Seleccionar Componentes Premium de Sistemas de Combustible GNC para un Rendimiento Óptimo

La Importancia de Obtener Componentes de Alto Rendimiento para Sistemas de Combustible de Gas Natural Comprimido

Paul Hargrave, Gerente de Mercado de Transporte, Swagelok, y Charles Hayes, Ingeniero Principal de Desarrollo de Nuevos Productos, Swagelok

A medida que las políticas de aire limpio globales y regionales se vuelven más estrictas, un combustible alternativo prometedor y cada vez más adoptado es el gas natural comprimido (GNC). Fuertes programas de incentivos en partes del mundo han estimulado un desarrollo más rápido de equipos pesados de GNC, junto con la infraestructura de recarga necesaria que hace que la tecnología sea viable. La reducción del uso de combustible diésel en autobuses, camiones de larga distancia y otros vehículos puede tener un impacto importante en las emisiones globales —los reguladores y OEMs están tomando nota.

Mientras tanto, los propietarios de flotas mismos están viendo el potencial a medida que el uso sostenible de vehículos y combustibles crece en todas las categorías de vehículos de combustible alternativo medianos y pesados. Según el informe "El Estado de las Flotas Sostenibles, 2019-2020", el 83% de los propietarios de flotas esperan una adopción creciente de vehículos más limpios en todos los tipos de flotas. El informe también encontró que la sostenibilidad de la flota es el principal motivador para los primeros adoptantes innovadores de flotas, junto con los beneficios de coste potenciales que los vehículos más limpios pueden ofrecer.

Importante, a medida que la tecnología madura, los sistemas de combustible GNC deben proporcionar fiabilidad y seguridad intransigentes. Las apuestas son altas —la gente en todo el mundo depende del transporte público, por ejemplo, y una flota de autobuses impulsados por GNC debe ofrecer el mismo nivel de tiempo de actividad y fiabilidad para los viajeros diarios que han llegado a esperar de vehículos que funcionan con otros combustibles.

Por estas razones, los componentes de GNC y los sistemas de combustible que comprenden deben ser de alta calidad, y los OEMs que buscan capitalizar la nueva demanda de estos vehículos deben ser capaces de obtener esos componentes de calidad de forma efectiva. Con estos factores en mente, aquí hay algunas consideraciones para diseñar, construir y especificar componentes para vehículos GNC de alta calidad.

Enfrentando Desafíos Operativos

Cualquier pieza de equipo de GNC dada utiliza una variedad de racores, válvulas de retención, válvulas de aislamiento y otros componentes de sistemas de fluidos para ayudar a entregar gas de forma fiable desde un tanque de almacenamiento a un motor. Del mismo modo, las estaciones de recarga utilizan esos mismos tipos de componentes para conectar unidades de almacenamiento más grandes a un punto de dispensación donde un usuario final puede recargar sus vehículos, incluyendo estaciones de compresor que aumentan las presiones para el llenado a bordo a 250 bar wp.

Todos estos componentes deben ser capaces de lidiar con una variedad de desafíos operativos del mundo real. Entre ellos están:

Presiones Más Altas

El GNC se comprime y almacena a presiones que pueden exceder 4000 psi, lo que hace crítico que todos los componentes sean capaces de manejar niveles de presión elevados sin ninguna amenaza de fugas. La seguridad es de suma importancia aquí —las fugas de GNC pueden ser peligrosas. Las estaciones de recarga, en particular, deben estar completamente libres de fallos ya que los usuarios finales cotidianos recargan sus vehículos. Los componentes de alta calidad son una necesidad.

Desafíos Termodinámicos

En operación, las aplicaciones de GNC también están sujetas a ciertos desafíos termodinámicos. A medida que el GNC se expande desde el almacenamiento a alta presión a una presión más baja cuando se alimenta al motor, el efecto Joule-Thomson causa una caída significativa de la temperatura del gas. Todas las partes del sistema deben ser capaces de soportar estos cambios de temperatura, incluyendo sellos de goma y elastómero, así como válvulas y racores metálicos. Materiales de menor calidad pueden expandirse y contraerse debido a fluctuaciones de temperatura y pueden llevar a fugas u otros fallos.

