- În funcție de condițiile de utilizare, proiectarea unei supape criogenice are următoarele cerințe:
- Supapa ar trebui să poată funcționa mult timp în medii de temperatură scăzută și temperatura ambiantă. Durata de viață generală este de 10 ani sau 3000 până la 5000 de cicluri.
- Supapa nu trebuie să devină o sursă semnificativă de căldură în sistemul de temperatură scăzută. Acest lucru se datorează faptului că afluxul de căldură nu numai că reduce eficiența termică, dar face și evaporarea rapidă a fluidului intern dacă există prea mult aflux, ducând la creșterea anormală a presiunii și provocând pericol.
- Mediile la temperatură scăzută nu ar trebui să aibă efecte dăunătoare asupra funcționării roții de mână și asupra performanței de etanșare a ambalajului.
- Ansamblurile de supape care sunt în contact direct cu medii de temperatură joasă trebuie să aibă structuri rezistente la explozie și la foc.
- Ansamblurile de supape care funcționează la temperaturi scăzute nu pot fi lubrifiate, așa că trebuie luate măsuri structurale pentru a preveni zgârierea pieselor de frecare.
- Factorii care ar trebui să fie luați în considerare atunci când se selectează materialul corpului principal al supapei criogenice includ următoarele cerințe:
Temperatura minimă de funcționare a supapei.
Materialele metalice mențin proprietățile mecanice necesare pentru condițiile de lucru la temperaturi scăzute, în special rezistența la impact, alungirea relativă și stabilitatea structurală.
Materialul are suficientă rezistență la impact la temperatură joasă.
Materialele au proprietăți diferite de contracție la rece.
Are o rezistență bună la uzură la temperaturi scăzute și condiții de lubrifiere fără ulei.
Are rezistență bună la coroziune.
Când se utilizează sudarea, trebuie luată în considerare și performanța de sudare a materialului.
Principiile de selecție pentru materiale precum corpul, capacul supapei, scaunul supapei și discul supapei ale principalelor componente ale supapei criogenice sunt: oțelul feritic este utilizat când temperatura este mai mare de {{0}} grade; Oțelul austenitic este utilizat atunci când temperatura este mai mică de -100 grade și supapele de joasă presiune Și cu diametru mic pot fi realizate din materiale precum oțel și aluminiu. Selectarea materialelor pentru tijele supapelor și elementele de fixare: când temperatura este mai mare de -100 grade , tijele și șuruburile supapei sunt fabricate din oțel aliat, cum ar fi Ni, Cr-Mo etc., și sunt supuse unui tratament termic adecvat pentru a îmbunătăți rezistența la tracțiune și prevenirea mușcăturii firului; Când temperatura este sub -100 grade , este fabricat din oțel inoxidabil austenitic rezistent la acid. În același timp, tija supapei trebuie să fie placată cu crom dur (grosimea placajului 0.04mm~0.06mm) sau nitrurata pentru a îmbunătăți duritatea suprafeței. Pentru a preveni griparea piulițelor și șuruburilor, piulițele sunt în general realizate din oțel Mo sau oțel Ni, iar pe suprafața filetului este acoperită bisulfură de molibden. Garniturile pentru supapele de temperatură joasă trebuie să aibă proprietăți de etanșare și recuperare fiabile la temperatură normală, temperatură scăzută și schimbări de temperatură. Deoarece materialele pentru garnituri se vor întări și vor reduce plasticitatea la temperaturi scăzute, ar trebui selectate materialele pentru garnituri cu mici modificări de performanță. Când temperatura de funcționare este de -200 grade și presiunea maximă de funcționare la temperatură joasă este de 3MPa, se folosește foaia de cauciuc de azbest din azbest alb cu fibre lungi. Când temperatura de funcționare este de -200 grade și presiunea maximă de funcționare este de 5MPa, se folosește o garnitură înfășurată în spirală din bandă de oțel rezistentă la acid îmbinată cu azbest sau o garnitură spiralată din oțel politetrafluoretilen rezistent la acid. Garniturile înfăşurate din grafit expandat şi oţel rezistent la acizi sunt ideale pentru supapele cu temperatură joasă la -200 grade . Selectarea garniturii pentru supapele criogenice trebuie să ia în considerare caracteristicile de temperatură scăzută ale garniturii. În general, garnitura de tip V din politetrafluoretilenă impregnată este utilizată în supapele criogenice.
- Proiectarea structurală a supapelor criogenice are următoarele cerințe de bază:
- Utilizați un corp de supapă care poate rezista pe deplin expansiunii și contracției cauzate de schimbările de temperatură, iar structura scaunului supapei nu va fi deformată din cauza schimbărilor de temperatură.
- Adoptați o structură de acoperire a supapei cu gât lung care poate proteja cutia de umplutură. Scopul principal al adoptării acestei structuri este de a reduce căldura din dispozitivul de transfer și de a preveni înghețarea și înghețarea tijei supapei și a părților superioare ale capacului supapei din cauza suprarăcirii cutiei de presa. Asigurați-vă că temperatura cutiei de presa este la 0 peste grade
- Adoptați un disc de supapă care poate menține etanșarea fiabilă, indiferent de schimbările de temperatură. De exemplu, supapele cu poartă folosesc porți elastice sau porți deschise; supapele de oprire folosesc scaune de supape plate, iar supapele cu ac folosesc discuri de supape în formă de dop.
- Adopți structura superioară de etanșare. Supapele criogenice sunt, în general, necesare să aibă o structură de etanșare. Suprafața superioară de etanșare este în general acoperită cu carbură de cobalt-crom-tungsten și apoi șlefuită după finisare.
- Utilizați structura de suprafață din carbură de cobalt-crom-tungsten pentru scaunul supapei și suprafața de etanșare a discului supapei (placă de poartă)
- Notă: Structura de etanșare moale are un coeficient de expansiune mare și devine fragilă la temperaturi scăzute, deci este potrivită numai pentru supape criogenice cu temperaturi peste -70 grade , dar politricloretilena poate fi utilizată pentru supape criogenice cu temperaturi de până la 162 de grade . Supapele criogenice pot adopta, de asemenea, o structură de etanșare ondulată fără ambalare.
- Utilizați găuri de eliberare a presiunii pentru a preveni creșterea anormală a presiunii. Locația găurii de eliberare a presiunii depinde de structura supapei, unele sunt pe corpul supapei, iar altele sunt pe placa de poartă. O țeavă de evacuare poate fi, de asemenea, setată pe supapă sau poate fi instalată o supapă de siguranță pentru a descărca o presiune anormal de mare.