Типы клапанов для криогенной техники  

Применение высоких давлений требует использования криогенных клапанов. Криогенные клапаны обеспечивают эффективное уплотнение в соответствии с требованиями соответствующих испытаний. Производители тщательно разрабатывают и тестируют эти клапаны, соблюдая все меры безопасности, так что ваш бизнес может положиться на них без каких-либо проблем. 

Выберите лучшее криогенные клапаны от поставщиков, способных удовлетворить ваши потребности и ожидания. На протяжении последних 20 лет компания Dombor, один из ведущих производителей криогенных клапанов, поставляет клапаны для различных отраслей промышленности. Свяжитесь с Dombor, чтобы обсудить ваши требования и идеальное криогенное решение. Баланс между качеством и доступностью имеет решающее значение для любого бизнеса. производитель промышленных клапанов Домбор" поможет вашему предприятию в решении его задач.

Что такое криогенные клапаны?

Криогенные клапаны это уникальные клапаны, которые феноменально работают в экстремальных температурных условиях. Эти клапаны должны быть изготовлены из материалов, способных выдерживать экстремально низкие температуры, связанные с криогенными материалами и жидкостями, которые обрабатываются при температуре ниже -101°C.

Температурный диапазон, в котором криогенные клапаны может выдерживать от 37°F до -320°F. Каждый клапан имеет свой температурный диапазон. Криогенные клапаны часто имеют длинные штоки. Это необходимо для того, чтобы уплотнение штока клапана могло избежать контакта с холодной жидкостью. Сайт криогенный клапан предлагает превосходные функции герметичного перекрытия, позволяющие избежать утечек любой ценой. Утечки могут привести к катастрофическим последствиям, поскольку жидкости, подаваемые по этим клапанам и трубам, являются химическими веществами.

Как работают криогенные клапаны?

Криогенные клапаны поддерживаются в естественном закрытом состоянии для защиты и надлежащего удержания криогенных газов или других сред. A криогенный клапан реагирует на высокое давление, переходя в открытое положение, позволяя газу или другой среде легко проходить через него. Открытый поток длится до тех пор, пока давление не снизится еще раз, после чего он откидывается назад и герметично закрывается с помощью уникального металлического седла для предотвращения утечек.

Внешнее давление оказывает определенное влияние на работу криогенного клапана. Криогенный клапан обычно находится в закрытом состоянии. В результате среда внутри клапана остается внутри и не вытекает в атмосферу. Эти клапаны точно реагируют на повышение давления. При повышении давления клапан переводится в открытое положение, что вызывает поток среды. Пока давление не упадет, этот поток будет продолжаться.

Типы криогенных клапанов в зависимости от их конструкции

В различных областях применения может использоваться множество различных типов клапанов, каждый из которых имеет свои преимущества. Поэтому очень важно выбрать тот тип, который лучше всего подходит для конкретного применения.

• Клапан сброса давления

В пневматике используется предохранительный клапан, называемый клапаном сброса давления. трубопроводы или сосуды. Предохранительные клапаны регулируют уровень давления сжатого воздуха в системах, чтобы оно не поднималось выше определенной точки и не наносило вреда людям или оборудованию. Таким образом, эти клапаны используются для предотвращения избыточного давления, которое возникает, когда давление воздуха превышает допустимое для данной системы.

Предохранительные клапаны сбрасывают избыточное давление, предотвращая перегрузку систем сжатого воздуха. Когда давление прикладывается к седлу клапана, клапан открывается под действием силы, противодействующей натяжению пружины. Ручка управления может изменять натяжение пружины, что также приводит к изменению давления, необходимого для открытия клапана.

В секторе СПГ предохранительные клапаны являются обязательным требованием для защиты от избыточного давления. Однако при расчетных температурах до -320 F не все предохранительные клапаны одинаковы, когда речь идет о работе в криогенных средах. Чтобы справиться с условиями замерзания и выполнить свою задачу по обеспечению безопасности в этих криогенное применениеКлапаны сброса давления должны обладать улучшенными уплотнительными свойствами.

