Hvorfor bruges kugleventiler til kryogene applikationer?

Kryogene forhold stiller strenge krav til ventilydelse, som også opfylder kravene til tætning, lav temperaturbestandighed, slagfasthed og driftsstabilitet. På grund af dets strukturelle design har cylindriske Trunnion-kugleventiler (også kendt som faste kugleventiler) indlysende fordele i kryogene applikationer og er blevet den foretrukne ventiltype af LNG, ethylen, flydende oxygen og andre kryogene medietransportsystemer.

1. Dobbelt tætningsgaranti mod kryogen lækage
lav viskositet og høj permeabilitet af lavt kryogene medier kræver ekstrem høj forseglingsevne. Trunnion kugleventil er designet med fast kugle plus tovejs tætningsdesign. Kuglen er fastgjort af øvre og nedre tape, hvilket reducerer effekten af ​​medieflow på tætningsfladen. Samtidig realiserer et fjeder-forspændt ventilsæde tovejs tætning. Selvom den ene part går i stykker, skal den anden holde tætningen lukket for at undgå sikkerhedsrisici forårsaget af lækage af det kryogene medium. Derudover anvender nogle designs en kombination af hård metalforsegling og blød forsegling, der balancerer slidstyrke og kryogen tilpasningsevne, hvilket sikrer ingen lækage selv ved -196 grader (f.eks. til LNG-applikationer).

2.Lav-materialetilpasningsevne og modstandsdygtighed over for skørt brud
I miljøer med lav temperatur er sprøde brud på almindelige metalmaterialer let at opstå på grund af ujævn krympning. Trunnion-kugleventiler bruger typisk austenitisk rustfrit stål (f.eks. . 304L, 316L), nikkel-baserede legeringer (f.eks. Inconel) eller lavtemperaturkulstofstål til fremstilling af kugler, sæder og ventiler. Disse materialer bevarer god sejhed og styrke ved lave temperaturer. Trunion-strukturen spreder spændinger, reducerer den lokale spændingskoncentration forårsaget af termisk udvidelse og krympning og reducerer yderligere risikoen for skørt brud.

3. Modstandsdygtig over for stød, vibrationer og komplekst arbejdsmiljø.
Ventilen kan blive udsat for vandslag, tryksvingninger eller eksterne vibrationer under transporten af ​​et kryogent medium. Den aksiale kugleventil vedtager en fast kuglestruktur, understøttet af trunion-kugleventilen, som adskiller kuglen fra sædet og reducerer mediernes direkte indflydelse på tætningsfladen. Samtidig har selve akselhalsen anti-vibrationsegenskaber, hvilket forhindrer tætningsfejl forårsaget af vibrationer. Derudover reducerer dens kompakte design den samlede vægt af ventilen, reducerer stødbelastninger forårsaget af inerti og gør den velegnet til dynamiske arbejdsforhold såsom offshore platforme og shakers.

4. Lang-hjelmdesign for at forhindre, at emballagen fryser
Kryogene medier kan nemt føre til is i pakdåsen og påvirke ventilens funktion. Trunnion-kugleventiler anvender generelt den lange-halsede motorhjelmstruktur. Ved at forlænge dækslets længde holdes pakdåsen væk fra det kryogene medium, hvilket holder temperaturen på pakkeområdet over 0 grader og forhindrer isdannelse. Nogle designs inkluderer også afløbsrille ved lange halse for at styre kondens, hvilket yderligere forhindrer emballage i at fryse. Denne funktion gør den fremragende til scener som kryogene lagertanke og kryogene pumpeudtag.

