Zakaj se krogelni ventili uporabljajo v kriogenih aplikacijah?

Kriogeni pogoji postavljajo stroge zahteve za delovanje ventilov, ki izpolnjujejo tudi zahteve glede tesnjenja, odpornosti na nizke temperature, odpornosti na udarce in stabilnosti delovanja. Zaradi svoje strukturne zasnove imajo cilindrični krogelni ventili Trunnion (znani tudi kot fiksni krogelni ventili) očitne prednosti v kriogenih aplikacijah in so postali prednostna vrsta ventilov za LNG, etilen, tekoči kisik in druge transportne sisteme za kriogene medije.

1. Garancija dvojnega tesnjenja proti kriogenemu puščanju
nizka viskoznost in visoka prepustnost medijev z nizko kriogenostjo zahtevata izjemno visoko zmogljivost tesnjenja. Kroglični ventil s palico je zasnovan s fiksno kroglo in dvosmernim tesnjenjem. Krogla je pritrjena z zgornjim in spodnjim zatičem, kar zmanjša učinek pretoka medija na tesnilno površino. Hkrati vzmet-prednapet sedež ventila omogoča dvosmerno tesnjenje. Tudi če se ena stran pokvari, mora druga vzdrževati tesnilo zaprto, da se izogne ​​varnostnim tveganjem zaradi uhajanja kriogenega medija. Poleg tega nekatere izvedbe uporabljajo kombinacijo kovinskega trdega tesnila in mehkega tesnila, kar uravnoteži odpornost proti obrabi in kriogeno prilagodljivost, kar zagotavlja odsotnost puščanja tudi pri -196 stopinjah (npr. za aplikacije LNG).

2. Prilagodljivost materiala pri nizkih- temperaturah in odpornost na krhke zlome
V nizkotemperaturnem okolju lahko pride do krhkega loma običajnih kovinskih materialov zaradi neenakomernega krčenja. Kroglični ventili-tipa za izdelavo krogel, sedežev in ventilov običajno uporabljajo avstenitno nerjavno jeklo (npr.. 304L, 316L), zlitine-na osnovi niklja (npr. Inconel) ali nizkotemperaturno ogljikovo jeklo. Ti materiali ohranjajo dobro žilavost in trdnost pri nizkih temperaturah. Struktura vtičnice razprši napetost, zmanjša lokalno koncentracijo napetosti, ki jo povzroči toplotno raztezanje in krčenje, ter dodatno zmanjša tveganje krhkega loma.

3. Odporen na udarce, vibracije in kompleksno delovno okolje.
Ventil je lahko med transportom kriogenega medija izpostavljen vodnemu udaru, nihanju tlaka ali zunanjim vibracijam. Aksialni krogelni ventil ima fiksno krogelno strukturo, podprto s krogelnim ventilom, ki ločuje kroglo od sedeža in zmanjšuje neposreden vpliv medija na tesnilno površino. Hkrati ima sam vrat gredi proti-vibracijske lastnosti, kar preprečuje odpoved tesnila zaradi vibracij. Poleg tega njegova kompaktna zasnova zmanjša celotno težo ventila, zmanjša udarne obremenitve, ki jih povzroča vztrajnost, in ga naredi primernega za dinamične delovne pogoje, kot so morske ploščadi in stresalniki.

4. Oblika pokrova z dolgim-vratom za preprečevanje zmrzovanja embalaže
Kriogeni mediji lahko zlahka povzročijo nastanek ledu v polnilni škatli in vplivajo na delovanje ventila. Kroglični ventili-tipa na splošno imajo strukturo pokrova z dolgim{2}}vratom. S podaljšanjem dolžine pokrova je polnilna škatla oddaljena od kriogenega medija, ohranja temperaturo območja embalaže nad 0 stopinj in preprečuje zaledenitev. Nekatere izvedbe vključujejo tudi odtočni utor na dolgih vratovih za vodenje kondenzacije, kar dodatno preprečuje zmrzovanje embalaže. Zaradi te funkcije je odličen za prizore, kot so kriogeni rezervoarji za shranjevanje in izpusti kriogenih črpalk.

