Válvula de baja temperatura

1. La selección de materiales para válvulas de baja temperatura El medio de trabajo para válvulas de baja temperatura no sólo tiene una temperatura baja, sino que también es en su mayoría tóxico, inflamable, explosivo y altamente permeable, lo que determina muchos requisitos especiales para los materiales de las válvulas. Las propiedades mecánicas del acero a bajas temperaturas son diferentes a las de temperatura ambiente. Además de la resistencia, el indicador más importante del acero utilizado a bajas temperaturas es su tenacidad al impacto a baja temperatura. La tenacidad al impacto a baja temperatura de los materiales está relacionada con su temperatura de transición frágil. Cuanto menor sea la temperatura de transición frágil de los materiales, mejor será su tenacidad al impacto a baja temperatura. Los materiales metálicos con celosías cúbicas centradas en el cuerpo, como el acero al carbono, exhiben fragilidad en frío a baja temperatura, mientras que los materiales metálicos con celosías cúbicas centradas en la cara, como el acero inoxidable austenítico, tienen poca tenacidad al impacto afectada por las bajas temperaturas. Los materiales para piezas resistentes a la presión, como cuerpos y cubiertas de válvulas de baja temperatura, generalmente están hechos de materiales dúctiles con buena resistencia a bajas temperaturas, considerando también factores como la soldabilidad, el rendimiento del mecanizado, la estabilidad y la economía. Al diseñar para empresas de ingeniería, los niveles de baja temperatura más comúnmente utilizados son -46 ℃, -101 ℃ y -196 ℃. El acero al carbono de baja temperatura se usa generalmente para grados de baja temperatura de 46 ℃, mientras que generalmente se usa acero inoxidable austenítico de la serie 300. para grados de baja temperatura de -101 ℃ y -196 ℃. Este tipo de acero inoxidable tiene resistencia moderada, buena tenacidad y buen rendimiento de procesamiento.

2. El diseño estructural de las válvulas de baja temperatura: 1) La característica más destacada de las válvulas de baja temperatura es que sus tapas de válvulas generalmente tienen una estructura de cuello largo. En GB/T 24925 "Condiciones técnicas para válvulas criogénicas", también se estipula claramente que "las tapas de las válvulas de compuerta de baja temperatura, válvulas de globo, válvulas de bola y válvulas de mariposa deben diseñarse en una estructura de tapa de válvula de cuello largo que Es fácil de mantener frío según los diferentes requisitos de temperatura, para garantizar que la temperatura en el fondo de la caja de embalaje se mantenga por encima de 0 ℃". El diseño de la estructura extendida de la cubierta de la válvula tiene como objetivo principal mantener la manija de operación de la válvula y la estructura de la caja de empaquetadura alejadas de la zona de baja temperatura, lo que puede evitar la congelación del operador causada por una temperatura demasiado baja, y también garantizar que la caja de empaquetadura y el manguito de presión estén utilizado a temperatura normal, evita que el rendimiento de sellado del empaque disminuya y extiende la vida útil del empaque. Además, debido al espesor de la capa de aislamiento de las tuberías de baja temperatura, la cubierta de válvula de cuello largo es conveniente para la construcción de aislamiento y mantiene el prensaestopas fuera de la capa de aislamiento, lo que favorece apretar los pernos del prensaestopas o agregar rellenos en cualquier momento. cuando sea necesario sin dañar la capa aislante. Los estándares BS6364, MSS SP-134 y SHELL MESC SPE77/200 especifican el tamaño de la extensión de la tapa de la válvula. Entre ellos, BS6364 especifica el tamaño de extensión de 15 a 500 cajas frías y estipula que la longitud mínima de extensión de las cajas no frías debe ser de 250 mm; MSS SP-134 incluye requisitos para las dimensiones de extensión de cajas frías y no frías que van de 15 a 300. En comparación, las dimensiones de extensión de las cajas no frías son más largas que las especificadas en BS6364, mientras que las dimensiones de extensión de las cajas frías son más cortas que los especificados en BS6364. SHELL MESC SPE 77/200 no distingue entre caja fría y caja no fría, y especifica la longitud de 15-1200 en diferentes rangos de temperatura. En general, el SHELL MESC SPE 77/200 tiene una amplia gama de longitudes extendidas, lo cual es conveniente y confiable de usar. Si se utiliza en situaciones críticas de baja temperatura, se puede hacer referencia al estándar SHELL MESC SPE 77/200 para el diseño o diseñarlo de acuerdo con los requisitos de longitud especiales de la unidad de diseño. Además, al seleccionar la longitud, también es necesario considerar si el espesor de la capa aislante del frío diseñada es mayor que esta longitud. Si es así, se debe alargar para que coincida con el espesor del aislamiento contra el frío. 2) Diseño de la estructura de la placa de goteo: Debido a la baja temperatura del medio transmitida dentro de la válvula, para evitar o reducir la transmisión de la temperatura del medio al material de llenado en el vástago de la válvula y su extremo superior, y para evitar que estos materiales se congelen y Si falla, se puede agregar una estructura de placa de goteo a la válvula. Algunas instituciones de investigación han realizado verificaciones experimentales en válvulas con estructura de placa de goteo y demostraron que la temperatura del extremo superior de la tapa de la válvula con placa de goteo es mayor. Debido a la baja temperatura en la parte superior de la tapa de la válvula extendida, la válvula generalmente está expuesta al aire y el vapor de agua en el aire se licuará en gotas de agua al encontrar la tapa de la válvula de baja temperatura. El diámetro de la placa de goteo excede el diámetro de la brida intermedia, lo que puede evitar que el vapor de agua licuado a baja temperatura gotee sobre los pernos de la brida intermedia y evitar el impacto de la oxidación de los pernos en el mantenimiento en línea. Además, la placa de goteo debe instalarse en el lado exterior de la capa de aislamiento frío para evitar que las gotas de agua condensada caigan sobre la capa de aislamiento frío y la parte superior del cuerpo de la válvula, proteger la capa de aislamiento frío y evitar la pérdida de capacidad de enfriamiento.

