Sự hình thành sương giá và kẹt van/mở van, rủi ro rò rỉ của van bi cryogenic

Sự đóng băng và kẹt thường xảy ra đồng thời

Trong hệ thống lưu trữ và vận chuyển LNG, sự hình thành sương giá trên bề mặt ngoài của van bi cryogenic là một hiện tượng phổ biến, nhưng khi sự hình thành sương giá đi kèm với sự gia tăng lực cản khi đóng mở của tay quay. Sự hình thành sương giá cho thấy năng lượng lạnh dẫn ra ngoài qua đường dẫn thân van; sự kẹt chỉ ra trạng thái lắp ghép giữa thân van và khu vực đệm.

Nguyên nhân van bị đóng băng và kẹt khi đóng/mở

1. Thân van bằng thép không gỉ được kết nối trực tiếp với thân van cryogenic và một tay quay bên ngoài. Nếu không có sự kéo dài đủ, dòng chảy lạnh sẽ dâng lên dọc theo thân van, làm cho nhiệt độ trong khu vực tuyến đệm giảm xuống dưới điểm sương của môi trường xung quanh, dẫn đến sự hình thành sương giá.
2. Đệm van được làm bằng PCTFE, với dải nhiệt độ phù hợp từ -196°C đến +80°C. Độ đàn hồi và khả năng phục hồi của đệm ở nhiệt độ thấp quyết định khả năng bù trừ của nó.
3. Chất lưu chảy xuống từ đĩa van, và nên lắp đặt theo phương thẳng đứng với thân van hướng lên trên. Sai lệch trong hướng lắp đặt có thể làm thay đổi hướng lực tác dụng lên đĩa van, gián tiếp làm tăng lực cản khi đóng mở.

Nguyên nhân rò rỉ trongvan ngắt nhiệt độ thấp

Khi làm lạnh đường ống sâu đạt đến vùng nhiệt độ nitơ lỏng hoặc oxy lỏng, sự co ngót khác biệt giữa ống thép và đầu van xảy ra. Trong các kết nối hàn đối đầu, van và đường ống tạo thành một đường dẫn kim loại liên tục, làm cho ứng suất tập trung xuất hiện đầu tiên dưới dạng nứt trong mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, dẫn đến rò rỉ chất lỏng nhiệt độ thấp.

Nguyên nhân nguy cơ nứt mối hàn nhiệt độ thấp

1. Thân van, nắp van, đĩa van và thân van đều được làm bằng thép không gỉ, với dải nhiệt độ phù hợp từ -196°C đến +80°C. Thép không gỉ giữ được độ dẻo dai ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cực thấp; tuy nhiên, khi sự co ngót khác biệt giữa vật liệu và đường ống, ứng suất hạn chế có thể phát triển tại các mối nối.

2. Độ dày thành ở đầu van thường lớn hơn so với đường ống, và sự khác biệt về độ cứng làm cho mối hàn trở thành vùng chuyển tiếp ứng suất.
3. Độ dày thành ở đầu van thường lớn hơn so với đường ống, và sự khác biệt về độ cứng làm cho mối hàn trở thành vùng chuyển tiếp ứng suất.

Đóng băng không có nghĩa là hỏng; kẹt mới là dấu hiệu

Sự đóng băng trên thành ngoài là một hiện tượng vật lý có thể dự đoán được trong các đường ống nhiệt độ sâu. Điều thực sự cần đánh giá là liệu mô-men xoắn đóng mở có vượt quá phạm vi hoạt động hay không và liệu có rò rỉ rõ ràng ở đệm hay không. Khi lựa chọn van, người ta không nên dựa vào "không rò rỉ" hoặc "không cần bảo trì" làm tiêu chí, mà thay vào đó sử dụng bốn thông số chính: "dải nhiệt độ, vật liệu đệm và mặt bích, hướng dòng chảy của chất lưu và hướng lắp đặt", làm tiêu chí xác minh.

Hàn được đơn giản hóa, không miễn trừ kiểm tra

Kết nối hàn đối đầu loại bỏ các mặt bích và gioăng ở cả hai bên, chuyển các điểm rò rỉ tiềm ẩn từ đường "mặt bích-gioăng" sang một đường dẫn kim loại liên tục - một sự đơn giản hóa kỹ thuật. Tuy nhiên, nó cũng chuyển trách nhiệm xác minh sang quy trình hàn và kiểm tra sau hàn: hình dạng rãnh, phương pháp hàn, nhiệt độ giữa các lớp, và liệu có thực hiện kiểm tra xuyên thấu hoặc kiểm tra phóng xạ sau khi hàn hay không - tất cả đều xác định hiệu suất của mối nối dưới các chu kỳ nhiệt độ sâu.