Yazan: Fabian Brücker, Market Development Manager, Parker Hannifin – Pressure Connectors Europe

Graham Johnson, Division Product Marketing Manager, Parker Hannifin – Instrumentation Products Division Europe

16 Temmuz 1969'da, NASA'nın Apollo 11 uzay aracı, aya ilk insanları göndermek amacıyla Canaveral Burnu'nda bulunan Kennedy Uzay Merkezi'nden fırlatıldı. Araçta astronot olarak Neil Armstrong, Buzz Aldrin, Michael Collins ve ürün olarak da hidrojen (H2) ve oksijen (O2) yakıt hücresi sistemleri için olan ürünler dâhil, Parker tarafından tedarik edilen çok çeşitli ürünler vardı. Parker'ın çözümleri, yıllar içinde birçok başarılı ve güvenli uzay görevinin gerçekleştirilmesine yardımcı olmuştur. Şirketin küresel vanaları, stop vanaları, çek valfleri, shut-off vanaları, sızdırmazlık elemanları, O-ringleri, boruları ve bağlantı elemanlarının tümü, yakıt hücresi reaktan besleme modüllerinin ve H2/O2 modüllerinin çalışmasına katkıda bulunmuştur. H2 çözümlerinde elli yılı aşkın deneyiminin ardından bugün Parker, modern endüstrinin birçok avantajından yararlandığı bu heyecan verici teknolojinin ön saflarında yer almaktadır.

Bazı şirketler için H2 yeni bir kavramdır, ancak Parker'ın uzun yıllar önce benimsediği, oturmuş bir teknolojidir. Sonuç olarak, şu anda 2026 için planlanan, insanların aya dönüşünün izleneceği yeni Artemis uzay aracında Parker çözümleri olacak. Şirket ayrıca kapsamlı bir karayolu taşımacılığı deneyimine sahiptir. Yaklaşık 15 yıl önce Belçika'daki bir üretici, güvenlik ve başarısında önemli rol oynadığını kanıtlayarak Parker kaplinleriyle dünyanın ilk H2 yakıtlı otobüsünü üretti.

Üzülmemek için Güvenliğinize Dikkat Edin

Günümüzde; petrol ve gaz, gübre üretimi, çelik üretimi ve çimento üretimi dâhil olmak üzere birçok endüstri, H2'den yararlanmaktadır. Tüm bu endüstrilerde öncelik listesinin başında güvenlik gelir. H2, kullanıcılar için pek çok fayda sağlamasının yanı sıra; H2 üretimi, şartlandırma, depolama, dağıtım veya kullanımla ilgili tüm uygulamalarda optimum güvenliği sağlaması gereken mühendisler için de pek çok zorluk barındırır. Tipik H2 sistem bileşenleri, akışkan dağıtım hatlarına yönelik bileşenleri içerir. En küçük molekül olan H2, difüzyon ve sızma açısından yüksek bir eğilime sahiptir. Ayrıca sistemde bir sızıntı olması durumunda yüksek debiye sahiptir. Borular ve contalar, sistemin tüm çalışma ömrü boyunca H2 kullanımına uygun olmalıdır. Debi kontrolüne yönelik olarak vanalar, çek valfler ve regülatörler gibi diğer önemli bileşenler de bulunmaktadır. Bu bileşenler, manuel kullanımı veya elektrikli veya pnömatik aktüatörleri kullanarak uzaktan kontrolü mümkün kılabilir. Özellikle elektrikle çalışan aktüatörlerin, yanlışlıkla bir tutuşturma kaynağı oluşturmasını önlemek için dikkatli tasarlanmaları gerekir.

Nelere Dikkat Etmeli?

H2 sistemleriyle ilgili potansiyel tehlikeler ve sorunlar arasında yanıcılık, patlayıcılık, molekülün küçük boyutu, renk ve kokunun olmaması (H2 gazında), malzemelerle etkileşimi (belirli metallerin kırılganlığı ciddi sorunlara neden olabilir), yüksek depolama basınçları, yanık ve boğulma gibi sağlık tehlikeleri sayılabilir. Bu liste, H2 sistemlerinin tasarımı ve çalıştırılmasıyla ilgili endişelerin odak noktasını belirlemeye yardımcı olur. Bu tehlikelerle ilgili bir şeyler yapmak isteyen tasarım mühendisleri için mevcut seçenekler (tercih sırasına göre) şunlardır: ortadan kaldırma, önleme, kaçınma, hafifletme veya kabul etme. Bu seçeneklerin çoğu için uygun H2 uyumlu ürünlerin belirlenmesi gerekir.

Elbette, herhangi bir H2 sisteminin basınç tahliye cihazları, kritik yedekleme bileşenleri ve sistemleri ile vanalar için arızaya karşı emniyetli konumlar gibi yedek güvenlik özelliklerini içeren arıza emniyetli bir tasarıma sahip olması gerekir. Örneğin, bir elektrik kesintisi durumunda vanalar otomatik olarak güvenli konuma dönmelidir.
Güvenlik tasarımı konseptlerine otomasyonun dâhil edilmesi; önemli bilgilerin uzaktan izlenmesini, uzaktan çalışmayı, basınç veya debi gibi çalışma koşullarının otomatik olarak sınırlandırılmasını ve ayrıca H2 algılanması durumunda uygun ekipmanın otomatik olarak çalıştırılmasını içerir. Buradaki eylemler; shut-off vanalarının kapatılmasını, havalandırmanın gerektiği gibi açılmasını veya kapatılmasını ve uygun kapatma işlemlerinin başlatılmasını içerebilir.

