Разликата между криогенните и некриогенните вентили произтича главно от вариациите в техните приложими температурни среди. Криогенните вентили обикновено се използват при температури от -40 градуса и по-ниски, докато некриогенните клапани се използват в сценарии с нормална температура или средна до висока температура (над -10 градуса). Те могат да бъдат специално разграничени по отношение на материали, структура, уплътнителни характеристики, работа и приложение:
1. Приложима температура и основни изисквания
Криогенни вентили: Проектиран за изключително ниски температури, вариращи от -40 градуса до -270 градуса (напр. течен азот при -196 градуса, втечнен природен газ при -162 градуса). Тяхното основно изискване е да поддържат структурна стабилност и надеждно уплътняване при ниски температурни условия, като същевременно избягват въздействието на ниските температури върху експлоатационната безопасност.
Некриогенни клапани: Подходящ за нормални температури (-10 градуса до 120 градуса) или средни до високи температури (над 120 градуса), като например в системи с пара и горещо масло. Няма нужда да се вземат предвид въпроси като крехкост на материала или свиване на компонента, причинено от ниски температури; вместо това фокусът е върху удовлетворяването на изискванията за якост и основно уплътняване при съответните температури.
2. Избор на материал: Устойчивостта на чупливост при ниска температура е ключова
Ниските температури могат да причинят повечето материали да станат "крехки" (явление, известно като чупливост при ниска температура), а неметалните материали могат да се втвърдят или напукат. По този начин изборът на материал е най-фундаменталната разлика между двата вида клапани:
Криогенни вентили:
Тяло/капак на клапана: Задължителни са материали с отлична издръжливост при ниски температури. Аустенитните неръждаеми стомани (напр. 304, 316) са предпочитани, тъй като те запазват издръжливост дори при -196 градуса, без да проявяват крехкост при ниска температура. За изключително ниски температури (напр. течен хелий при -269 градуса) могат да се използват титанови сплави или сплави на основата на никел.
Уплътнителни елементи: Неметалните уплътнения трябва да използват материали, устойчиви на ниска температура (напр. модифициран политетрафлуороетилен, перфлуороетерни О-пръстени), за да предотвратят изтичане, причинено от втвърдяване при ниска температура. Металните уплътнения, като тези от медни сплави или неръждаема стомана, компенсират свиването чрез "нискотемпературно предварително затягане".
Стебло на клапана: Неръждаема стомана или закалена при валежи неръждаема стомана се използва за предотвратяване на деформация или счупване при ниски температури.
Некриогенни клапани:
Тяло/капак на клапана: Могат да се използват материали като чугун, лята стомана (напр. WCB) и въглеродна стомана. Тези материали са рентабилни и имат достатъчна здравина при нормални или средни до високи температури, но ще станат крехки и ще се напукат при ниски температури, което ги прави неподходящи за приложения при ниски температури.
Уплътнителни елементи: Достатъчен е обикновен каучук (напр. нитрилен каучук, EPDM) или конвенционален политетрафлуоретилен, тъй като те отговарят на изискваната еластичност и уплътняващи характеристики при нормални температури.
Стебло на клапана: Използват се въглеродна стомана, хром-молибденова стомана и др. При сценарии със средна до висока температура акцентът се поставя върху устойчивостта на материала при висока температура.
3. Структурен дизайн: Целеви решения за предизвикателства при ниски температури
Нискотемпературните среди могат да причинят свиване на компонентите и трябва да се избягва "загуба на студ" (изпаряването на нискотемпературни среди поради поглъщане на топлина). Следователно структурата на криогенните клапани е по-сложна:
Специални конструкции за криогенни вентили:
Структура с дълъг врат: Капакът е проектиран с дълга шийка (100–300 mm дължина), за да отдели работните компоненти като ръчни колела и салникови кутии от зоната с ниска температура. Това не само предпазва операторите от измръзване при контакт с нискотемпературни части, но също така намалява пренасянето на студ навън през стеблото на клапана (избягвайки външно замръзване или заледяване, което може да повлияе на работата).