5. Dvo-smerni pretok in dvojne odprtine za zagotavljanje varnosti sistema
Kriogeni mediji lahko zaradi višje temperature izhlapijo, kar povzroči nenormalno povečanje tlaka v votlini ventila (nenormalno povečanje tlaka). Kroglični ventili-tipa podpirajo dvosmerni pretok in jih je mogoče zapreti, da dosežete dvojno{2}}odzračevanje. To pomeni, da se preostali mediji v votlini ventila iztisnejo skozi odprtine na telesu ventila, kar preprečuje kopičenje tlaka. Ta funkcija je bistvenega pomena za preprečevanje zloma telesa ventila ali odpovedi tesnila med vzdrževanjem cevovoda LNG ali zaustavitvijo v sili ter za zagotovitev varnosti osebja in opreme.

6. Modularna zasnova za spletno vzdrževanje
Dolgotrajne izpade so kritične za vzdrževanje vzdrževanja kriogenih ventilov, ker lahko povzročijo srednje uparjanje ali temperaturna nihanja sistema. Kroglični ventili-tipa imajo vhodno strukturo na vrhu, pri čemer sta telo in pokrov pritrjena skupaj, kar omogoča menjavo notranjih komponent, kot so sedež ventila in krogle, brez potrebe po odstranitvi cevi. Nekatere zasnove podpirajo tudi vzdrževanje-v realnem času, kar omogoča prilagoditev tesnilne prednapetosti ali zamenjavo tesnil, ko sistem deluje s specializiranimi orodji, s čimer se občutno zmanjšajo izpadi in stroški vzdrževanja.

Vprašanje 1: Kakšna je razlika med cilindričnim krogelnim ventilom in plavajočim krogelnim ventilom v kriogenih aplikacijah?
O: V plavajočem krogelnem ventilu je krogla prosto lebdeča in zatesnjena s pritiskom na sedež ventila z dielektričnim pritiskom. Pri nizki temperaturi bo sprememba srednje viskoznosti povzročila nestabilno tesnjenje. Pri krogelnih ventilih-tipa je krogla pritrjena, sedež ventila pa je pod pritiskom vzmeti, zaradi česar je tesnjenje zanesljivejše, bolj odporno na udarce in primernejše za kriogene pogoje.

V2: Kako izbrati material za kriogene krogelne ventile-tipa?

A2: Kriogeni materiali sedeža ventila zahtevajo ravnovesje odpornosti proti obrabi, odpornosti proti koroziji in žilavosti pri nizkih temperaturah. Običajno uporabljeni materiali vključujejo materiale iz modificiranega politetrafluoroetilena (PTFE), kot je PTFE, polnjen z -grafitom, in kovinski grafit. Pri ultra-nizkih temperaturah (npr. . -196 stopinj C) so prednostna tesnila iz trde kovine (kot so zlitine Stellite) ali fleksibilna tesnila iz grafita, da se izognete krhkosti mehkih tesnilnih materialov.

V3: Ali je mogoče krogelne ventile-tipa uporabiti v izmeničnih pogojih visoke in nizke temperature?
A3: Da, vendar izberite materiale in oblike, ki so temperaturno prilagodljivi. Na primer, ohišje ventila mora biti izdelano iz nizkotemperaturnega ogljikovega jekla ali nerjavečega jekla, medtem ko morata biti vrat gredi in tesnilo izdelana iz materialov, odpornih na visoke temperature (npr. zlitine na osnovi -niklja). Hkrati je treba s toplotno obdelavo odpraviti preostale napetosti, da se prepreči deformacija ali puščanje zaradi temperaturnih sprememb.

V4: Kakšne so posebne zahteve za namestitev kriogenih krogelnih ventilov-tipa?
A4: Med namestitvijo zagotovite, da je pretok ventila v skladu s pretokom medija, da preprečite povratni tlak, ki vpliva na tesnilni pokrov; pokrovi ventilov z dolgim-vratom morajo biti nameščeni navpično, da se prepreči nabiranje kondenza; pred prvo uporabo je potrebno počasno pred-hlajenje, da se prepreči toplotna obremenitev zaradi pokanja telesa ventila; in vijaki so zategnjeni diagonalno, da se prepreči neenakomerna obremenitev tesnilnega pokrova.

V5: Kako ugotoviti, ali krio-ventil potrebuje popravilo?
A5: Če se poveča delovni navor, puščanje tesnil, neobičajno zmrzal na ohišju ventila ali puščanje izstopnega medija, lahko to kaže na obrabo tesnila, staranje tesnila ali nenormalen tlak v votlini ventila. Potreben je pravočasen pregled in zamenjava delov. Redno spletno testiranje, kot je ultrazvočno testiranje, lahko zgodaj odkrije morebitne težave in podaljša življenjsko dobo ventila.