Miksi nivelpalloventtiilejä käytetään kryogeenisissä sovelluksissa?

Kryogeeniset olosuhteet asettavat tiukat vaatimukset venttiilin suorituskyvylle, jotka täyttävät myös tiivistyksen, alhaisen lämpötilan kestävyyden, iskunkestävyyden ja toimintavakauden vaatimukset. Rakenteellisen suunnittelunsa ansiosta lieriömäisillä Trunnion-palloventtiileillä (tunnetaan myös kiinteinä palloventtiileinä) on ilmeisiä etuja kryogeenisissa sovelluksissa, ja niistä on tullut LNG:n, eteenin, nestemäisen hapen ja muiden kryogeenisten väliaineiden kuljetusjärjestelmien suositeltu venttiilityyppi.

1. Kaksoistiivistystakuu kryogeenistä vuotoa vastaan
alhainen viskositeetti ja alhaisten kryogeenisten väliaineiden korkea läpäisevyys vaativat erittäin korkeaa tiivistyskykyä. Tappipalloventtiili on suunniteltu kiinteällä pallolla ja kaksisuuntaisella tiivisterakenteella. Pallo on kiinnitetty ylä- ja alatangoilla, mikä vähentää väliaineen virtauksen vaikutusta tiivistyspintaan. Samaan aikaan jousella-esijännitetty venttiilin istukka toteuttaa kaksisuuntaisen tiivistyksen. Vaikka toinen osapuoli hajoaisi, toisen on pidettävä sinetti suljettuna kryogeenisen väliaineen vuotamisen aiheuttamien turvallisuusriskien välttämiseksi. Lisäksi joissakin malleissa käytetään metallisen kovan tiivisteen ja pehmeän tiivisteen yhdistelmää, joka tasapainottaa kulutuskestävyyden ja kryogeenisen mukautuvuuden varmistaen, ettei vuotoja edes -196 asteessa (esim. LNG-sovelluksissa).

2. Matala-Materiaalin sopeutumiskyky ja hauraiden murtumien kesto
Matalissa lämpötiloissa tavallisten metallimateriaalien hauras murtuminen on helppoa epätasaisen kutistumisen vuoksi. Tyyppi-tyyppisissä palloventtiileissä käytetään tyypillisesti austeniittista ruostumatonta terästä (esim. . 304L, 316L), nikkeli-pohjaisia ​​seoksia (esim. Inconel) tai matalan lämpötilan hiiliterästä pallojen, tiivisteiden ja venttiilien valmistukseen. Nämä materiaalit säilyttävät hyvän sitkeyden ja lujuuden alhaisissa lämpötiloissa. Tukirakenne hajottaa jännitystä, vähentää lämpölaajenemisen ja kutistumisen aiheuttamaa paikallista jännityspitoisuutta ja vähentää edelleen hauraiden murtumien riskiä.

3. Kestää iskuja, tärinää ja monimutkaista työympäristöä.
Venttiili voi altistua vesivasaralle, paineenvaihteluille tai ulkoiselle tärinälle kryogeenisen väliaineen kuljetuksen aikana. Aksiaalisessa palloventtiilissä on kiinteä pallorakenne, jota tukee nivelpalloventtiili, joka erottaa pallon istukasta ja vähentää väliaineen suoraa vaikutusta tiivistyspintaan. Samanaikaisesti itse akselin kaulalla on tärinää estäviä ominaisuuksia, jotka estävät tärinän aiheuttaman tiivisteen rikkoutumisen. Lisäksi sen kompakti muotoilu vähentää venttiilin kokonaispainoa, vähentää hitauden aiheuttamaa iskukuormitusta ja tekee siitä sopivan dynaamisiin työolosuhteisiin, kuten offshore-alustoille ja täristinlaitteille.

4. Pitkä-kaulainen konepelti estää pakkausten jäätymisen
Kryogeeniset väliaineet voivat helposti johtaa jään muodostumiseen tiivistepesään ja vaikuttaa venttiilin toimintaan. Typpi-tyyppisissä palloventtiileissä on yleensä pitkäkaulainen{2}}kannen rakenne. Pidentämällä kannen pituutta tiivisteholkki pidetään poissa kryogeenisestä väliaineesta, jolloin pakkausalueen lämpötila pysyy yli 0 asteen ja estää jäätymisen. Joissakin malleissa on myös tyhjennysura pitkissä kauloissa kondensoitumisen ohjaamiseksi, mikä estää pakkauksia jäätymästä. Tämä ominaisuus tekee siitä erinomaisen kohtauksiin, kuten kryogeenisiin varastosäiliöihin ja kryogeenisten pumppujen ulostuloihin.