Compatibilidad Química

Los componentes elastoméricos en sistemas de GNC juegan un papel importante en la operación fiable, y la compatibilidad química debe considerarse en la selección de materiales. Por ejemplo, el etileno propileno funciona bien en temperaturas frías, pero no es químicamente compatible con hidrocarburos, que son especialmente propensos a estar presentes en GNC.

Vibración Continua

Los racores y conexiones en aplicaciones de GNC deben ser capaces de soportar de forma fiable las vibraciones repetidas y constantes asociadas con un vehículo en movimiento. Por estas razones, es importante buscar racores que demuestren resistencia a la vibración intransigente. Los racores de agarre mecánico son una buena opción. Su diseño de doble ferula crea un agarre mecánico doble en la tubería del sistema, reduciendo efectivamente la probabilidad de que los racores se aflojen, incluso cuando se someten a vibración operativa continua.

Corrosión en Carretera

Si bien el GNC en sí no típicamente conduce a problemas de corrosión con el metal, los componentes del sistema en un vehículo típicamente deben lidiar con factores ambientales que pueden. Una carretera tratada con sal en invierno, por ejemplo, puede causar desafíos con componentes del sistema que carecen de resistencia a la corrosión adecuada. Las formulaciones de acero inoxidable de menor calidad con bajo contenido de níquel y cromo son más susceptibles a este tipo de problemas de corrosión.

Cada uno de estos desafíos operativos exige componentes de alta calidad hechos de las formulaciones de aleación correctas para proporcionar rendimiento fiable, resistencia a la corrosión y hermeticidad. Los fabricantes deben buscar estos componentes con una fuerte comprensión de los desafíos de la aplicación y las consideraciones de ciencia de materiales y producto aplicables siempre que sea posible.

Qué Buscar al Obtener Componentes de Alta Calidad

A medida que el mercado de GNC se vuelve más competitivo e innovador, los OEMs que buscan mantenerse a la vanguardia requerirán no solo productos de calidad, sino la capacidad de obtenerlos del proveedor adecuado. Hay varios beneficios que se pueden realizar, incluyendo:

Eficiencia de Fabricación a Través de Suministro Fiable

Para un OEM de GNC que busca mantener cronogramas de producción, la entrega just-in-time es una necesidad. Los proveedores que pueden proporcionar inventario local de piezas importantes y trabajarán estrechamente con usted para entender las necesidades de producción pueden impactar el éxito.

Producción de Mayor Volumen Más Fácil

Los racores de alta calidad que pueden ensamblarse por par permiten conexiones de sistemas de GNC rápidas, repetibles y a prueba de fugas. Más allá de componentes individuales, ciertos proveedores pueden proporcionar sistemas completos pre-fabricados que pueden aliviar los dolores de cabeza de producción asociados con numerosos dobleces de tubo individuales y conexiones que deben hacerse en sistemas de combustible GNC. Obtener paneles de válvulas pre-fabricados y probados a fondo, por ejemplo, puede ayudar a acelerar el tiempo de producción para OEMs.

Experiencia en Ciencia de Materiales

Un proveedor fiable debe ser capaz de entregar componentes de materiales de alta calidad respaldados por conocimiento en metalurgia y formulación de aleaciones, junto con compatibilidad química elastomérica, que contribuyan a un rendimiento intransigente.

A medida que los OEMs continúan capitalizando el potencial de equipos impulsados por GNC, vale la pena el esfuerzo para diseñadores y fabricantes buscar proveedores que puedan proporcionar este tipo de servicio y soporte además de los componentes de más alta calidad.

¿Interesado en aprender más? Contáctenos hoy para aprender cómo podemos ayudarle a lograr sistemas de combustible GNC e infraestructura más fiables.