- По условиям применения к конструкции криогенного клапана предъявляются следующие требования:
- Клапан должен быть способен длительно работать в низкотемпературных средах и температуре окружающей среды. Общий срок службы составляет 10 лет или от 3000 до 5000 циклов.
- Клапан не должен стать значительным источником тепла в низкотемпературной системе. Это связано с тем, что приток тепла не только снижает тепловой КПД, но и приводит к быстрому испарению внутренней жидкости, если приток слишком большой, что приводит к аномальному увеличению давления и возникновению опасности.
- Низкотемпературные среды не должны оказывать вредного воздействия на работу маховика и герметичность уплотнения.
- Арматурные узлы, находящиеся в непосредственном контакте с низкотемпературными средами, должны иметь взрыво- и пожаробезопасную конструкцию.
- Клапанные узлы, работающие при низких температурах, не подлежат смазке, поэтому необходимо принимать конструктивные меры, предотвращающие появление царапин на трущихся деталях.
- К факторам, которые следует учитывать при выборе материала основного корпуса криогенного клапана, относятся следующие требования:
Минимальная рабочая температура клапана.
Металлические материалы сохраняют механические свойства, необходимые для условий работы при низких температурах, особенно ударную вязкость, относительное удлинение и структурную стабильность.
Материал обладает достаточной ударной вязкостью при низких температурах.
Материалы имеют разные свойства холодной усадки.
Обладает хорошей износостойкостью при низких температурах и условиях безмасляной смазки.
Имеет хорошую коррозионную стойкость.
При использовании сварки необходимо также учитывать сварочные характеристики материала.
Принципами выбора таких материалов, как корпус, крышка клапана, седло клапана и диск клапана основных компонентов криогенного клапана, являются: ферритная сталь используется, когда температура превышает {{0}} градусов; Аустенитная сталь используется при температуре ниже -100 градуса, а клапаны низкого давления и малого диаметра могут быть изготовлены из таких материалов, как сталь и алюминий. Выбор материалов для стержней клапанов и крепежных деталей: при температуре выше -100 градусов стержни и болты клапанов изготавливаются из легированной стали, такой как Ni, Cr-Mo и т. д., и подвергаются соответствующей термической обработке для улучшения прочность на разрыв и предотвращение перекусывания нити; Когда температура ниже -100 градусов, он изготавливается из аустенитной нержавеющей кислотостойкой стали. В то же время шток клапана должен быть твердо хромирован (толщина покрытия 0,04–0,06 мм) или азотирован для повышения твердости поверхности. Чтобы предотвратить заклинивание гаек и болтов, гайки обычно изготавливаются из молибденовой или никелевой стали, а поверхность резьбы покрывается дисульфидом молибдена. Прокладки для низкотемпературной арматуры должны обладать надежными герметизирующими и восстановительными свойствами при нормальной температуре, пониженной температуре и перепадах температур. Поскольку материалы прокладок затвердевают и снижают пластичность при низких температурах, следует выбирать материалы прокладок с небольшими изменениями характеристик. Когда рабочая температура составляет -200 градусов, а максимальное низкотемпературное рабочее давление составляет 3 МПа, используется лист асбестовой резины из длинноволокнистого белого асбеста. При рабочей температуре -200 градусов и максимальном рабочем давлении 5 МПа применяют спирально-навитую прокладку из кислотостойкой стальной ленты, прослоенной асбестом, или спирально-навитую прокладку из кислотоупорной стальной ленты из политетрафторэтилена. Раневые прокладки из расширенного графита и кислотостойкой стали идеально подходят для клапанов, работающих при низких температурах при -200 градусах. При выборе набивки для криогенных клапанов следует учитывать ее низкотемпературные характеристики. Обычно в криогенных клапанах используется пропитанная политетрафторэтиленовая набивка V-типа.
- К конструктивному проектированию криогенных клапанов предъявляются следующие основные требования:
- Используйте корпус клапана, который может полностью выдерживать расширение и сжатие, вызванное изменениями температуры, а структура седла клапана не будет деформироваться из-за изменений температуры.
- Используйте конструкцию крышки клапана с длинной горловиной, которая может защитить сальниковую коробку. Основная цель применения данной конструкции – снизить нагрев в передающем устройстве и предотвратить обледенение и замерзание стержня клапана и верхних частей клапанной крышки из-за переохлаждения сальника. Убедитесь, что температура сальника находится на уровне 0 выше градуса.
- Используйте диск клапана, который может обеспечивать надежное уплотнение независимо от изменений температуры. Например, в задвижках используются эластичные или открытые задвижки; в запорных клапанах используются плоские седла клапанов, а в игольчатых клапанах используются тарелки клапанов в форме пробки.
- Примите верхнюю уплотнительную структуру. Криогенные клапаны обычно должны иметь уплотнительную конструкцию. Верхняя уплотнительная поверхность обычно покрывается карбидом кобальта, хрома и вольфрама, а затем после отделки шлифуется.
- Используйте структуру наплавки из карбида кобальта, хрома и вольфрама для уплотняемой поверхности седла клапана и диска клапана (задвижки).
- Примечание. Мягкая уплотнительная конструкция имеет большой коэффициент расширения и становится хрупкой при низких температурах, поэтому она подходит только для криогенных клапанов с температурой выше -70 градусов, но политрихлорэтилен можно использовать для криогенных клапанов с температурой до 162 градусов. . Криогенные клапаны также могут иметь гофрированную уплотнительную конструкцию без уплотнения.
- Используйте отверстия для сброса давления, чтобы предотвратить ненормальное повышение давления. Расположение отверстий для сброса давления зависит от конструкции клапана: некоторые из них находятся на корпусе клапана, а некоторые — на пластине затвора. На клапан также можно установить выпускную трубу или установить предохранительный клапан для сброса аномально высокого давления.