• Криогенный шаровой кран

Функция промышленные шаровые краны это перекрытие потока жидкостей, газов и паров через систему трубопроводов путем вращения шара с отверстием внутри клапана. Вал, соединяющий шар с рабочим и управляющим механизмом, вращает шар, который располагается напротив двух седел. Жидкость не проходит через клапан, если сечение отверстия перпендикулярно области потока. Количество отверстий, выходящих на пол, определяет, сколько жидкости проходит через клапан и как быстро это происходит.

Криогенные шаровые краны обеспечивают быстрое и надежное перекрытие, предотвращая утечки при работе с криогенными жидкостями. В зависимости от конструкции седла существует два различных типа шаровых кранов для работы с криогенными жидкостями. Шаровые краны, предназначенные для работы с криогенными жидкостями, имеют более длинные штоки и колпаки. При такой компоновке канал для криогенной жидкости находится над сальником штока. Удлиненный шток создает столб изоляции. 

Холодная жидкость превращается в теплый пар под действием давления в колонне. После этого пар образует газовый зазор под уплотнениями, защищая клапан от повреждений, вызванных локальным замерзанием. Изолирующая колонна защищает рабочую жидкость от тепла воздуха, которое в противном случае могло бы дестабилизировать физические характеристики криогена. На рынке представлены различные шаровые краны, такие как двойные шаровые краны с блокировкой и выпуском воздуха.

• Криогенный затворный клапан

Криогенный регулирующий клапан, называемый криогенной задвижкой, полностью разрешает или запрещает поток среды. Криогенные задвижки перекрывают поток между фланцами труб, в которых используется плоский затвор. Благодаря полнопроходной конструкции задвижка и монтажная труба имеют одинаковый диаметр. Задвижки минимизируют потери давления среды, в отличие от поворотных затворов, когда они полностью открыты. Кроме того, задвижки позволяют перемещать скребки для проведения очистки и осмотра внутри трубы благодаря одинаковой ширине трубы и ширине задвижки.

Криогенная задвижка используется в основном в системах сжижения газа и при определенных условиях эксплуатации успешно работает при температурах ниже -40oC. На первый взгляд их расширенные колпаки выглядят по-другому, благодаря чему упаковка штока находится на достаточном расстоянии, чтобы продолжать работать, несмотря на крайне низкие температуры потока. Однако эта уникальная конструкция помогает снизить теплопередачу от внешней поверхности клапана к внутренней, что приводит к экономии энергии и повышению эффективности систем.

• Криогенный поворотный клапан

Круглый диск в сердцевине криогенный поворотный клапан Благодаря этому они имеют меньшую длину, чем вышеупомянутые типы криогенных клапанов. При необходимости мгновенного открытия и закрытия они выполняют свою функцию. Кроме того, они проще в использовании, легче и дешевле. 

Из-за высокой чувствительности криогенных газов незамеченная утечка может привести к значительным рискам и обширному ущербу. В стандартных клапанах могут образоваться трещины в уплотнении из-за воздействия экстремально высоких или низких температур, поскольку они сжимаются и расширяются с разной скоростью. Покупайте у проверенного производителя поставщик поворотных затворов для лучших клапанов.

• Криогенный шаровой клапан

С помощью дискового запорного элемента запорные клапаны линейного перемещения, также известные как шаровые клапаны, могут запускать, останавливать или регулировать поток. У всех предприятий есть возможность полностью удалить диск шарового клапана или полностью перекрыть поток. Открытие седла регулируется пропорционально движению диска, что делает его идеальным для задач управления потоком. Шаровые клапаны часто используются и наиболее эффективны для дросселирования и управления потоком жидкости. Они лучше всего работают с трубопроводами небольшого размера.

Большинство задач, необходимых в трубопроводных системах для процессов обработки жидкостей, могут выполнять шаровые краны. Несмотря на свою универсальность в качестве запорной или отсечной арматуры, основной функцией шарового клапана является управление потоком в частично открытом положении, в отличие от задвижек, которые могут использоваться как в полностью открытом, так и в полностью закрытом положении. Криогенные шаровые клапаны обеспечивают длительную работу и долговечность. Уплотнение, обеспечиваемое этими клапанами, также долговечно.

