دریچه کریوجنیک یخ زدن در ترمینال های LNG: دریچه توپ کریوجنیک الکتریکی از آزمون چرخه نیتروژن مایع در درجه حرارت -196 عبور می کند

در عملیات روزانه ترمینال های LNG (گاز طبیعی مایع) ، منجمد شدن و ضبط دریچه یک چالش فنی مداوم باقی می ماند.عوامل مانند تشکیل یخ از رطوبت، خرابی روغن یا انقباض حرارتی متغیر می تواند باعث شود که توپ در صندلی گیر کند. این منجر به ناقل ناکافی محرک، ضربه ناقص یا حتی شکست مهر می شود.در این مقاله به استاندارد تست شیرهای کریوجنیک BS 6364 اشاره شده است.، بررسی چگونگی یکدریچه توپ کریوجنیک الکتریکی pdf.pdfاز آزمون چرخه نیتروژن مایع در درجه حرارت -196 در سانتی گراد عبور می کند و با استفاده از طراحی، خطرات منجمد شدن را برطرف می کند.

علل اصلی یخ زدن و تشنج: تغییرات رفتار مواد در دمای کریوجنیک

گرفتگی دریچه در خدمات LNG به ندرت به دلیل یک عامل واحد است، بلکه به دلیل اثر ترکیبی از سه پدیده است:

• خرابی روغن: روغن های شیرهای معمولی در زیر -40 درجه سانتیگراد سفت می شوند یا جدا می شوند و باعث افزایش شدید اصطکاک بین توپ و صندلی و بین ساقه و بسته بندی می شوند.

• انقباض حرارتی تفاوتی: فولاد ضد زنگ (معادل انبساط حرارتی ~ 17×10−6/K) و مواد صندلی PCTFE (~ 50×10−6/K) با سرعت های متفاوت در طول خنک شدن،که به طور بالقوه منجر به اختلال در تناسب یا از دست دادن پاکسازی می شود.

• یخ و غلظت: رطوبت باقیمانده در داخل حفره یا نفوذ از جو می تواند در دمای بسیار پایین یخ زده شود و چرخش توپ را مسدود کند.

اگر این مسائل در طول طراحی بررسی نشوند، دریچه های ترمینال های LNG ممکن است دچار گرفتگی شوند و از راه دور کار نکنند، گاهی اوقات نیاز به خاموش کردن تولید برای تعمیر دارند.

استاندارد و روش آزمایش: BS 6364 آزمایش چرخه نیتروژن مایع

برای تأیید مقاومت یک شیر در برابر یخ و گرفتگی در شرایط واقعی LNG، صنعت معمولاً ازBS 6364(مخصوصیات شیرهای کریوژنیک) روش اصلی آزمایش این است:

1. خیس شدن کریوجنیک: شیر کاملا جمع شده در نیتروژن مایع غوطه ور می شود تا دمای آن به-196°Cو حداقل1 ساعت، اطمینان حاصل شود که بدن، توپ، صندلی و محل بسته بندی کاملاً در دمای کریوجنیک قرار دارند.

2. دوچرخه سواری تحت فشار: دریچه با هلیوم (یا نیتروژن) به فشار نامی خود تحت فشار قرار می گیرد و تحت فشار قرار می گیردحداقل 20 چرخه کامل باز و بسته(0°→90°→0°) در-196°C.

3. شناسایی نشت: پس از هر چرخه، نشت صندلی (≤10-6 Pa·m3/s) و نشت بسته بندی (≤10-6 Pa·m3/s) اندازه گیری می شود.

4. نظارت بر گشتاور: چرخش چرخش برای هر چرخه برای تشخیص افزایش غیرطبیعی یا تشنج ثبت می شود.

دریچه ای که از این آزمایش عبور می کند نشان می دهد که جفت گیری مواد، طرح روانکاری و طراحی ساختاری آن می تواند بدون یخ زدن یا گرفتگی در چرخه حرارتی کریوجنیک به محیط مقاومت کند.