5. To-flow og dobbelte udluftninger for at sikre systemsikkerhed
Kryogene medier kan fordampe på grund af højere temperatur, hvilket resulterer i unormal stigning i trykket i ventilhulrummet (unormal stigning i tryk). Trunnion-kugleventiler understøtter tovejs flow og kan lukkes for at opnå dobbelt-blokudluftning. Det betyder, at resterende medier i ventilhulrummet udstødes gennem ventilerne på ventilhuset, hvilket forhindrer tryk i at samle sig. Denne funktion er vigtig for at forhindre brud på ventilhuset eller tætningsfejl under vedligeholdelse af LNG-rørledninger eller nødstop og for at sikre sikkerheden for personale og udstyr.

6. Modulært design til online vedligeholdelse
Længerevarende nedetid er kritisk for vedligeholdelse af kryogen ventilvedligeholdelse, fordi det kan forårsage medium fordampning eller systemtemperaturudsving. Kugleventiler af typen Trunnion- har en indgangsstruktur i toppen, hvor kroppen og dækslet er boltet sammen, hvilket gør det muligt at udskifte interne komponenter såsom ventilsæde og kugler online uden at skulle fjerne rør. Nogle designs understøtter også vedligeholdelse i realtid, hvilket gør det muligt at justere tætningsforspændingen eller udskifte tætninger, når systemet kører med specialværktøj, hvilket reducerer nedetid og vedligeholdelsesomkostninger markant.

Spørgsmål 1: Hvad er forskellen mellem en cylindrisk kugleventil og en flydende kugleventil i kryogene applikationer?
A: I en flydende kugleventil er kuglen frit svævende og forseglet ved at trykke på ventilsædet med dielektrisk tryk. Ved lav temperatur vil ændringen af ​​medium viskositet føre til ustabil tætning. I kugleventiler af type-tap er kuglen fast, og ventilsædet er tryksat af fjedre, hvilket gør den mere pålidelige tætningsydelse, mere slagfasthed og mere velegnet til kryogene forhold.

Spørgsmål 2: Hvordan vælger man materialet til kryogeniske kugleventiler-?

A2: Kryogene ventilsædematerialer kræver en balance mellem slidstyrke, korrosionsbestandighed og sejhed ved lav temperatur. Almindeligt anvendte materialer omfatter modificeret polytetrafluorethylen (PTFE) materialer, såsom grafit-fyldt PTFE og metallisk grafit. Hårde metalforseglinger (såsom Stellite-legeringer) eller fleksible grafitforseglinger foretrækkes ved ultra-lave temperaturer (f.eks. . -196 grader C) for at undgå skørheden af ​​bløde forseglingsmaterialer.

Spørgsmål 3: Kan kugleventiler af typen trunnion- bruges under skiftende forhold med høj og lav temperatur?
A3: Ja, men vælg materialer og design, der kan tilpasses til temperatur. For eksempel bør ventilhuset være lavet af lavtemperatur kulstofstål eller rustfrit stål, mens akselhalsen og tætningen skal være lavet af højtemperaturbestandige materialer (f.eks. nikkel-baserede legeringer). Samtidig bør restspænding elimineres ved varmebehandling for at undgå deformation eller lækage forårsaget af temperaturændringer.

Spørgsmål 4: Hvad er de særlige krav til installation af kryogene kugleventiler-type?
A4: Sørg under installationen for, at ventilens flow er på linje med mediets flow for at undgå omvendt tryk, der påvirker tætningsdækslet; lange-ventildæksler skal installeres lodret for at forhindre kondensdannelse; langsom for-afkøling er påkrævet før første brug for at forhindre termisk belastning fra at revne ventilhuset; og bolte spændes diagonalt for at forhindre ujævn belastning af tætningsdækslet.

Spørgsmål 5: Hvordan afgør man, om kryo-salveventilen skal repareres?
A5: Hvis driftsmomentet stiger, tætningslækager, unormal frosting på ventilhuset eller lækage af udløbsmedier, kan det indikere slid på tætningen, ældning af pakningen eller unormalt ventilhulrumstryk. Rettidig inspektion og udskiftning af dele er påkrævet. Regelmæssig online test, såsom ultralydstest, kan opdage potentielle problemer tidligt og forlænge ventilens levetid.