Σχηματισμός πάγου και μπλοκάρισμα ανοίγματος/κλεισίματος, κίνδυνοι διαρροής σφαιρικών βαλβίδων κρυογονικής

Το παγάλωμα και το μπλοκάρισμα συχνά συμβαίνουν ταυτόχρονα

Στο σύστημα αποθήκευσης και μεταφοράς ΥΦΑ, ο σχηματισμός πάγου στην εξωτερική επιφάνεια των κρυογονικών σφαιρικών βαλβίδων είναι ένα κοινό φαινόμενο, αλλά όταν ο σχηματισμός πάγου συνοδεύεται από αυξημένη αντίσταση ανοίγματος και κλεισίματος της χειρολαβής. Ο σχηματισμός πάγου υποδηλώνει ότι η ψυχρή ενέργεια διεξάγεται προς τα έξω μέσω της διαδρομής του στελέχους της βαλβίδας· το μπλοκάρισμα υποδεικνύει την κατάσταση της σύνδεσης μεταξύ του στελέχους της βαλβίδας και της περιοχής της φλάντζας.

Αιτίες παγώματος και μπλοκαρίσματος ανοίγματος/κλεισίματος βαλβίδας

1. Το στέλεχος της βαλβίδας από ανοξείδωτο χάλυβα συνδέεται απευθείας με το κρυογονικό σώμα της βαλβίδας και μια εξωτερική χειρολαβή. Χωρίς επαρκή επέκταση, η ψυχρή ροή θα ανέβει κατά μήκος του στελέχους, προκαλώντας την πτώση της θερμοκρασίας στην περιοχή της φλάντζας κάτω από το σημείο δρόσου του περιβάλλοντος, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό πάγου.
2. Η φλάντζα της βαλβίδας είναι κατασκευασμένη από PCTFE, με εύρος θερμοκρασίας κατάλληλο από -196°C έως +80°C. Η ελαστικότητα και η ικανότητα ανάκαμψης της φλάντζας σε χαμηλές θερμοκρασίες καθορίζουν την ικανότητα αντιστάθμισής της.
3. Το μέσο ρέει προς τα κάτω από τον δίσκο της βαλβίδας, και συνιστάται η κάθετη εγκατάσταση με το στέλεχος της βαλβίδας προσανατολισμένο προς τα πάνω. Οι αποκλίσεις στον προσανατολισμό εγκατάστασης μπορούν να αλλάξουν την κατεύθυνση της δύναμης στον δίσκο της βαλβίδας, αυξάνοντας έμμεσα την αντίσταση ανοίγματος και κλεισίματος.

Αιτίες διαρροής σεβαλβίδες χαμηλής θερμοκρασίας αποκοπής

Όταν η ψύξη του αγωγού σε βαθιά ψύξη φτάσει στη ζώνη θερμοκρασίας υγρού αζώτου ή υγρού οξυγόνου, εμφανίζονται οι διαφορές συστολής μεταξύ του χαλύβδινου σωλήνα και του άκρου της βαλβίδας. Σε συνδέσεις με συγκόλληση άκρου σε άκρο, η βαλβίδα και ο αγωγός σχηματίζουν μια συνεχή μεταλλική διαδρομή, προκαλώντας συγκέντρωση τάσεων που εμφανίζεται πρώτα ως ρωγμή στο σημείο συγκόλλησης και στη ζώνη που έχει υποστεί θερμική επίδραση, οδηγώντας σε διαρροή χαμηλής θερμοκρασίας ρευστού.

Αιτίες κινδύνου ρωγμών συγκόλλησης σε χαμηλή θερμοκρασία

1. Το σώμα της βαλβίδας, το κάλυμμα της βαλβίδας, ο δίσκος της βαλβίδας και το στέλεχος της βαλβίδας είναι όλα κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα, με εύρος θερμοκρασίας κατάλληλο από -196°C έως +80°C. Ο ανοξείδωτος χάλυβας διατηρεί την αντοχή του ακόμη και σε συνθήκες βαθιάς κρυογονικής ψύξης· ωστόσο, όταν η συστολή διαφέρει μεταξύ του υλικού και του αγωγού, μπορεί να αναπτυχθούν τάσεις περιορισμού στις συνδέσεις.

2. Το πάχος του τοιχώματος στο άκρο της βαλβίδας είναι συνήθως μεγαλύτερο από αυτό του αγωγού, και η διαφορά στην ακαμψία κάνει τη συγκόλληση να γίνεται ζώνη μετάβασης τάσεων.
3. Το πάχος του τοιχώματος στο άκρο της βαλβίδας είναι συνήθως μεγαλύτερο από αυτό του αγωγού, και η διαφορά στην ακαμψία κάνει τη συγκόλληση να γίνεται ζώνη μετάβασης τάσεων.

Το πάγωμα δεν σημαίνει αποτυχία· το μπλοκάρισμα είναι το σημάδι

Το πάγωμα στο εξωτερικό τοίχωμα είναι ένα προβλέψιμο φυσικό φαινόμενο σε αγωγούς βαθιάς ψύξης. Αυτό που πραγματικά χρειάζεται αξιολόγηση είναι εάν η ροπή ανοίγματος και κλεισίματος υπερβαίνει το εύρος λειτουργίας και εάν υπάρχουν ορατές διαρροές στη φλάντζα. Κατά την επιλογή βαλβίδων, κανείς δεν πρέπει να βασίζεται σε "μηδενική διαρροή" ή "χωρίς συντήρηση" ως κριτήρια, αλλά αντίθετα να χρησιμοποιεί τέσσερις βασικές παραμέτρους: "εύρος θερμοκρασίας, υλικό φλάντζας και έδρας, κατεύθυνση ροής μέσου και προσανατολισμός εγκατάστασης", ως σημεία επαλήθευσης.

Η συγκόλληση απλοποιείται, όχι απαλλαγμένη από επιθεώρηση

Η σύνδεση με συγκόλληση άκρου σε άκρο εξαλείφει τις φλάντζες και τις φλάντζες και στις δύο πλευρές, μετατοπίζοντας τα πιθανά σημεία διαρροής από τη διαδρομή "φλάντζα-φλάντζα" σε μια συνεχή μεταλλική διαδρομή - μια μηχανική απλοποίηση. Ωστόσο, μετατοπίζει επίσης την ευθύνη για επαλήθευση στη διαδικασία συγκόλλησης και την επιθεώρηση μετά τη συγκόλληση: σχήμα αυλακιού, μέθοδος συγκόλλησης, θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων και εάν πραγματοποιείται έλεγχος διείσδυσης ή ακτινογραφικός έλεγχος μετά τη συγκόλληση - όλα αυτά καθορίζουν την απόδοση της σύνδεσης σε κύκλους βαθιάς κρυογονικής ψύξης.