Материалы, используемые для изготовления криогенных клапанов

Алюминий, нержавеющая сталь, латунь, инколой, бронза, цирконий и т.д. являются типичными материалами для изготовления криогенных клапанов. Как правило, материал уплотнения изготавливается из графита или Материал PTFE.

Выбор материала клапана зависит от диапазона температур, который он может выдержать. Конструкция клапана приведет к трещинам, внутренним и внешним утечкам и другим серьезным проблемам, если он изготовлен из неподходящего материала.

Компоненты криогенного клапана

Ниже перечислены компоненты криогенного клапана:

• Тело

Корпус является важным компонентом, поскольку в нем расположены подвижные части, соприкасающиеся с жидкостью, и он должен выдерживать давление в системе трубопроводов. Для изготовления корпуса может использоваться литая или кованая сталь различных форм, моделей и марок материалов. Литые и кованые корпуса используются в соответствии с ASTM A352 LCB/LCB и ASTM A350 LF2/LF3, соответственно, для низкотемпературного использования.

• Капот

Сальниковая набивка, имеющая решающее значение для криогенного клапана, может быть защищена от воздействия низких температур благодаря расширенному колпаку. Увеличенная конструкция колпака предотвращает потерю холодной энергии за счет удобного обертывания клапана специальными материалами. 

• Привод

Устройство, которое открывает и закрывает клапан, называется приводом. Он крепится к блоку диска и штока. 

• Диск

Диск - это компонент, который, в зависимости от его расположения, пропускает, дросселирует или останавливает поток. При наличии плунжера или шарового крана диск называется плунжером или шаром. Диски клапанов могут быть литыми, коваными или промышленными. Когда клапан закрыт, диск прилегает к седлу или седлам неподвижного клапана.

• Место

Это один из важнейших элементов системы, от которого напрямую зависит, насколько быстро клапан станет герметичным. Металлические или неметаллические кованые кольца являются важнейшими компонентами корпуса клапана. На любом клапане может присутствовать седло или седла. У поворотного обратного клапана и шарового крана только одно седло. Седло, расположенное ниже по течению, находится на стороне задвижки, противоположной седлу, расположенному выше по течению, и наоборот. Несколько седел возможно в многостворчатых клуппах и шаровые краныв зависимости от количества отверстий клапана или плунжера.

• Стебель

В соответствии с расширенным штоком сальник должен быть достаточно теплым, выше 8°C. Это обеспечит отсутствие протечек и эффективную работу клапана.

• Накладка клапана

Отделка клапана - это общее название съемных и сменных внутренних компонентов клапана, которые контактируют с рабочей средой. Поскольку различные материалы требуют различных качеств, чтобы выдерживать различные нагрузки и обстоятельства, детали отделки клапана могут быть изготовлены из различных материалов.

Стандарты криогенной арматуры

Хотя некоторые предприятия имеют уникальные спецификации на обслуживание криогенных клапанов, большинство из них основываются на таких инженерных нормах, как ASME 16.34, BS 6364 и ISO 21011.

• ASME 16.34

Важнейшие критерии, касающиеся компонентов, связанных с арматурой, включая резьбу, фланец и конец под сварку, включены в ASME 16.34. Вот некоторые из них: 

• Требуются испытания на закрытие клапана, устройства для обнаружения утечек и испытания оболочки клапана. 
• Описание критериев маркировки труб и номинального размера труб. 
• Критерии удаления фланца, электрическая целостность и спецификации выбора материала.

• BS 6364

Этот британский стандарт устанавливает требования к конструкции, производству и испытаниям клапанов, используемых в криогенной среде. Ниже приведен перечень требований стандарта:

• Конструкция криогенного клапана должна включать увеличенные колпачки и сальники. Длина удлинителя также должна быть достаточной для поддержания соответствующей температуры сальника штока. Таким образом, он может работать в обычном температурном диапазоне упаковочного материала.
• В соответствии с BS 6364 для шаровых кранов не допускаются диски с плоским сечением. Они должны быть коническими или коническими. 
• Процедуры производства и испытания прототипов клапанов также включены в BS 6364. 
• Конструкция криогенного клапана для горючих материалов должна обеспечивать непрерывность электрического тока, чтобы избежать накопления статического электричества.
• Клапаны, используемые для работы с жидкостями, должны быть способны работать со штоком на высоте не менее 45 градусов над горизонталью. Аналогичным образом клапаны для газовых систем должны быть способны открываться и закрываться с помощью штока.
• ISO 21011

