Что такое криогенные клапаны

Криогенные клапаны предназначены для эффективной работы при экстремально низких температурах, что делает их незаменимыми в нефтехимической и аэрокосмической промышленности, где требуется работа с низкотемпературными жидкостями. Определение криогенной температуры зависит от отрасли, но в целом криогенные клапаны могут эффективно работать при температуре от -40℉ (-40℃) до температур намного ниже -320℉ (-196℃). В этой статье мы рассмотрим применение криогенных клапанов, их различные типы, стандарты, которые к ним применяются, и испытания, которые обеспечивают их надежность.

Применение криогенных клапанов

Криогенные клапаны являются важнейшими компонентами для промышленных предприятий, позволяющими использовать возможности криогенных температур для решения различных уникальных задач. Используя эти клапаны, предприятия могут получить выгоду от улучшения качества продукции, снижения затрат и повышения эффективности. Вот некоторые из важнейших применений, в которых могут использоваться криогенные клапаны:

• Сжижающие газы, такие как кислород, азот и аргон
• Охлаждение и хранение сверхпроводящих магнитов во многих научных и промышленных приложениях
• Хранение и транспортировка сжиженного природного газа
• Криогенное измельчение материалов
• Разделение компонентов газовых смесей  
• Охлаждение электронных компонентов  
• Обработка и хранение биологических образцов

Типы криогенных клапанов

Для обеспечения оптимальной работы различных криогенных систем требуются соответствующие типы клапанов. Выбор правильного типа клапана, подходящего для конкретного применения, очень важен, поскольку все криогенные клапаны должны обеспечивать герметичное перекрытие для защиты от дорогостоящих и потенциально опасных утечек. При правильном выборе типа клапана криогенные системы могут обеспечить безопасность и эффективность применения.

• Криогенные поворотные затворы

Криогенные поворотные затворы - отличный выбор для криогенных применений. Их конструкция с тройным смещением и уплотнение "металл-металл" обеспечивают герметичное перекрытие с длительным сроком службы. Они обеспечивают быстрое открытие и закрытие, что делает их идеальными для удаленного управления. Кроме того, они обеспечивают превосходную работу при экстремальных температурах и невероятно долговечны, что делает их идеальным выбором для любого криогенного применения.

• Криогенные шаровые клапаны

Криогенные шаровые клапаны обеспечивают превосходную производительность и надежность в условиях экстремальных температур. Благодаря сферической форме и диску, поворачивающемуся на 90° относительно седла корпуса, эти клапаны обеспечивают надежное долговременное уплотнение. Кроме того, криогенные шаровые клапаны разработаны таким образом, чтобы противостоять эрозии в течение длительного времени, что делает их идеальными для систем с высокой скоростью потока.

• Криогенные шаровые краны

Криогенные шаровые краны идеально подходят для применений, требующих надежного уплотнения, низких перепадов давления и эффективных характеристик потока. Их уникальная конструкция включает в себя паровое пространство достаточной высоты, которое позволяет газифицировать пространство под сальником, обеспечивая поддержание температуры сальниковой набивки близкой к температуре окружающей среды, ограничивая теплопроводность между внутренней и внешней частями крана. Кроме того, их прочная конструкция сводит к минимуму износ уплотнений и шара, что делает их предпочтительным выбором для неограниченных потоков.

• Криогенные задвижки

Криогенные задвижки - отличный выбор для приложений, где требуется минимальный перепад давления и желаемые характеристики потока. Клиновидный затвор обеспечивает плавную и эффективную работу, но имеет ряд ограничений. Задвижки дороже и сложнее в управлении, чем поворотные затворы, что делает их менее подходящими для дистанционного управления. Кроме того, при частой эксплуатации задвижек может возникнуть проблема их износа. С другой стороны, задвижки менее подвержены разрушению уплотнений из-за холодного потока, чем шаровые краны с тефлоновыми уплотнениями.

Стандарты криогенных клапанов

To ensure the highest quality of cryogenic valve services, most companies adhere to industry-standard engineering requirements such as MSS SP-134, BS 6364, ASME 16.34, and ISO 21011.      These standards provide the necessary guidelines to ensure cryogenic valves’ safety, reliability, and performance. By adhering to these standards, companies are guaranteed to receive the best possible service for their cryogenic valve needs.