5. Kaksisuuntainen-virtaus ja kaksinkertaiset tuuletusaukot varmistavat järjestelmän turvallisuuden
Kryogeeniset väliaineet voivat höyrystyä korkeamman lämpötilan vuoksi, mikä johtaa epänormaaliin paineen nousuun venttiilin ontelossa (epänormaali paineen nousu). Trunnion-tyyppiset palloventtiilit tukevat kaksisuuntaista virtausta, ja ne voidaan sulkea kaksoislohkon tuuletuksen aikaansaamiseksi. Tämä tarkoittaa, että venttiilin ontelossa oleva jäännösväliaine poistetaan venttiilirungon tuuletusaukkojen kautta, mikä estää painetta kerääntymästä. Tämä toiminto on välttämätön venttiilirungon repeämisen tai tiivisteen rikkoutumisen estämiseksi LNG-putkilinjan huollon tai hätäpysäytysten aikana sekä henkilökunnan ja laitteiden turvallisuuden varmistamiseksi.

6. Modulaarinen suunnittelu online-huoltoon
Pitkät seisokit ovat kryogeenisten venttiilien huollon kannalta kriittisiä, koska ne voivat aiheuttaa väliaineen höyrystymistä tai järjestelmän lämpötilan vaihteluita. Trunnion--tyyppisissä palloventtiileissä on sisääntulorakenne yläosassa, runko ja kansi on pultattu yhteen, joten sisäiset komponentit, kuten venttiilin istukka ja pallot, voidaan vaihtaa verkossa ilman, että putkia tarvitsee poistaa. Jotkut mallit tukevat myös reaaliaikaista-huoltoa, mikä mahdollistaa tiivisteen esijännityksen säätämisen tai tiivisteiden vaihtamisen, kun järjestelmä on käynnissä erikoistyökaluilla, mikä vähentää merkittävästi seisokkeja ja ylläpitokustannuksia.

Kysymys 1: Mitä eroa on sylinterimäisellä palloventtiilillä ja kelluvalla palloventtiilillä kryogeenisissä sovelluksissa?
V: Kelluvassa palloventtiilissä pallo kelluu vapaasti ja tiivistetään painamalla venttiilin istukkaa dielektrisellä paineella. Alhaisessa lämpötilassa keskiviskositeetin muutos johtaa epävakaaseen tiivistykseen. Trunnion{2}}-tyyppisissä palloventtiileissä pallo on kiinteä ja venttiilin istukkaan paineistetaan jouset, mikä tekee tiivistyskyvystä luotettavamman, iskunkestävyyden ja sopii paremmin kryogeenisiin olosuhteisiin.

Kysymys 2: Kuinka valita materiaali kryogeenisille nivelventtiileille{1}}?

A2: Kryogeeniset venttiilin istukkamateriaalit edellyttävät kulutuskestävyyden, korroosionkestävyyden ja matalan lämpötilan sitkeyden tasapainoa. Yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat muunnetut polytetrafluorieteeni (PTFE) -materiaalit, kuten grafiitti{2}}täytetty PTFE ja metalligrafiitti. Kovametallitiivisteet (kuten Stellite metalliseokset) tai taipuisat grafiittitiivisteet ovat suositeltavia ultra-alhaisissa lämpötiloissa (esim. . -196 astetta C), jotta vältetään pehmeiden tiivistemateriaalien hauraus.

Kysymys 3: Voidaanko tungion{1}}tyyppisiä palloventtiileitä käyttää vuorotellen korkean ja matalan lämpötilan olosuhteissa?
A3: Kyllä, mutta valitse materiaalit ja mallit, jotka ovat lämpötilan mukaisia. Esimerkiksi venttiilin rungon tulee olla alhaisen lämpötilan hiiliterästä tai ruostumatonta terästä, kun taas akselin kaulan ja tiivisteen tulee olla korkeita lämpötiloja kestäviä materiaaleja (esim. nikkeli-pohjaisia ​​seoksia). Samanaikaisesti jäännösjännitys tulee poistaa lämpökäsittelyllä, jotta vältetään lämpötilan muutoksen aiheuttama muodonmuutos tai vuoto.

Kysymys 4: Mitkä ovat kryogeenisten tungion{1}}palloventtiilien asennuksen erityisvaatimukset?
A4: Varmista asennuksen aikana, että venttiilin virtaus on linjassa väliaineen virtauksen kanssa, jotta päinvastainen paine ei vaikuta tiivistekanteen; pitkä-kaulaventtiilin suojukset on asennettava pystysuoraan kondenssiveden kertymisen estämiseksi. hidas esijäähdytys-vaatii ennen ensimmäistä käyttöä, jotta vältetään lämpöjännitys venttiilin rungon halkeilusta. ja pultit on kiristetty vinottain tiivistekannen epätasaisen jännityksen estämiseksi.

Kysymys 5: Kuinka selvittää, tarvitseeko kryo{1}}lentopalloventtiili korjausta?
A5: Jos käyttömomentti kasvaa, tiiviste vuotaa, epänormaalia huurtumista venttiilin rungossa tai poistoväliaineen vuotoa, se voi olla merkki tiivisteen kulumisesta, tiivisteen vanhenemisesta tai epänormaalista venttiilin ontelon paineesta. Tarvitaan oikea-aikainen tarkastus ja osien vaihto. Säännöllinen online-testaus, kuten ultraäänitestaus, voi havaita mahdolliset ongelmat ajoissa ja pidentää venttiilin käyttöikää.