1. Scegliere una valvola per il servizio criogenico
Scegliere unValvola criogenicaPer le applicazioni criogeniche, la scelta può essere molto complessa. Gli acquirenti devono considerare le condizioni a bordo e in fabbrica. Inoltre, le proprietà specifiche dei fluidi criogenici richiedono prestazioni specifiche delle valvole. Una selezione adeguata garantisce l'affidabilità dell'impianto, la protezione delle apparecchiature e un funzionamento sicuro. Il mercato globale del GNL utilizza due principali tipologie di valvole.
L'operatore deve ridurre le dimensioni per mantenere il serbatoio di gas naturale il più piccolo possibile. Questo avviene tramite GNL (gas naturale liquefatto). Raffreddando il gas naturale fino a circa -165 °C, la valvola di intercettazione principale deve continuare a funzionare.
2. Cosa influenza la progettazione delle valvole criogeniche
La temperatura ha un'influenza importante sulla progettazione della valvola. Ad esempio, gli utenti potrebbero averne bisogno per ambienti molto frequentati come il Medio Oriente. Oppure, potrebbe essere adatta ad ambienti freddi come gli oceani polari. Entrambi gli ambienti possono influire sulla tenuta e sulla durata della valvola. I componenti di queste valvole includono il corpo valvola, il cappello, lo stelo, la guarnizione dello stelo, la valvola a sfera e la sede valvola. A causa della diversa composizione dei materiali, queste parti si espandono e si contraggono a temperature diverse.
2.1. Opzioni di applicazione criogenica
• Gli operatori utilizzano le valvole in ambienti freddi, come le piattaforme petrolifere nei mari polari.
• Gli operatori utilizzano valvole per gestire fluidi che si trovano ben al di sotto del punto di congelamento.
Nel caso di gas altamente infiammabili, come il gas naturale o l'ossigeno, la valvola deve funzionare correttamente anche in caso di incendio.
2.2. Pressione della valvola criogenica
Durante la normale manipolazione del refrigerante si verifica un accumulo di pressione. Ciò è dovuto all'aumento di calore nell'ambiente e alla conseguente formazione di vapore. È necessario prestare particolare attenzione nella progettazione del sistema di valvole/tubazioni. Questo provoca un accumulo di pressione.
2.3. Temperatura della valvola criogenica
Rapidi sbalzi di temperatura possono compromettere la sicurezza dei lavoratori e degli stabilimenti. A causa della diversa composizione dei materiali e del tempo di esposizione al refrigerante, ogni componente della valvola criogenica si espande e si contrae a velocità diverse.
Un altro grosso problema nella gestione dei refrigeranti è l'aumento di calore proveniente dall'ambiente circostante. Questo aumento di calore è ciò che spinge i produttori a isolare valvole e tubazioni.
Oltre all'elevata gamma di temperature, la valvola deve soddisfare anche sfide considerevoli. Per l'elio liquefatto, la temperatura del gas liquefatto scende fino a -270 °C.
2.4. Funzione della valvola criogenica
Al contrario, se la temperatura scende allo zero assoluto, il funzionamento della valvola diventa molto problematico. Le valvole criogeniche collegano le tubazioni con gas liquidi all'ambiente. Questo avviene a temperatura ambiente. Il risultato potrebbe essere una differenza di temperatura fino a 300 °C tra la tubazione e l'ambiente.
2.5. Efficienza della valvola criogenica
La differenza di temperatura crea un flusso di calore dalla zona calda a quella fredda, compromettendo il normale funzionamento della valvola e, in casi estremi, riducendo l'efficienza del sistema. Questo è particolarmente preoccupante in caso di formazione di ghiaccio sul lato caldo.
Tuttavia, nelle applicazioni a bassa temperatura, questo processo di riscaldamento passivo è anche intenzionale. Questo processo viene utilizzato per sigillare lo stelo della valvola. Di solito, lo stelo della valvola è sigillato con plastica. Questi materiali non resistono alle basse temperature, ma le guarnizioni metalliche ad alte prestazioni delle due parti, che si muovono molto in direzioni opposte, sono semplicemente molto costose e quasi impossibili da realizzare.
2.6. Sigillatura della valvola criogenica
Esiste una soluzione molto semplice a questo problema! Basta portare la plastica utilizzata per sigillare lo stelo della valvola in un'area dove la temperatura è relativamente normale. Ciò significa che il sigillante dello stelo della valvola deve essere tenuto a distanza dal fluido.
2.7. Valvola di isolamento rotante a tre stadi sfalsati
Questi offset consentono alla valvola di aprirsi e chiudersi. Hanno un attrito e una frizione minimi durante il funzionamento. Utilizzano anche la coppia dello stelo per rendere la valvola più ermetica. Una delle sfide dello stoccaggio di GNL sono le cavità intrappolate. In queste cavità, il liquido può gonfiarsi in modo esplosivo di oltre 600 volte. La valvola di isolamento a tenuta stagna a tre rotazioni elimina questa sfida.
2.8. Valvole di ritegno a deflettore singolo e doppio
Queste valvole sono un componente chiave nelle apparecchiature di liquefazione perché prevengono i danni causati dal flusso inverso. Il materiale e le dimensioni sono fattori importanti, poiché le valvole criogeniche sono costose. Le conseguenze di valvole non idonee possono essere dannose.
3. Come fanno gli ingegneri a garantire la tenuta delle valvole criogeniche?
Le perdite sono molto costose se si considera il costo iniziale della trasformazione del gas in refrigerante. Sono anche pericolose.
Un grosso problema con la tecnologia criogenica è la possibilità di perdite dalla sede della valvola. Gli acquirenti spesso sottovalutano la crescita radiale e lineare dello stelo rispetto al corpo. Scegliendo la valvola giusta, è possibile evitare i problemi sopra descritti.
La nostra azienda consiglia l'utilizzo di valvole per basse temperature in acciaio inossidabile. Durante il funzionamento con gas liquefatto, il materiale risponde bene ai gradienti di temperatura.Valvole criogenicheSi consiglia di utilizzare materiali di tenuta idonei con una tenuta fino a 100 bar. Inoltre, l'estensione del cappello è una caratteristica molto importante perché determina la tenuta del sigillante dello stelo.
Data di pubblicazione: 13 maggio 2020