최적 성능을 위한 프리미엄 CNG 연료 시스템 부품 선정

고성능 압축 천연가스(CNG) 연료 시스템 부품 조달의 중요성

폴 하그레이브, 운송 시장 매니저, 스웨즈락, 찰스 헤이즈, 리드 신제품 개발 엔지니어, 스웨즈락

전 세계 및 지역 청정 대기 정책이 더욱 엄격해짐에 따라, 유망하고 점점 더 채택되는 대체 연료 중 하나는 압축 천연가스(CNG)입니다. 세계 여러 지역의 강력한 인센티브 프로그램이 CNG 중장비와 이를 가능하게 하는 필수 충전 인프라의 더 빠른 개발을 촉진했습니다. 버스, 장거리 트럭, 기타 차량의 디젤 연료 사용 축소는 글로벌 배출에 큰 영향을 미칠 수 있으며, 규제 기관과 OEM이 주목하고 있습니다.

한편, 함대 소유주 자신들도 지속 가능한 차량과 연료 사용이 중형 및 대형 대체 연료 차량의 모든 범주에서 증가함에 따라 잠재력을 보고 있습니다. "지속 가능한 함대 현황, 2019-2020" 보고서¹에 따르면, 함대 소유주의 83%가 모든 함대 유형에서 더 깨끗한 차량의 채택 증가를 기대합니다. 이 보고서는 또한 함대 지속가능성이 혁신적인 초기 함대 도입자의 최우선 동기이며, 더 깨끗한 차량이 제공할 잠재적 비용 혜택과 함께라고 밝혔습니다.

중요하게도, 기술이 성숙함에 따라 CNG 연료 시스템은 타협 없는 신뢰성과 안전성을 제공해야 합니다. 이해관계는 높습니다. 전 세계 사람들이 대중교통에 의존하고, 예를 들어 CNG 연료 버스 함대는 일상 통근자들이 다른 연료로 운행하는 차량에서 기대하게 된 것과 같은 수준의 가동 시간과 신뢰성을 매일 제공해야 합니다.

이러한 이유로 CNG 부품과 그들이 구성하는 연료 시스템은 고품질이어야 하며, 이러한 차량에 대한 새로운 수요를 활용하려는 OEM은 그 품질 부품을 효과적으로 조달할 수 있어야 합니다. 이러한 요소들을 염두에 두고, 고품질 CNG 차량을 위한 부품 설계, 구축, 사양화에 대한 몇 가지 고려사항을 제시합니다.

운영 과제 대응

주어진 CNG 장비는 다양한 피팅, 체크 밸브, 차단 밸브 및 기타 유체 시스템 부품을 활용하여 저장 탱크에서 엔진으로 가스를 신뢰성 있게 전달합니다. 마찬가지로 충전소는 더 큰 저장 장치를 최종 사용자가 차량을 재충전할 수 있는 디스펜서 포인트에 연결하기 위해 동일한 유형의 부품을 사용하며, 차량 탑재 충전을 위해 압력을 250 bar wp로 높이는 압축기 스테이션도 포함합니다.

이 모든 부품은 다양한 실제 운영 과제에 대처할 수 있어야 합니다. 그중에는:

더 높은 압력

CNG는 4,000 psi를 초과하는 압력으로 압축 및 저장되므로, 모든 부품이 누출 위협 없이 높은 압력 수준을 처리할 수 있는 것이 필수적입니다. 안전이 여기서 최우선입니다. CNG 누출은 위험할 수 있습니다. 특히 일상적인 최종 사용자가 차량을 충전하는 충전소는 완전히 결함이 없어야 합니다. 고품질 부품은 필수입니다.

열역학적 과제

작동 중 CNG 애플리케이션은 특정 열역학적 과제에도 직면합니다. CNG가 고압 저장소에서 엔진에 공급되는 낮은 압력으로 팽창할 때, 줄-톰슨 효과로 인해 가스 온도가 크게 떨어집니다. 시스템의 모든 부품은 고무 및 엘라스토머 씰, 금속 밸브 및 피팅을 포함하여 이러한 온도 변화를 견딜 수 있어야 합니다. 저품질 자재는 온도 변동으로 인해 팽창 및 수축하여 누출이나 기타 고장을 초래할 수 있습니다.