• MSS SP-134

MSS SP-134 - это код криогенной арматуры, используемый в Северной Америке. Он содержит комплексные требования к материалу, конструкции, размерам, изготовлению, испытаниям давлением и неразрушающему контролю клапанов с удлинителями корпуса/болтанки.      

• BS 6364

BS 6364 был разработан как британский стандарт для проектирования, производства и тестирования клапанов, предназначенных для использования в криогенных условиях. Этот стандарт гарантирует, что такие клапаны производятся и проектируются в соответствии с самыми высокими стандартами безопасности и качества, обеспечивая надежную и прочную работу в условиях экстремальных температур.

• ASME 16.34

ASME 16.34 - это важный стандарт, в котором изложены основные технические требования к деталям арматуры, таким как фланцы, резьба, сварные концы и многое другое. Этот стандарт обеспечивает безопасность и надежность клапанов, устанавливая требования к испытанию давлением, выбору материала, удалению фланцев и электрической целостности. Кроме того, он устанавливает номинальный размер труб и требования к их маркировке.

• ISO 21011

ISO 21011 - это международный стандарт, который содержит комплексное руководство и требования к проектированию, производству и испытаниям клапанов для работы с криогенными жидкостями. Этот стандарт охватывает операции при температурах от окружающей среды до экстремальных криогенных температур, обеспечивая безопасность и надежность любой арматуры, используемой в этих приложениях. Кроме того, спецификации определяют любые необходимые модификации клапанов для работы с криогенными жидкостями. Благодаря этому стандарту инженеры и производители могут обеспечить высочайший уровень безопасности, надежности и производительности при работе с криогенными жидкостями.

Другие стандарты

Помимо стандартов, связанных с эксплуатацией криогенных клапанов, при работе с этими устройствами могут быть полезны и другие стандарты. К ним относятся:

• ISO 5208: Испытание давлением криогенных клапанов
• ISO 10434: Криогенные клапаны представляют собой стальные затворы с болтовым затвором для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности
• ISO 11114-1Совместимость материалов с содержанием газа для транспортируемых газовых баллонов и металлических клапанов
• ISO 11114-2: Совместимость материалов транспортируемых газовых баллонов и неметаллических клапанов с содержимым газа
• ISO 15761: Металлические задвижки, шаровые и обратные клапаны из стали размером до DN 100 для нефтегазовой промышленности
• ISO 17292: Металлические шаровые краны для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности
• ISO 21010: Криогенные сосуды и совместимость газов и материалов
• ISO 21028-1и ISO 21028-2: Требования к вязкости материалов в диапазоне низких температур
• ISO 23208: Чистота сосудов для криогенной службы

Испытания криогенных клапанов

Испытание криогенных клапанов - важнейший этап, гарантирующий их правильную работу. Все клапаны подвергаются тщательным испытаниям, и криогенные клапаны не являются исключением. Чтобы гарантировать правильную работу, при испытании криогенных клапанов необходимо всегда проводить следующие тесты:

1. Испытание на прочность оболочки: Depending on the system’s working pressure and other characteristics, this could be a hydrostatic or pneumatic test. To ensure reliable performance, the test should be conducted to a level of 1.5 times the maximum working pressure of the system – as per industry guidelines.
2. Проверка герметичности раковины и седла:Для обеспечения надежной и безопасной среды необходимо проводить испытания на герметичность оболочки и седла. Для проведения пневматических испытаний нагнетайте в систему давление, в 1,1 раза превышающее максимальное рабочее давление. Для гидростатических испытаний давление повышается до 1,3-кратного максимального рабочего давления. Это гарантирует, что все компоненты будут тщательно проверены, а любые утечки или недостатки будут обнаружены и устранены.
3. Криогенный прототип и производственные испытания: Обеспечьте соответствие стандартам BS 6364 с помощью строгих криогенных испытаний прототипов и продукции. Опытные инженеры используют новейшие протоколы испытаний и оборудование, чтобы гарантировать соответствие вашего продукта самым высоким стандартам качества и производительности.