การก่อตัวของน้ำแข็งและการติดขัดในการเปิด/ปิด ความเสี่ยงในการรั่วไหลของวาล์วโลกแบบไครโอเจนิก

การเกิดน้ำแข็งและการติดขัดมักเกิดขึ้นพร้อมกัน

ในระบบจัดเก็บและขนส่ง LNG การก่อตัวของน้ำแข็งบนพื้นผิวด้านนอกของวาล์วลูกโลกแบบไครโอเจนิกเป็นปรากฏการณ์ทั่วไป แต่เมื่อการก่อตัวของน้ำแข็งมาพร้อมกับความต้านทานที่เพิ่มขึ้นในการเปิดและปิดของล้อหมุน การก่อตัวของน้ำแข็งบ่งชี้ว่าพลังงานความเย็นนำความร้อนออกไปตามเส้นทางก้านวาล์ว การติดขัดบ่งชี้ถึงสถานะการเข้ากันได้ระหว่างก้านวาล์วและบริเวณซีล

สาเหตุของการเกิดน้ำแข็งและการติดขัดในการเปิด/ปิดวาล์ว

1. ก้านวาล์วสแตนเลสเชื่อมต่อโดยตรงกับตัววาล์วไครโอเจนิกและล้อหมุนภายนอก หากไม่มีการยืดออกเพียงพอ การไหลของความเย็นจะลอยขึ้นตามก้าน ทำให้เกิดการลดลงของอุณหภูมิในบริเวณต่อมซีลต่ำกว่าจุดน้ำค้างแวดล้อม ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของน้ำแข็ง
2. ซีลวาล์วทำจาก PCTFE มีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมตั้งแต่ -196°C ถึง +80°C ความยืดหยุ่นและความสามารถในการคืนตัวของซีลที่อุณหภูมิต่ำเป็นตัวกำหนดความสามารถในการชดเชย
3. ของไหลไหลลงจากแผ่นวาล์ว และแนะนำให้ติดตั้งในแนวตั้งโดยให้ก้านวาล์วหันขึ้น การเบี่ยงเบนของทิศทางการติดตั้งสามารถเปลี่ยนแปลงทิศทางของแรงที่กระทำต่อแผ่นวาล์ว ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานในการเปิดและปิดโดยอ้อม

สาเหตุของการรั่วไหลในวาล์วปิดอุณหภูมิต่ำ

เมื่อการทำความเย็นของท่อลึกถึงโซนอุณหภูมิไนโตรเจนเหลวหรือออกซิเจนเหลว การหดตัวที่แตกต่างกันระหว่างท่อเหล็กและปลายวาล์วจะเกิดขึ้น ในการเชื่อมต่อแบบชน (butt weld) วาล์วและท่อจะสร้างเส้นทางโลหะที่ต่อเนื่อง ทำให้เกิดความเค้นเข้มข้นปรากฏเป็นรอยแตกในแนวเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนก่อน ซึ่งนำไปสู่การรั่วไหลของของไหลอุณหภูมิต่ำ

สาเหตุของความเสี่ยงของการแตกร้าวจากการเชื่อมที่อุณหภูมิต่ำ

1. ตัววาล์ว ฝาครอบวาล์ว แผ่นวาล์ว และก้านวาล์ว ทำจากสแตนเลส มีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมตั้งแต่ -196°C ถึง +80°C สแตนเลสยังคงความเหนียวแม้ในสภาวะไครโอเจนิกที่ลึก อย่างไรก็ตาม เมื่อการหดตัวแตกต่างกันระหว่างวัสดุและท่อ ความเค้นจากการจำกัดอาจเกิดขึ้นที่ข้อต่อ

2. ความหนาผนังที่ปลายวาล์วมักจะมากกว่าท่อ และความแตกต่างของความแข็งทำให้แนวเชื่อมกลายเป็นโซนเปลี่ยนความเค้น
3. ความหนาผนังที่ปลายวาล์วมักจะมากกว่าท่อ และความแตกต่างของความแข็งทำให้แนวเชื่อมกลายเป็นโซนเปลี่ยนความเค้น

การแข็งตัวไม่ได้หมายถึงความล้มเหลว การติดขัดคือสัญญาณ

การเกิดน้ำแข็งบนผนังด้านนอกเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่คาดการณ์ได้ในท่อลึก สิ่งที่ต้องประเมินจริงๆ คือแรงบิดในการเปิดและปิดเกินช่วงการทำงานหรือไม่ และมีการรั่วไหลที่มองเห็นได้ที่ซีลหรือไม่ เมื่อเลือกลิ้นวาล์ว ไม่ควรอิงตามเกณฑ์ "การรั่วไหลเป็นศูนย์" หรือ "ไม่ต้องบำรุงรักษา" แต่ควรใช้พารามิเตอร์หลักสี่ประการ: "ช่วงอุณหภูมิ วัสดุซีลและที่นั่งทิศทางการไหลของของไหล และทิศทางการติดตั้ง" เป็นเกณฑ์การตรวจสอบ

การเชื่อมทำได้ง่ายขึ้น ไม่ได้รับการยกเว้นจากการตรวจสอบ

การเชื่อมต่อแบบชน (butt-weld) จะขจัดหน้าแปลนและปะเก็นทั้งสองด้าน โดยย้ายจุดรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นจากเส้นทาง "หน้าแปลน-ปะเก็น" ไปยังเส้นทางโลหะที่ต่อเนื่อง ซึ่งเป็นการทำให้วิศวกรรมง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังเป็นการย้ายความรับผิดชอบในการตรวจสอบไปยังกระบวนการเชื่อมและการตรวจสอบหลังการเชื่อม: รูปทรงร่อง วิธีการเชื่อม อุณหภูมิระหว่างชั้น และไม่ว่าจะมีการทดสอบการซึมผ่านหรือการทดสอบด้วยรังสีหลังการเชื่อมหรือไม่ ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของข้อต่อภายใต้รอบไครโอเจนิกที่ลึก