화학적 호환성

CNG 시스템의 엘라스토머 부품은 신뢰할 수 있는 작동에 중요한 역할을 하며, 자재 선택 시 화학적 호환성을 고려해야 합니다. 예를 들어, 에틸렌 프로필렌은 저온에서 잘 작동하지만, CNG에 특히 존재할 가능성이 높은 탄화수소와 화학적으로 호환되지 않습니다.

지속적인 진동

CNG 애플리케이션의 피팅과 연결부는 이동 차량과 관련된 반복적이고 지속적인 진동을 신뢰성 있게 견딜 수 있어야 합니다. 이 때문에 타협하지 않는 진동 저항을 입증하는 피팅을 찾는 것이 중요합니다. 기계적 그립 피팅은 좋은 선택입니다. 그들의 더블 페룰 설계는 시스템 튜빙에 트윈 기계적 그립을 생성하여, 지속적인 작동 진동에 노출되어도 피팅이 풀릴 가능성을 효과적으로 줄입니다.

도로상 부식

CNG 자체는 일반적으로 금속에 부식 문제를 일으키지 않지만, 차량의 시스템 부품은 일반적으로 환경 요인과 대처해야 합니다. 겨울철 제설염 처리된 도로, 예를 들어, 적절한 내식성이 부족한 시스템 부품에 과제를 일으킬 수 있습니다. 니켈과 크롬 함량이 낮은 저품질 스테인리스강 제형은 이러한 종류의 부식 문제에 더 취약합니다.

이러한 각 운영 과제는 신뢰할 수 있는 성능, 내식성, 누출 방지를 제공하기 위해 올바른 합금 제형으로 만든 고품질 부품을 요구합니다. 제조업체는 적용 과제와 적용 가능한 재료 과학 및 제품 고려사항에 대한 강한 이해를 바탕으로 가능한 한 이러한 부품을 찾아야 합니다.

고품질 부품 조달 시 확인해야 할 사항

CNG 시장이 더 경쟁적이고 혁신적으로 됨에 따라, 앞서 나가려는 OEM은 품질 제품뿐만 아니라 올바른 공급업체로부터 조달할 수 있는 능력이 필요합니다. 실현할 수 있는 몇 가지 이점이 있습니다.

신뢰할 수 있는 공급을 통한 제조 효율성

생산 일정을 유지하려는 CNG OEM에게 적시 납품은 필수입니다. 중요한 부품의 현지 재고를 제공하고 생산 필요를 이해하고 긴밀히 협력하려는 공급업체는 성공에 영향을 미칠 수 있습니다.

더 쉽고 고용량 생산

토크로 조립 가능한 고품질 피팅은 빠르고 반복 가능하며 누출 방지되는 CNG 시스템 연결을 허용합니다. 개별 부품을 넘어, 특정 공급업체는 완전한 사전 제작 시스템을 제공하여 CNG 연료 시스템에서 반드시 만들어야 하는 수많은 개별 튜브 벤드와 연결과 관련된 생산 골칫거리를 덜어줄 수 있습니다. 예를 들어, 철저히 테스트된 밸브 패널을 사전 제작하여 조달하면 OEM의 생산 시간을 단축할 수 있습니다.

재료 과학 경험

신뢰할 수 있는 공급업체는 야금학과 합금 제형 지식, 엘라스토머 화학적 호환성과 함께 고품질 자재 부품을 제공할 수 있어야 하며, 이는 타협 없는 성능에 기여합니다.

OEM이 CNG 동력 장비의 잠재력을 지속적으로 활용함에 따라, 설계자와 제조업체가 이러한 종류의 서비스와 지원을 최고 품질의 부품과 함께 제공할 수 있는 공급업체를 찾는 것은 가치 있는 노력입니다.

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¹ "The State of Sustainable Fleets," Gladstein, Neandross, & Associates, 2020.

폴 하그레이브는 스웨즈락 컴퍼니의 운송 시장 매니저입니다. 그는 연료 및 산업 유체 시스템 엔지니어링 분야에서 풍부한 경험을 가지고 있으며, 다양한 리더십 직책에서 23년 이상 스웨즈락에 근무해 왔습니다.

척 헤이즈는 스웨즈락 컴퍼니의 수석 엔지니어입니다. 그는 거의 30년 동안 스웨즈락에 근무하며 다양한 산업의 고객을 돕기 위해 신제품 기술과 개발을 주도한 오랜 역사를 가지고 있습니다.