Formação de gelo e travamento de abertura/fechamento, riscos de vazamento em válvulas globo criogênicas

Congelamento e emperramento ocorrem frequentemente simultaneamente

No sistema de armazenamento e transporte de GNL, a formação de gelo na superfície externa de válvulas globo criogênicas é um fenômeno comum, mas quando a formação de gelo é acompanhada por um aumento na resistência de abertura e fechamento do volante. A formação de gelo indica que a energia fria conduz para fora através do caminho da haste da válvula; o emperramento aponta para o estado de ajuste entre a haste da válvula e a área de gaxeta.

Causas de congelamento e emperramento de abertura/fechamento da válvula

1. A haste da válvula de aço inoxidável é conectada diretamente ao corpo da válvula criogênica e a um volante externo. Sem extensão suficiente, o fluxo frio subirá ao longo da haste, fazendo com que a temperatura na área da prensa-gaxeta caia abaixo do ponto de orvalho ambiente, resultando na formação de gelo.
2. A gaxeta da válvula é feita de PCTFE, com uma faixa de temperatura adequada de -196°C a +80°C. A elasticidade e a capacidade de recuperação da gaxeta em baixas temperaturas determinam sua capacidade de compensação.
3. O meio flui para baixo a partir do disco da válvula, e a instalação vertical com a haste da válvula orientada para cima é recomendada. Desvios na orientação de instalação podem alterar a direção da força no disco da válvula, aumentando indiretamente a resistência de abertura e fechamento.

Causas de vazamento emválvulas de bloqueio de baixa temperatura

Quando o resfriamento da tubulação profunda atinge a zona de temperatura de nitrogênio líquido ou oxigênio líquido, ocorrem diferenças de retração entre o tubo de aço e a extremidade da válvula. Em conexões de solda de topo, a válvula e a tubulação formam um caminho metálico contínuo, fazendo com que a concentração de tensão apareça primeiro como trincas na linha de solda e na zona afetada pelo calor, levando ao vazamento de fluido de baixa temperatura.

Causas do risco de trincas de soldagem em baixa temperatura

1. O corpo da válvula, a tampa da válvula, o disco da válvula e a haste da válvula são todos feitos de aço inoxidável, com uma faixa de temperatura adequada de -196°C a +80°C. O aço inoxidável mantém a tenacidade mesmo em condições criogênicas profundas; no entanto, quando a retração difere entre o material e a tubulação, tensões de restrição podem se desenvolver nas juntas.

2. A espessura da parede na extremidade da válvula é tipicamente maior do que a da tubulação, e a diferença de rigidez faz com que a solda se torne uma zona de transição de tensão.
3. A espessura da parede na extremidade da válvula é tipicamente maior do que a da tubulação, e a diferença de rigidez faz com que a solda se torne uma zona de transição de tensão.

Congelamento não significa falha; emperramento é o sinal

O congelamento na parede externa é um fenômeno físico previsível em tubulações de frio profundo. O que realmente precisa ser avaliado é se o torque de abertura e fechamento excede a faixa operacional e se há vazamentos visíveis na gaxeta. Ao selecionar válvulas, não se deve confiar em "vazamento zero" ou "livre de manutenção" como critérios, mas sim usar quatro parâmetros chave: "faixa de temperatura, material da gaxeta e sede, direção do fluxo do meio e orientação de instalação", como benchmarks de verificação.

Soldagem é simplificada, não isenta de inspeção

A conexão de solda de topo elimina as flanges e juntas em ambos os lados, deslocando os potenciais pontos de vazamento do caminho "flange-junta" para um caminho metálico contínuo — uma simplificação de engenharia. No entanto, também transfere a responsabilidade pela verificação para o processo de soldagem e inspeção pós-soldagem: forma da junta, método de soldagem, temperatura entre passes e se a penetração ou teste radiográfico é realizado após a soldagem — tudo isso determina o desempenho da junta sob ciclos criogênicos profundos.