Этот международный стандарт устанавливает требования к проектированию, производству и испытаниям клапанов, используемых для работы с криогенными жидкостями. Стандарт предусматривает работу при криогенных температурах и температурах окружающей среды. Ниже приведен перечень основных рекомендаций:

• Согласно этому стандарту, детали клапанов, изготовленные из металлических и неметаллических материалов, должны придерживаться ISO 21028-1 и ISO 21028-2. 
• Для выполнения своих задач криогенные клапаны должны безопасно работать в диапазоне от номинальной самой низкой температуры до 65°C. Кроме того, у них есть определенный диапазон давления, в котором они должны работать. 
• Полости, которые могут вызвать повышение давления и захват жидкости, запрещены стандартом ISO 21011.

Применение криогенных клапанов 

Промышленные объекты являются основными местами применения криогенной арматуры, использующей преимущества процедур, которые могут выполняться при экстремально низких температурах. В результате некоторые из них применение криогенных клапанов выделены в следующих разделах.

• Нефтегазовая промышленность

Криогенные клапаны управляют сжиженными газами, такими как метан, жидкий азот и гелий, в нефтегазовой промышленности. Эти вещества охлаждаются до криогенных температур и хранятся в жидком состоянии благодаря простоте и безопасности безнапорного хранения и транспортировки. Таким образом, более значительные объемы можно перемещать или хранить в течение длительного времени, в то время как трубопроводная система работает при значительно более низком давлении и обеспечивает выработку электроэнергии. Чтобы избежать проблем с коррозией в дальнейшем, конденсат, влага и CO2 должны быть удалены до того, как эти газы будут охлаждены в жидкость.

• Химическая и нефтехимическая промышленность

В химической промышленности некоторые продукты, в том числе жидкий кислород, этилен и жидкий азот, требуют работы при очень низких температурах. Криогенные клапаны являются идеальным вариантом для такого использования. Они также отлично подходят для транспортировки жидкостей, например, сжиженного газа.

• Разделение воздуха

Для разделения различных газов в воздухе используется несколько методов давления. В этих установках отлично используются криогенные клапаны.

• Пищевая промышленность и производство напитков

Криогенные клапаны широко используются на предприятиях, производящих обработанные продукты питания и напитки. С помощью криогенных труб и клапанов они перемещаются в морозильные камеры и из них.

• Индустрия здравоохранения

Области применения криогенной арматуры постоянно растут и даже используются в медицинском секторе - в них содержатся как хранилища, где хранится медицинское оборудование, так и трубопроводы, по которым транспортируются такие газы, как кислород.

Почему клапаны играют важную роль в криогенной технике?

Криогенные клапаны используются для перемещения, хранения и транспортировки криогенных веществ, а также жидкостей под высоким давлением и при экстремально низких температурах. Специализированные клапаны, предназначенные для работы в условиях повышенного давления и температуры, называются криогенными.

Криогенные клапаны часто используются в различных отраслях промышленности, включая СПГ, нефтехимию, пищевую промышленность и многие другие. Эти клапаны используются в различных отраслях благодаря их способности транспортировать низкотемпературные жидкости. Криогенные клапаны При их создании используются соответствующие материалы, гарантирующие устойчивость к химическим веществам, а также к изменениям температуры и давления.

Учитывая стоимость преобразования газа в криоген, утечка криогена - это рискованно и дорого. Изоляция клапанов и трубопроводов крайне важна при работе с криогенами, поскольку теплопоступления от окружающей среды являются постоянной проблемой. Физические характеристики технологических газов включают работу с такими газами, как СПГ, кислород, азот и гелий. Поскольку они нестабильны при атмосферном давлении, эти жидкости способны резко и бурно переходить в газовую фазу.

Стандартные промышленные клапаны уязвимы к воздействию высоких температур, поскольку они расширяются и сжимаются с разной скоростью в горячей и холодной среде, нарушая герметичность и допуская непреднамеренную утечку. Изучение, транспортировка и хранение криогенных газов уже давно сталкиваются с проблемой повышения температуры.

