Details

Introduzione
L’idrogeno è riconosciuto a livello mondiale come una pietra miliare della transizione verso l’energia pulita. Offre un potenziale a zero emissioni, un’elevata densità energetica e la flessibilità di alimentare automobili, camion, treni, aeromobili, navi e sistemi energetici stazionari. Tuttavia, per rendere l’idrogeno sicuro per l’uso quotidiano, una domanda fondamentale deve sempre trovare risposta: 

Quanto sono resistenti i cilindri che lo contengono?
L’idrogeno viene generalmente immagazzinato ad altissime pressioni — 350 bar per il trasporto pesante e 700 bar per i veicoli passeggeri. Per sopportare tali condizioni, i cilindri sono realizzati con materiali compositi avanzati, come i polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRP), spesso avvolti su liner in alluminio o polimero. Questi cilindri sono leggeri, ma la loro struttura stratificata e composita richiede test approfonditi per dimostrare che possono resistere a molti anni di servizio senza cedimenti.

La Camera di Scoppio per Test dei Cilindri a Idrogeno è stata sviluppata per offrire l’ambiente più sicuro e affidabile possibile per rispondere a questa domanda. Si tratta di un sistema di prova distruttiva progettato per pressurizzare deliberatamente i cilindri di stoccaggio dell’idrogeno ben oltre i loro limiti di progetto, fino al punto di scoppio. Ciò consente di comprendere appieno la reale resistenza del cilindro, la pressione di scoppio e le caratteristiche di cedimento.

Proprio come nei crash test automobilistici, in cui le auto vengono intenzionalmente distrutte per garantire la sicurezza dei passeggeri in caso di incidenti reali, questa camera spinge i cilindri di idrogeno fino al cedimento catastrofico in condizioni controllate e sicure. Le informazioni ottenute da tali test sono inestimabili per produttori, enti di certificazione e organizzazioni di ricerca — rendendo la camera uno strumento essenziale per l’espansione globale della tecnologia dell’idrogeno.

Funzionamento della Camera di Scoppio
La macchina è progettata per replicare le condizioni più estreme che un cilindro di idrogeno possa incontrare, spingendosi oltre fino al punto di cedimento. Ecco come funziona:
1. Posizionamento del Cilindro – Il cilindro da testare viene collocato in modo sicuro all’interno della camera interna in acciaio inox.
2. Mezzo di Riempimento – Il cilindro viene riempito con acqua (invece che con gas) per motivi di sicurezza, poiché l’acqua è incomprimibile e riduce il rischio di esplosione.
3. Pressurizzazione Controllata – Una pompa Haskel ad alta pressione aumenta gradualmente la pressione all’interno del cilindro, mentre trasduttori avanzati misurano in tempo reale pressione ed espansione.
4. Punto di Cedimento – Il cilindro infine scoppia sotto l’estrema pressione, rilasciando energia che viene assorbita in modo sicuro dalla camera a doppia parete.
5. Acquisizione Dati – L’intero evento viene registrato: pressione massima di scoppio, modello di deformazione, tasso di espansione volumetrica e tipo di cedimento (cricca, frattura o rottura).

Questo processo fornisce:
• Prova che il cilindro soddisfa le normative di sicurezza.
• Indicazioni per miglioramenti progettuali.
• Dati di certificazione per i mercati internazionali.

Costruzione e Progettazione
La Camera di Scoppio è progettata per garantire robustezza, durata e sicurezza dell’operatore.
• Sistema di Contenimento a Doppia Parete
  ▹ Camera Interna: Costruita in acciaio inox di alta qualità (SS), compatibile con l’idrogeno e resistente alla corrosione da esposizione all’acqua.
  ▹ Camera Esterna: Realizzata in acciaio dolce (MS) spesso, fornisce resistenza strutturale e contiene l’energia rilasciata durante lo scoppio.

• Porta Rinforzata
  ▹ Dotata di sistema di chiusura multipunto.
  ▹ Equipaggiata con interblocchi meccanici ed elettronici che impediscono l’avvio del test se la porta non è completamente sigillata.
  ▹ Grande oblò o integrazione opzionale di telecamera per il monitoraggio.

• Installazione Containerizzata
  ▹ L’intero sistema è costruito all’interno di un container ISO da 20 piedi.
  ▹ Il container è dotato di infrastruttura elettrica, idraulica e di sicurezza, consentendo un funzionamento plug-and-play presso il sito del cliente.
  ▹ Portatile e modulare — può essere rilocato o integrato con altri impianti di test per l’idrogeno.

• Qualità Costruttiva
  ▹ Tutte le saldature sono testate ad ultrasuoni per verificarne l’integrità.
  ▹ Le superfici sono verniciate con rivestimenti epossidici industriali per resistere alla corrosione.
  ▹ La camera interna viene sottoposta a test di tenuta prima della spedizione.

Strumentazione e Controllo
La misurazione precisa e il controllo affidabile sono fondamentali per la sicurezza e la certificazione.
• Misurazione della Pressione
  ▹ Trasduttori ad alta precisione con portata fino a 5000 bar (±0,25% FS).
  ▹ Manometri riempiti di glicerina (0–5000 bar, classe 1.0).
  ▹ Doppia ridondanza per garantire l’affidabilità delle letture.

