Proč se v kryogenních aplikacích používají čepové kulové ventily?

Kryogenní podmínky kladou přísné požadavky na výkon ventilu, které rovněž splňují požadavky na těsnění, odolnost vůči nízkým teplotám, odolnost proti nárazu a provozní stabilitu. Díky své konstrukční konstrukci mají válcové kulové ventily Trunnion (také známé jako pevné kulové ventily) zjevné výhody v kryogenních aplikacích a staly se preferovaným typem ventilů systémů přepravy LNG, etylenu, kapalného kyslíku a dalších kryogenních médií.

1. Záruka dvojitého těsnění proti kryogennímu úniku
nízká viskozita a vysoká propustnost kryogenních médií vyžadují extrémně vysoký těsnicí výkon. Kulový kohout je navržen s pevnou koulí a obousměrným těsněním. Koule je upevněna pomocí horních a spodních čepů, což snižuje vliv proudění média na těsnící plochu. Současně pružinou-předepjaté sedlo ventilu zajišťuje obousměrné těsnění. I když se jedna strana porouchá, druhá musí udržovat těsnění uzavřené, aby se předešlo bezpečnostním rizikům způsobeným únikem kryogenního média. Některé konstrukce navíc využívají kombinaci kovového tvrdého těsnění a měkkého těsnění, které vyvažují odolnost proti oděru a kryogenní adaptabilitu a zajišťují, že nedochází k úniku ani při -196 stupních (např. pro aplikace LNG).

2. Adaptabilita materiálu při nízkých-teplotách a odolnost proti křehkému lomu
V prostředí s nízkou teplotou snadno dochází ke křehkému lomu běžných kovových materiálů v důsledku nerovnoměrného smršťování. Kulové kohouty typu čepy -pro výrobu koulí, sedel a ventilů obvykle používají austenitickou nerezovou ocel (např. . 304L, 316L), slitiny na bázi niklu- (např. Inconel) nebo nízkoteplotní uhlíkovou ocel. Tyto materiály si zachovávají dobrou houževnatost a pevnost při nízkých teplotách. Čepová struktura rozptyluje napětí, snižuje lokální koncentraci napětí způsobenou tepelnou roztažností a smršťováním a dále snižuje riziko křehkého lomu.

3. Odolné vůči nárazu, vibracím a složitému pracovnímu prostředí.
Ventil může být vystaven vodnímu rázu, kolísání tlaku nebo vnějším vibracím během přepravy kryogenního média. Axiální kulový ventil má pevnou kulovou strukturu, podporovanou čepovým kulovým ventilem, který odděluje kouli od sedla a snižuje přímý vliv média na těsnicí povrch. Samotné hrdlo hřídele má zároveň antivibrační vlastnosti, které brání poškození těsnění způsobenému vibracemi. Jeho kompaktní design navíc snižuje celkovou hmotnost ventilu, snižuje rázové zatížení způsobené setrvačností a činí jej vhodný pro dynamické pracovní podmínky, jako jsou pobřežní plošiny a třepačky.

4. Dlouhý-krk kapoty, který zabraňuje zamrzání obalu
Kryogenní média mohou snadno vést k ledu v ucpávce a ovlivnit činnost ventilu. Kulové kohouty -typu kulových kohoutů obecně využívají strukturu kapoty s dlouhým-hrdlem. Prodloužením délky krytu je ucpávka držena mimo kryogenní médium, čímž se udržuje teplota plnícího prostoru nad 0 stupňů a zabraňuje se námraze. Některá provedení také obsahují odtokovou drážku na dlouhých hrdlech, která vede kondenzaci a dále brání zamrznutí obalů. Díky této funkci je vynikající pro scény, jako jsou kryogenní skladovací nádrže a výstupy kryogenních čerpadel.

5. Dvoucestný-průtok a dvojité větrací otvory pro zajištění bezpečnosti systému
Kryogenní média se mohou odpařovat v důsledku vyšší teploty, což má za následek abnormální zvýšení tlaku v dutině ventilu (abnormální zvýšení tlaku). Kulové ventily -typu čepu podporují obousměrné proudění a lze je zavřít, aby bylo dosaženo dvojitého-blokového odvětrávání. To znamená, že zbytkové médium v ​​dutině ventilu je vytlačeno ventilačními otvory na tělese ventilu, což zabraňuje hromadění tlaku. Tato funkce je nezbytná pro zabránění prasknutí tělesa ventilu nebo selhání těsnění během údržby potrubí LNG nebo nouzových odstávek a pro zajištění bezpečnosti personálu a zařízení.