Как выбрать криогенный клапан?

Выбор клапанов для криогенных применений может оказаться непростой задачей. Покупатели должны учитывать условия работы на заводах и судах. Кроме того, требуются индивидуальные характеристики клапанов, обусловленные уникальными свойствами низкотемпературных криогенных жидкостей. Правильный выбор гарантирует защиту оборудования, надежность установки и безопасность эксплуатации.

• Используемые материалы

Криогенный клапан Производители должны учитывать выбранные материалы, поскольку корпус устройства должен выдерживать перепады температур и любые возможные движения расширения и сжатия, предотвращая деформацию крепления. В связи с этим следует отметить, что аустенитная нержавеющая сталь может использоваться при температурах ниже -100 °C, а ферритная - выше. В противоположность этому, клапаны малого диаметра и низкого давления изготавливаются из меди или алюминиевых сплавов.

• Безопасность

Всегда отдавайте предпочтение своей безопасности. Выбирая клапан для криогенного применения, помните, что жидкости могут испытывать экстремальные расширения. Поэтому убедитесь, что клапан каким-то образом вентилируется.

• Типы клапанов

Несмотря на отсутствие специальных правил, касающихся типов клапанов для криогенной эксплуатации, 3-ходовой шаровой кранчасто выбирают из-за их способности обеспечивать герметичное закрытие. Дополнительно, поворотные затворы с тройным смещением и высокой производительностью двигайтесь в четверть оборота. Криогенная задвижка часто используются вместо шаровых кранов для кранов больших размеров, поскольку шаровые краны могут быть более дорогими. Шаровые краны могут быть дороже на начальном этапе, но со временем они позволяют сэкономить деньги за счет более высокой долговечности и производительности. Хотя выбор клиента обычно диктует тип крана, для соединения криогенных трубопроводов в основном используются фланцевые и сварные варианты.

• Температура 

За последние несколько лет применение клапанов для сверхнизких температур неуклонно растет. Это один из самых важных видов оборудования в воздухоразделительной, нефтехимической, газовой и других отраслях. Рабочие среды, помимо низкой температуры, в основном ядовиты, горючи и взрывоопасны. Кроме того, значительная проницаемость диктует ряд уникальных требований к материалам и конструкции клапанов. Она должна не только функционировать при заданной температуре, но и обеспечивать нормальную работу при комнатной температуре.

Низкотемпературный клапан имеет более высокий компонент сальника и более длинный шток, чем стандартный температурный клапан. Его задача - уменьшить количество тепла, поступающего в устройство извне, поддерживать температуру в сальнике выше нуля градусов Цельсия, чтобы сальник мог нормально функционировать, и не допускать сильного замерзания сальника на штоке клапана и верхней крышке клапана. Присутствуют замерзшие или покрытые инеем компоненты.

• Техническое обслуживание 

Для сборки клапанов для криогенного обслуживания следует использовать чистую камеру, а сами клапаны должны быть без смазки или использовать смазочные материалы, пригодные для работы в холодном состоянии. Машинное масло, смазка, грязь или другие посторонние вещества не должны присутствовать в клапанах для чистого обслуживания. При криогенных температурах любой посторонний материал может нарушить работу клапана. Чтобы убедиться в том, что производитель соблюдал правильные процессы при сборке клапана, при покупке клапана для криогенной эксплуатации оператор должен запросить документированные инструкции по очистке. Компания Cameron тщательно следит за тем, чтобы компоненты клапана не загрязнялись, и тщательно подготавливает их к сборке в чистом помещении.

Заключение

Для обеспечения безопасности и правильного обращения с криогенными жидкостями криогенные клапаны являются важнейшим компонентом при установке. Связаться с Домбором если ваше предприятие заинтересовано в криогенных клапанах и хотело бы преобразовать свои процессы, найдя баланс между качеством и доступностью. 

Компания Dombor поможет владельцам бизнеса понять область применения криогенного клапана и одновременно окажет содействие в производстве продукта, отвечающего мировым стандартам. Таким образом, обращение к профессионалам по всем вопросам, связанным с криогенными клапанами, имеет решающее значение для бесперебойной реализации ваших бизнес-процессов.