• Sistema di Pressurizzazione
  ▹ Pompa Haskel DSXHF-602 azionata ad aria.
  ▹ Eroga pressioni intermittenti fino a 75.000 psi (≈5170 bar).
  ▹ Velocità di pressurizzazione regolabile per incrementi lenti (per rilevare perdite) o rapidi (per test di scoppio).

• Sistema di Controllo
  ▹ Automazione basata su PLC con interfaccia HMI touchscreen.
  ▹ L’operatore può impostare la velocità di incremento della pressione, la durata di mantenimento e il punto di arresto allo scoppio.
  ▹ Acquisizione dati automatica (DAQ) che registra la curva di scoppio, l’espansione volumetrica e il punto di cedimento.
  ▹ Esportazione dati Ethernet/USB per report di certificazione.

• Sistemi di Monitoraggio
  ▹ Visualizzazione in tempo reale delle curve pressione-tempo.
  ▹ Arresto automatico di sicurezza in caso di condizioni anomale.

Caratteristiche di Sicurezza
Il collaudo di cilindri per idrogeno ad alta pressione è intrinsecamente pericoloso, ma la Camera di Scoppio è progettata per renderlo sicuro:
• Camera Antiesplosione – La costruzione a doppio strato garantisce che frammenti e onde d’urto siano completamente contenuti.
• Arresto di Emergenza – Il sistema si depressurizza istantaneamente entro 2 secondi in caso di allarme.
• Valvole di Sicurezza – Valvole di sovrapressione ridondanti rilasciano automaticamente la pressione in eccesso per proteggere la camera.
• Sistema di Interblocco della Porta – L’operazione è impossibile se la porta della camera non è sigillata.
• Allarmi e Sensori – Monitoraggio continuo per perdite, alta temperatura dell’olio, basso livello del fluido idraulico e intasamento dei filtri.
• Telecamera e Illuminazione – Sistema di telecamere interno opzionale per registrare visivamente il cedimento del cilindro a fini di ricerca e analisi.

Specifiche Tecniche – Camera di Scoppio per Test dei Cilindri a Idrogeno

  

    
Specifica
    
Dettagli
  
  

    
Pressione Massima di Prova
    
5000 bar (≈72.500 psi)
  
  

    
Lunghezza Massima del Cilindro
    
Fino a 3000 mm (3,0 m)
  
  

    
Diametro Massimo del Cilindro
    
Fino a 900 mm
  
  

    
Dimensioni Interne della Camera
    
Circa 3000 × 900 × 800 mm (L×P×A)
  
  

    
Costruzione della Camera
    
Acciaio inossidabile interno + Acciaio dolce esterno di contenimento
  
  

    
Sistema di Pompa
    
Pompa a liquido Haskel ad aria compressa (fino a 75.000 psi intermittenti)
  
  

    
Sistema di Controllo
    
PLC + HMI con sequenza di scoppio automatizzata e acquisizione dati (DAQ) in tempo reale
  
  

    
Sistemi di Sicurezza
    
Design antiesplosione, valvole di sicurezza ridondanti, arresto di emergenza, porta con interblocco
  


Applicazioni
La Camera di Scoppio è versatile e applicabile in diversi settori:
• Mobilità a Idrogeno
  ▹ Collaudo dei cilindri di stoccaggio a bordo per automobili, autobus, camion e treni.
  ▹ Qualificazione dei cilindri compositi di tipo III e IV utilizzati nei veicoli a celle a combustibile.

• Aerospaziale
  ▹ Test distruttivi di serbatoi compositi leggeri utilizzati in aerei, veicoli spaziali e UAV.

• Difesa e Sicurezza
  ▹ Verifica dell’affidabilità dei cilindri a idrogeno per applicazioni militari e di sicurezza nazionale.

• Ricerca e Sviluppo
  ▹ Università e istituti di ricerca che validano nuovi progetti.
  ▹ Raccolta dati per studi sui materiali e modellazione dei compositi.

• Infrastrutture Energetiche
  ▹ Certificazione dei cilindri utilizzati in stazioni di rifornimento, trasporto di idrogeno e stoccaggio stazionario.

Perché è Importante
L’idrogeno è destinato ad alimentare la prossima generazione di sistemi di mobilità e di energia. Tuttavia, la fiducia del pubblico dipende dalla sicurezza — e la sicurezza dipende da test rigorosi. La Camera di Scoppio per Test dei Cilindri a Idrogeno offre a produttori, ricercatori e autorità di regolamentazione un ambiente affidabile, preciso e sicuro per testare i cilindri nelle condizioni più estreme.

Simulando scenari di cedimento estremo, garantisce che ogni prodotto certificato sia stato testato per resistere a pressioni ben superiori ai limiti di esercizio. Questa macchina non serve solo a far scoppiare cilindri — ma a costruire fiducia nella tecnologia dell’idrogeno.