3. El diseño estructural de los componentes de alivio de presión tiene requisitos especiales para la estructura de sellado de válvulas de baja temperatura con una estructura de cavidad sellada cuando se aplican a medios inflamables, explosivos y fácilmente gasificables. Algunos medios de baja temperatura aumentarán de volumen después de la vaporización; por ejemplo, el volumen de gas natural licuado después de la vaporización es más de 600 veces mayor que el del líquido. Cuando la válvula está en estado cerrado y la temperatura ambiente circundante es relativamente alta, el medio de baja temperatura dentro del cuerpo de la válvula absorbe calor del ambiente y se vaporiza gradualmente, provocando un rápido aumento de volumen, provocando sobrepresión dentro de la válvula e incluso amenazando. la seguridad de la válvula, provocando fugas del medio e incluso provocando accidentes por incendio. Para garantizar la seguridad de la válvula y de la fábrica, este tipo de válvula requiere una estructura de autorrelieve con una cavidad central, que permite el alivio automático cuando la presión de la cavidad interna de la válvula excede la presión normal. Por ejemplo, en las válvulas de compuerta y válvulas de bola de baja temperatura, puede haber diferencias significativas en el diseño de alivio de presión debido a los diferentes principios de sellado de la válvula. Sin embargo, los diferentes fabricantes suelen tener sus propias características únicas en el diseño de estructuras de alivio de presión. 4. El diseño de estructuras antiestáticas e ignífugas es particularmente importante ya que las válvulas de baja temperatura se utilizan generalmente en medios inflamables y explosivos. El diseño antiestático utiliza principalmente un método de guía de corriente similar a un pararrayos para guiar el vástago y el cuerpo de la válvula, exportando así electricidad estática para eliminar riesgos de seguridad y garantizar la seguridad del suministro de todo el sistema. Como se especifica en GB/T 24925, "Las válvulas con asientos blandos o componentes insertados de cierre suave para vapores o líquidos inflamables deben diseñarse para garantizar la conductividad y la continuidad entre el cuerpo de la válvula y el vástago, y la resistencia máxima de la ruta de descarga no debe exceder 10 Ω. El diseño de estructuras ignífugas tiene como objetivo principal resolver el problema de la fuga del medio causado por cambios drásticos de temperatura, y los requisitos de diseño de las estructuras ignífugas son similares a los de las válvulas ordinarias.