Компенсация против свиване: Свързващите болтове между корпуса на вентила и капака са предварително натегнати, за да предотвратят разхлабване и изтичане на уплътнителната повърхност, причинено от свиване на компонента при ниски температури. Някои уплътнителни повърхности са проектирани с "еластични компенсационни структури" (напр. силфонни уплътнения), за да компенсират ефектите от свиването.
Антикавитация и водене на потока: Нискотемпературните течности (напр. LNG) са склонни към изпаряване (бързо изпаряване) по време на дроселиране. Вътрешният канал на потока на клапана трябва да е гладък, за да се предотврати кавитационно увреждане на уплътнителната повърхност, причинено от турбуленция.
Антистатичен дизайн: Статичното електричество се провежда през метални компоненти (напр. проводими пружини между стеблото на клапана и тялото на клапана), за да се предотвратят опасности, причинени от натрупване на статично електричество в запалими и експлозивни среди с ниска температура (напр. LNG).
Проекти за некриогенни вентили:
Не е необходима структура с дълга шийка и тялото на вентила може да бъде директно свързано към работните компоненти.
Уплътнението разчита на конвенционално предварително натоварване на болта, без необходимост от компенсация на свиване при ниска температура.
Средно- до високотемпературните вентили могат да се съсредоточат върху „устойчиво на висока температура уплътнение“ (напр. използване на метални графитни уплътнения), но не изискват конструктивни съображения за „загуба на студ“.
4. Ефективност на запечатване: По-строги изисквания за ниски температури
Криогенни вентили: Повечето криогенни среди (напр. LNG, течен кислород) са запалими, експлозивни или токсични. Изтичането може да причини бързо разширяване на обема поради изпаряване (напр. LNG може да се разшири 600 пъти по обем след изтичане), така че трябва да се постигне "нулево изтичане". Някои клапани използват "силфонни уплътнения" (метални силфони между стеблото на клапана и тялото на клапана), за да предотвратят повреда на конвенционалните уплътнения на уплътненията при ниски температури.
Некриогенни клапани: Изискванията за уплътняване зависят от средата. Например вентилите за чешмяна вода позволяват минимално изтичане, а вентилите за пара трябва да намалят изтичането, но не изискват "нулево изтичане". Те обикновено използват уплътнение (напр. азбест, графит) или обикновени О-пръстени, за да отговорят на изискванията.
5. Експлоатация и поддръжка: Адаптиране към среда с ниска температура
Криогенни вентили:
Работните компоненти (напр. ръчни колела, задвижващи механизми) се държат далеч от нискотемпературната зона чрез структурата с дълга шийка, за да се избегне замръзване и блокиране.
Изисква се редовно "студено затягане": След работа при ниска температура, свиването на компонента може да доведе до разхлабване на болтовете, което изисква повторно затягане.
Трябва да се използват нискотемпературни смазки (напр. грес на силиконова основа), тъй като обикновеното смазочно масло ще се втвърди и ще се повреди при ниски температури.
Некриогенни клапани:
Няма ограничения за ниски температури при работа, а за смазване може да се използва обикновено моторно масло или грес.
Поддръжката се фокусира върху средно индуцирана корозия (напр. в киселинно-алкални среди) или стареене при висока температура (напр. смяна на гумени уплътнения), без да е необходимо да се адресират проблеми, свързани с ниски температури.
6. Сценарии за прилагане
Криогенни вентили: Използва се изключително в нискотемпературни средни системи, като резервоари и тръбопроводи за съхранение на LNG, транспортиране на течен азот/течен кислород и аерокосмическо нискотемпературно експериментално оборудване.
Некриогенни клапани: Покрийте повечето конвенционални сценарии, включително тръбопроводи за чешмяна вода, промишлени парни системи, транспортиране на горещ петрол и обикновени газопроводи.
Пазар на клапани NSV:
свържете се
Имейл:info@nsvvalve.com
Puyi Road, Sanqiao Industrial Zone, Oubei Street, Yongjia County, Zhejiang, Китай