طراحی ضد تشنجدریچه توپ کریوجنیک الکتریکی

بر اساس الزامات آزمایش BS 6366، این شیر کوله ای برق کریوجنیک شامل سه ویژگی طراحی هدفمند است:

مواد صندلی: PCTFE به جای PTFE معمولی

PTFE معمولی در -196°C شکننده می شود و نرخ انقباض حرارتی بالایی دارد.PCTFE (پولی کلرو تری فلورو اتیلن)انعطاف پذیری و ثبات ابعاد در دمای کریوجنیک را حفظ می کند.تفاوت در ضریب انبساط حرارتی خطی بین PCTFE (~ 50 × 10 - 6 / K) و توپ فولاد ضد زنگ (~ 17 × 10 - 6 / K) به طور عمدی مطابقت دارد تا در -196 ° C، فشار تماس بین توپ و صندلی در محدوده طراحی باقی می ماند نه خیلی محکم که باعث گرفتگی شود و نه خیلی نرم که باعث نشت شود.

کلاه کشویی برای عایق بندی بسته بندی

شیر دارای یککلاه کشوییکه جعبه بسته بندی (PTFE یا بسته بندی گرافیتی) را از منطقه ی کریوجنیک جدا می کند.≥200mm برای DN50به عنوان مثال گرادیان درجه حرارت در امتداد هوتن، منطقه بسته بندی را بالاتر از -20 °C نگه می دارد، انعطاف پذیری بسته بندی و عملکرد مهر و موم را حفظ می کند.بسته بندی مطابق با طراحی کم گازهای گلخانه ای طبق ISO 15848-1، جلوگیری از نشت خارجی ناشی از سخت شدن بسته بندی.

روغن های کریوجنیک و دستگاه ضد ایستاتیک

سطوح تماس بین توپ و ساقه باچربی های درجه کریوجنیککه بدون جدا شدن یا جامد شدن از -196 درجه سانتیگراد تا -40 درجه سانتیگراد موثر است.یک دستگاه ضد ایستاتیک زمین گیری (بر اساس API 608) بر روی ساقه نصب شده است تا از تجمع الکترواستاتیک از جریان رسانه های کریوجنیک جلوگیری شود..

نتایج آزمایش و اهمیت انتخاب

در طول یک آزمایش واقعی BS 6364، این شیر توپ کریوجنیک الکتریکی50 چرخه باز و بستهدر -196°C (بیش از 20 چرخه مورد نیاز استاندارد) ، با تغییرات گشتاور عملیاتی در حدود ±15٪ و بدون گرفتگی یا نشت بیش از حد. نتایج خاص در زیر نشان داده شده است:

برای انتخاب دریچه های ترمینال LNG توصیه می شود از تامین کننده درخواست کنیدگزارش آزمون نوع کریوجنیک BS 6364و موارد زیر را بررسی کنید:

• دمای آزمایش-196°C(طعم دادن نیتروژن مایع)

• تعداد چرخه ها≥20

• در دسترس بودنمنحنی تغییرات تورکوسوابق میزان نشت

نتیجه گیری

منجمد شدن و گرفتگی دریچه در ترمینال های LNG می تواند با طراحی مناسب کاهش یابد. با عبور از آزمون چرخه نیتروژن مایع BS 6364 -196 °C،دریچه توپ کریوجنیک الکتریکی به طور سیستماتیک توانایی ضد تشنج خود را در سرویس کریوجنیک از طریق تطبیق مواد تأیید می کند.برای حرفه ای های مهندسی و خرید،از جمله گزارش های آزمایش BS 6364 به عنوان یک مورد بررسی فنی می تواند به طور قابل توجهی خطر گرفتگی شیر را پس از راه اندازی کاهش دهد.، در نتیجه افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی ترمینال های خودکار LNG.