Κρυογενής βαλβίδα Παγώσιμο σε τερματικούς σταθμούς ΥΦΑ: Ηλεκτρική κρυογενής βαλβίδα σφαίρας περνά δοκιμή κύκλου υγρού αζώτου -196°C

Στην καθημερινή λειτουργία των τερματικών εγκαταστάσεων υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG), η κατάψυξη των βαλβίδων και η κατάσχεση παραμένουν μια επίμονη τεχνική πρόκληση.παράγοντες όπως ο σχηματισμός πάγου από την υγρασία, η βλάβη του λιπαντικού ή η διαφορική θερμική συστολή μπορεί να προκαλέσει τη σύλληψη της μπάλας κατά του καθίσματος. Αυτό οδηγεί σε ανεπαρκή ροπή ενεργοποιητή, ελλιπή κίνηση ή ακόμη και βλάβη σφράγισης.Το παρόν άρθρο παραπέμπει στο πρότυπο δοκιμών κρυογενών βαλβίδων BS 6364, εξετάζοντας τον τρόποηλεκτρική κρυογενής βαλβίδα σφαίρας pdf.pdfπερνά τη δοκιμή κύκλου υγρού αζώτου -196 °C και αντιμετωπίζει τους κινδύνους κατάψυξης μέσω του σχεδιασμού.

Οι βασικές αιτίες της κατάψυξης και της σπασμού: Αλλαγές στη συμπεριφορά των υλικών σε κρυογενείς θερμοκρασίες

Η σύλληψη βαλβίδων στην υπηρεσία ΥΦΑ προκαλείται σπάνια από έναν μόνο παράγοντα, αλλά μάλλον από τη συνδυασμένη επίδραση τριών φαινομένων:

• Ατυχία λιπαντικού: Τα συμβατικά λιπαρά βαλβίδων στερεώνονται ή διαχωρίζονται κάτω των -40°C, προκαλώντας μια απότομη αύξηση της τριβής μεταξύ της μπάλας και του καθίσματος, καθώς και μεταξύ του κορμού και της συσκευασίας.

• Διαφορετική θερμική συστολή: Ο ανοξείδωτος χάλυβας (συντελεστής θερμικής διαστολής ~17×10−6/K) και το υλικό του καθίσματος PCTFE (~50×10−6/K) συστέλλονται με διαφορετικούς ρυθμούς κατά τη διάρκεια της ψύξης,ενδεχομένως να οδηγήσει σε διαταραχή προσαρμογής ή απώλεια διαχωρισμού.

• πάγος και συμπύκνωση: Η υπολειπόμενη υγρασία μέσα στην κοιλότητα ή η διείσδυση από την ατμόσφαιρα μπορεί να παγώσει σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, εμποδίζοντας την περιστροφή της μπάλας.

Εάν αυτά τα ζητήματα δεν επαληθευτούν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, οι βαλβίδες στα τερματικά ΥΦΑ ενδέχεται να υποστούν κατάσχεση και να μην λειτουργούν εξ αποστάσεως, απαιτώντας μερικές φορές διακοπή της παραγωγής για επισκευή.

Πρότυπο και μέθοδος δοκιμής: BS 6364 Δοκιμή κύκλου υγρού αζώτου

Για να επικυρωθεί η αντοχή μιας βαλβίδας στην κατάψυξη και την κατάσχεση υπό ρεαλιστικές συνθήκες ΥΦΑ, η βιομηχανία συνήθως υιοθετείBS 6364Η βασική διαδικασία δοκιμής είναι η ακόλουθη:

1. Κρυογενής ενυδάτωση: Η πλήρως συναρμολογημένη βαλβίδα βυθίζεται σε υγρό άζωτο μέχρις ότου η θερμοκρασία φθάσει-196°Cκαι διατηρείται για τουλάχιστον1 ώρα, διασφαλίζοντας ότι το σώμα, η μπάλα, το κάθισμα και ο χώρος συσκευασίας βρίσκονται πλήρως σε κρυογενή θερμοκρασία.

2. Πυροσβεστική Κυκλοφορία: Η βαλβίδα πιέζεται με ήλιο (ή άζωτο) στην ονομαστική της πίεση και υποβάλλεται σετουλάχιστον 20 πλήρεις κύκλους ανοιχτής-κλειστής(0°→90°→0°) στο-196°C.

3. Ανίχνευση διαρροής: Μετά από κάθε κύκλο, μετριέται η διαρροή του καθίσματος (≤10−6 Pa·m3/s) και η διαρροή της συσκευασίας (≤10−6 Pa·m3/s).

4. Παρακολούθηση ροπής: Η ροπή λειτουργίας καταγράφεται για κάθε κύκλο για την ανίχνευση μη φυσιολογικής αύξησης ή κρίσης.

Μια βαλβίδα που περνά αυτή τη δοκιμή αποδεικνύει ότι η σύνδεση υλικών, το σχήμα λίπανσης και ο δομικός σχεδιασμός της μπορούν να αντέξουν τον θερμικό κύκλο από κρυογενή σε περιβάλλοντα χωρίς κατάψυξη ή σύλληψη.