Malzeme Önemlidir

H2, kusurlu veya kalıntı içeren malzemelerde kusurları bulma ve sızıntı yapma konusunda son derece beceriklidir. Bu nedenle bu konu, sistem geliştirme sırasında yakından ilgilenilmesini gerektirir. Tasarım mühendisleri şunu sormalıdır: Gevrek yüzey kırılmalarına ve çatlak ilerlemesine dayanabilecek yüksek kaliteli bileşen malzemesi nedir? H2 sistemleri için birçok bileşen tedarikçisi neredeyse yalnızca malzemenin kimyasal bileşimine dikkat çekerken gerçekte çalışma ortamı, mekanik (dâhilî ve haricî faktörler) ve mikro yapının belirli özellikleri gibi diğer birçok belirleyici faktör vardır.

Mikro yapı söz konusu olduğunda kimyasal bileşim ve mekanik özellikler elbette çok önemlidir ancak malzemenin üretim prosesinin ve sonrasındaki ısıl işlemin kalitesi de önemlidir. Uygun olmayan veya kontrolsüz ısıl işlem, hammaddede yüksek yoğunlukta istenmeyen fazlar ve kalıntılara neden olabilir. Bu kusurlar, H2 sistem bileşenlerinin kullanım ömrünün kısalmasına, bazen de ani ve yıkıcı bir arızaya neden olabilir.

H2 sistemlerinin geliştiricileri, metallerin kalitesini kanıtlamak için izlenebilirlik bilgileri içeren geçerli malzeme sertifikaları sunan tedarikçilerle çalışarak kendilerini koruyabilir. Bu sertifikalar; teknik parametreleri, üretim yollarını, ısıl işlemle ilgili ayrıntıları, test sonuçlarını, kimyasal analizi, mekanik özellikleri ve ulusal/uluslararası standartlara uygunluğu belgelendirir. Parker tarafından sağlanan malzeme sertifikaları tüm menşe bilgilerini içerir. Şirket, her bir H2 sistem bileşenini yapmak için kullanılan malzemeyi doğrudan fabrikaya kadar takip edebilir. Ayrıca, katı üretim süreçleri, H2 gazının malzemeye ön şarjını önler.

H2 sistemlerinde tasarım güvenliğini etkileyen tek sorun malzeme değildir. H2 depolaması, normalde düşük sıcaklıklarda ve yüksek basınçlarda gerçekleşir. Düşük sıcaklık, H2’nin konteynerdeki malzemeye zarar verme olasılığını artırırken yüksek basınç, sızıntı olasılığını artırır. Uygun bileşen seçimi çok önemlidir. H2 endüstrisindeki bazı OEM'ler, rekabet edebilmek için karşı konulmaz bir baskı hissettikleri için daha düşük maliyetli bileşenler tedarik ediyor. Hâlihazırda sertifikasyon zorunlu değil ve tedarikçilerin düşük kaliteli bileşenleri cazip bir fiyata sunmasını engelleyen hiçbir şey yok. Bu nedenle H2 sektöründeki sorun, özellikle alıcılar arasında farkındalık ve anlayış sorunu hâline gelmektedir. Alıcılar, tedarikçinin ürün yelpazesinin genişliğine ve derinliğine, H2 kullanımındaki deneyimine, eğitim ve destek hizmetlerine güvenmelidir.

Oyunu Güvenli Şekilde Oynayın

Parker; güvenli, güvenilir H2 sistem kurulumları sağlamak için gereken her şeyi sunar. Şirket, H2 akışkanı kullanma konusunda uzun bir geçmişe sahiptir ve H2 çözümleri önerirken güvenliği savunması gereken müşteriler için çok önemli olan güvenlikle ilgili H2 endüstri bilgilerine sahiptir. Parker, sağlam malzeme sertifikasyonunun yanı sıra, ulaşım için EC-79, kaçak emisyonlar için ISO 15848 ve hidrojen yakıt istasyonlarındaki yüksek basınçlı gaz vanalarının güvenlik performansına ilişkin gereklilikler ve test yöntemleriyle ilgili ISO 19880-3 gibi H2'ye özgü yeterliliklerin elde edilmesi için yatırım yapmıştır. Ayrıca bileşenler, EC-79'a bir alternatif olan ve ilgili ISO standartlarıyla uyumlu hale getirilecek ABD HGV akreditasyon standardı ile de uyumludur.

H2 uygulamaları için şirket, H2 sistem basıncının ve aşırı sıcaklıkların tüm aralığında güvenli ve verimli çalışmaya olanak tanıyan kapsamlı bir H2 uyumlu bileşenler listesi sunar. Bunlar, yüksek basınçlı H2 dağıtım ve transfer uygulamalarında çalışan hortum komplelerini, çift soketli boru bağlantı elemanlarını ve proses enstrümantasyonu için ters iki soketli sıkıştırma tasarımına sahip bağlantı elemanlarını; otoklav uygulamaları için orta basınçlı konik ve diş bağlantı elemanlarını ve iğne vanaları ve araç üzerindeki yüksek basınçlı konnektörler için O-ring yüzey keçesi boru bağlantı elemanlarını ve adaptörleri içerir.

Cesur Yeni Dünya

H2 sistemleri üzerinde çalışmak bir kuruluş veya çalışanları için nispeten yeni bir kavramsa güvenli ve güvenilir bir çalışma için doğru bileşenleri seçip doğru şekilde monte etmenin neden bu kadar önemli olduğu hemen anlaşılmayabilir. Kötü bileşenlere sahip bir sistem, ilk devreye alma işleminden sonra iyi çalışabilse de örneğin H2, bağlantı elemanlarını bozduğu için kısa sürede sorunlar ortaya çıkacaktır. Mühendisler; tek bir kaynaktan ürünler, parça eğitimi kursları ve dünya çapında parça desteği sunan Parker ile gereksinimlerini tartışarak bu sorunların önüne geçebilir.