6. Modulární design pro online údržbu
Pro údržbu kryogenních ventilů je kritický dlouhý prostoj, protože může způsobit odpařování média nebo kolísání teploty systému. Kulové kohouty typu Čelní-vyznačují se vstupní strukturou v horní části s tělem a krytem sešroubovanými dohromady, což umožňuje výměnu vnitřních součástí, jako je sedlo ventilu a koule, online bez nutnosti odstraňovat potrubí. Některá provedení také podporují údržbu v reálném čase-, což umožňuje upravit předpětí těsnění nebo vyměnit těsnění, když systém běží se specializovanými nástroji, čímž se výrazně snižují prostoje a náklady na údržbu.

Otázka 1: Jaký je rozdíl mezi válcovým kulovým ventilem a plovoucím kulovým ventilem v kryogenních aplikacích?
Odpověď: U plovoucího kulového ventilu je koule volně plovoucí a utěsněná stlačením sedla ventilu dielektrickým tlakem. Při nízké teplotě povede změna střední viskozity k nestabilnímu těsnění. U kulových ventilů otočného -typu je koule pevná a sedlo ventilu je natlakováno pružinami, díky čemuž je spolehlivější těsnicí výkon, větší odolnost proti nárazu a vhodnější pro kryogenní podmínky.

Otázka 2: Jak vybrat materiál pro kulové ventily typu kryogenního čepu-?

A2: Kryogenní materiály sedel ventilů vyžadují rovnováhu odolnosti proti oděru, odolnosti proti korozi a houževnatosti při nízkých teplotách. Mezi běžně používané materiály patří materiály z modifikovaného polytetrafluorethylenu (PTFE), jako je PTFE plněný grafitem{2}} a kovový grafit. Těsnění z tvrdého kovu (jako jsou slitiny stelitu) nebo těsnění z flexibilního grafitu jsou preferována při ultra-nízkých teplotách (např. . -196 stupňů C), aby se zabránilo křehkosti měkkých těsnících materiálů.

Otázka 3: Lze kulové ventily otočného -typu použít při střídání podmínek vysoké a nízké teploty?
A3: Ano, ale vyberte materiály a provedení, které jsou teplotně přizpůsobivé. Například tělo ventilu by mělo být vyrobeno z nízkoteplotní uhlíkové oceli nebo nerezové oceli, zatímco hrdlo hřídele a těsnění by měly být vyrobeny z materiálů odolných vysokým teplotám (např. slitiny na bázi niklu-). Současně by mělo být eliminováno zbytkové napětí tepelným zpracováním, aby se zabránilo deformaci nebo netěsnosti způsobené změnou teploty.

Otázka 4: Jaké jsou zvláštní požadavky na instalaci kulových ventilů typu kryogenního čepu-?
A4: Během instalace se ujistěte, že průtok ventilu je v souladu s průtokem média, aby se zabránilo zpětnému tlaku působícímu na těsnicí kryt; Dlouhé-kryty ventilů musí být instalovány svisle, aby se zabránilo kondenzaci; Před prvním použitím je nutné pomalé předchlazení, aby se zabránilo tepelnému namáhání způsobenému prasknutím těla ventilu; a šrouby jsou utaženy diagonálně, aby se zabránilo nerovnoměrnému namáhání těsnícího krytu.

Otázka 5: Jak zjistit, zda kryo-volejový ventil potřebuje opravu?
A5: Pokud dojde ke zvýšení provozního momentu, netěsnostem těsnění, abnormální námraze na těle ventilu nebo úniku výstupního média, může to znamenat opotřebení těsnění, stárnutí těsnění nebo abnormální tlak v dutině ventilu. Je nutná včasná kontrola a výměna dílů. Pravidelné online testování, jako je ultrazvukové testování, může včas odhalit potenciální problémy a prodloužit životnost ventilu.