Αντιεπιληπτικό σχεδιασμόΗλεκτρική κρυογενής βαλβίδα σφαίρας

Βάσει των απαιτήσεων δοκιμής BS 6366, αυτή η ηλεκτρική κρυογενής σφαιρική βαλβίδα ενσωματώνει τρία στοχευμένα χαρακτηριστικά σχεδιασμού:

Υλικό καθίσματος: PCTFE αντί για συμβατικό PTFE

Το συμβατικό PTFE γίνεται εύθραυστο στους -196 °C και έχει υψηλό ρυθμό θερμικής συστολής.PCTFE (πολυχλωροτριφθοροαιθυλένιο)διατηρεί την ευελιξία και τη σταθερότητα διαστάσεων σε κρυογενείς θερμοκρασίες.Η διαφορά του συντελεστή γραμμικής θερμικής διαστολής μεταξύ PCTFE (~ 50 × 10−6/K) και σφαίρας από ανοξείδωτο χάλυβα (~ 17 × 10−6/K) ταιριάζει σκόπιμα έτσι ώστε στους -196 °C, η πίεση επαφής μεταξύ της μπάλας και του καθίσματος παραμένει εντός του σχεδιαζόμενου εύρους, ούτε πολύ σφιχτή ώστε να προκαλέσει σύλληψη ούτε πολύ χαλαρή ώστε να προκαλέσει διαρροή.

Εκτεταμένο καπό για απομόνωση συσκευασίας

Η βαλβίδα διαθέτειΕπεκτεινόμενο καπόπου απομονώνει το κουτί συσκευασίας (PTFE ή συσκευασία γραφίτη) από την κρυογενή ζώνη.≥ 200 mm για το DN50Η κλίση θερμοκρασίας κατά μήκος του καπό διατηρεί την περιοχή συσκευασίας πάνω από -20°C, διατηρώντας την ελαστικότητα της συσκευασίας και τις επιδόσεις σφράγισης.η συσκευασία πληροί το σχέδιο χαμηλών εκπομπών σύμφωνα με το πρότυπο ISO 15848-1, αποτρέποντας την εξωτερική διαρροή λόγω σκληρύνει συσκευασία.

Κρυογενές λιπαντικό και αντιστατική συσκευή

Οι επιφάνειες επαφής μεταξύ σφαίρας και στέλεχος λιπαίνονται μελιπαρές ουσίες κρυογενούς ποιότηταςπου παραμένει αποτελεσματικό από -196°C έως -40°C χωρίς διαχωρισμό ή στερεοποίηση.Η συσκευή αντιστατικής γείωσης (σύμφωνα με την API 608) είναι εγκατεστημένη στο στέλεχος για την αποτροπή της ηλεκτροστατικής συσσώρευσης από ροή κρυογενών μέσων..

Τα αποτελέσματα των δοκιμών και η σημασία της επιλογής

Κατά τη διάρκεια μιας πραγματικής δοκιμής BS 6364, αυτή η ηλεκτρική κρυογονική βαλβίδα σφαίρας ολοκλήρωσε50 κύκλοι ανοιχτού-κλειστούσε -196°C (υπερβαίνοντας την απαίτηση 20 κύκλων του προτύπου), με διακύμανση ροπής λειτουργίας εντός ± 15% και χωρίς σύγκρουση ή υπερβολική διαρροή.

Για την επιλογή βαλβίδων τερματικών εγκαταστάσεων ΥΦΑ συνιστάται να ζητηθεί από τον προμηθευτήBS 6364 Κρυογενής έκθεση δοκιμής τύπουκαι να επαληθεύουν τα ακόλουθα:

• Η θερμοκρασία δοκιμής φθάνει-196°C(εμβάπτιση υγρού αζώτου)

• Αριθμός κύκλων≥ 20

• Διαθεσιμότητακαμπύλη διακύμανσης ροπήςκαικαταγραφές του ποσοστού διαρροής

Συμπεράσματα

Η κατάψυξη των βαλβίδων και η κατάσχεση σε τερματικούς σταθμούς ΥΦΑ μπορούν να μειωθούν μέσω κατάλληλου σχεδιασμού.η ηλεκτρική κρυογενής σφαιρική βαλβίδα επαληθεύει συστηματικά την ικανότητά της κατά των κρίσεων σε κρυογενή λειτουργία μέσω αντιστοίχισης υλικώνΓια τους επαγγελματίες της μηχανικής και των προμηθειών,η συμμόρφωση με τις δοκιμές BS 6364 ως σημείο τεχνικής αναθεώρησης μπορεί να μειώσει σημαντικά τον κίνδυνο σύλληψης βαλβίδας μετά τη θέση σε λειτουργία, βελτιώνοντας έτσι την αξιοπιστία της λειτουργίας των αυτοματοποιημένων τερματικών σταθμών ΥΦΑ.