Введение в криогенные клапаны
В последние десятилетия с развитием современной науки и техники возрастает спрос на криогенную арматуру в инженерных проектах. Криогенные клапаны работают при температурах ниже -40℃. И этот тип клапана широко используется в таких областях, как химические удобрения, сжиженный природный газ и нефтехимическая промышленность.
Выбор материала
Рабочая среда криогенных клапанов имеет низкие температуры и высокую проницаемость, что определяет множество особых требований к выбору материала. Механические свойства стали различны при низких и нормальных температурах. Помимо прочности важным показателем криогенных сталей является низкотемпературная вязкость, связанная с температурой вязко-хрупкого перехода. Чем ниже температура перехода, тем лучше дается ударная вязкость. Металлический материал некоторой объемно-центрированной кубической решетки, такой как углеродистая сталь, будет охрупчиваться при низких температурах, в то время как ударная вязкость гранецентрированной кубической решетки, такой как аустенитная нержавеющая сталь, не будет зависеть от низких температур.
Устойчивые к давлению детали криогенных клапанов, такие как корпус клапана и крышка, обычно изготавливаются из пластичных материалов с хорошей низкотемпературной прочностью, при этом также следует учитывать такие факторы, как свариваемость, механические свойства, стабильность и экономичность. В конструкции предусмотрено три уровня: -46 ℃, -101 ℃ и -196 ℃. Низкотемпературная углеродистая сталь выбирается для температуры -46 ℃, а аустенитная нержавеющая сталь серии 300 обычно предназначена для температур -101 ℃ и -196 ℃, которая обладает умеренной прочностью, хорошей ударной вязкостью, технологичностью и т. д.
Требования к установке
Криогенные клапаны имеют особые требования к установке для своих специальных конструкций. Из-за длинной горловины крышки шток клапана необходимо устанавливать вертикально вверх с диапазоном углов менее 45 градусов, и следует избегать установки на вертикальных трубопроводах. В противном случае низкотемпературная среда заполнит расширенную часть крышки, что приведет к потере эффективности набивки, а криогенная энергия будет передана рукоятке клапана, что приведет к повреждению оператора. При установке криогенной арматуры с конструкцией сброса давления особое внимание следует уделить требованиям направлений сброса давления, которые необходимо отметить на технологической схеме и отразить на аксонометрическом чертеже трубопровода.
Причины утечки
Внутренняя утечка: Основной причиной внутренней протечки клапанов является деформация уплотнительной пары при низких температурах. При понижении температуры материал претерпевает фазовые превращения и изменяется в объеме, так что уплотняющая поверхность при высокой точности шлифования будет коробиться и деформироваться, что приведет к плохой герметизации.
Внешняя утечка: Во-первых, утечка вызвана асинхронным сжатием прокладки, болтов и других соединителей при низких температурах, когда клапан соединяется с трубопроводом с помощью фланцев. Таким образом, соединение может быть изменено с фланцевого на сварное, чтобы предотвратить утечку. И второе - течь в штоке и сальниковой набивке.
Производственный процесс
Для изготовления криогенных клапанов применяются строгие производственные процессы и специальное оборудование, а при обработке деталей осуществляется компактный контроль качества. При специальной низкотемпературной обработке черновые детали помещают в охлаждающую среду на несколько часов (2-6 часов) для снятия напряжения и обеспечения низкотемпературных характеристик материалов и готового размера, предотвращая утечку, вызванную деформацией. И детали должны быть полностью очищены, чтобы удалить масляные пятна, чтобы гарантировать удобство использования.
Выбор материала
Рабочая среда криогенных клапанов имеет низкие температуры и высокую проницаемость, что определяет множество особых требований к выбору материала. Механические свойства стали различны при низких и нормальных температурах. Помимо прочности важным показателем криогенных сталей является низкотемпературная вязкость, связанная с температурой вязко-хрупкого перехода. Чем ниже температура перехода, тем лучше дается ударная вязкость. Металлический материал некоторой объемно-центрированной кубической решетки, такой как углеродистая сталь, будет охрупчиваться при низких температурах, в то время как ударная вязкость гранецентрированной кубической решетки, такой как аустенитная нержавеющая сталь, не будет зависеть от низких температур.
Устойчивые к давлению детали криогенных клапанов, такие как корпус клапана и крышка, обычно изготавливаются из пластичных материалов с хорошей низкотемпературной прочностью, при этом также следует учитывать такие факторы, как свариваемость, механические свойства, стабильность и экономичность. В конструкции предусмотрено три уровня: -46 ℃, -101 ℃ и -196 ℃. Низкотемпературная углеродистая сталь выбирается для температуры -46 ℃, а аустенитная нержавеющая сталь серии 300 обычно предназначена для температур -101 ℃ и -196 ℃, которая обладает умеренной прочностью, хорошей ударной вязкостью, технологичностью и т. д.
Требования к установке
Криогенные клапаны имеют особые требования к установке для своих специальных конструкций. Из-за длинной горловины крышки шток клапана необходимо устанавливать вертикально вверх с диапазоном углов менее 45 градусов, и следует избегать установки на вертикальных трубопроводах. В противном случае низкотемпературная среда заполнит расширенную часть крышки, что приведет к потере эффективности набивки, а криогенная энергия будет передана рукоятке клапана, что приведет к повреждению оператора. При установке криогенной арматуры с конструкцией сброса давления особое внимание следует уделить требованиям направлений сброса давления, которые необходимо отметить на технологической схеме и отразить на аксонометрическом чертеже трубопровода.
Причины утечки
Внутренняя утечка: Основной причиной внутренней протечки клапанов является деформация уплотнительной пары при низких температурах. При понижении температуры материал претерпевает фазовые превращения и изменяется в объеме, так что уплотняющая поверхность при высокой точности шлифования будет коробиться и деформироваться, что приведет к плохой герметизации.
Внешняя утечка: Во-первых, утечка вызвана асинхронным сжатием прокладки, болтов и других соединителей при низких температурах, когда клапан соединяется с трубопроводом с помощью фланцев. Таким образом, соединение может быть изменено с фланцевого на сварное, чтобы предотвратить утечку. И второе - течь в штоке и сальниковой набивке.
Производственный процесс
Для изготовления криогенных клапанов применяются строгие производственные процессы и специальное оборудование, а при обработке деталей осуществляется компактный контроль качества. При специальной низкотемпературной обработке черновые детали помещают в охлаждающую среду на несколько часов (2-6 часов) для снятия напряжения и обеспечения низкотемпературных характеристик материалов и готового размера, предотвращая утечку, вызванную деформацией. И детали должны быть полностью очищены, чтобы удалить масляные пятна, чтобы гарантировать удобство использования.
| Источник: | Собственная информация |
| Учетная запись: | Китайская промышленная арматура - Dervos |
| Дата: | 05.05.22 |
