden rastrear según las normas nacionales
• No hay influencia de la temperatura o la humedad

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