Zahtjevi za dizajn kriogenih ventila

• Prema uslovima upotrebe, dizajn kriogenog ventila ima sledeće zahteve:

1. Ventil bi trebao biti sposoban da radi dugo vremena u medijima niskih temperatura i na temperaturi okoline. Opšti vijek trajanja je 10 godina ili 3000 do 5000 ciklusa.
2. Ventil ne bi trebao postati značajan izvor topline u niskotemperaturnom sistemu. To je zato što dotok topline ne samo da smanjuje toplinsku efikasnost, već također uzrokuje brzo isparavanje unutrašnjeg fluida ako je dotok previše, što rezultira nenormalnim povećanjem tlaka i izazivanjem opasnosti.
3. Mediji niskih temperatura ne bi trebali imati štetne efekte na rad ručnog kotača i performanse brtvljenja pakovanja.
4. Sklopovi ventila koji su u direktnom kontaktu sa niskotemperaturnim medijima trebaju imati konstrukcije otporne na eksploziju i vatru.
5. Sklopovi ventila koji rade na niskim temperaturama ne mogu se podmazati, pa je potrebno poduzeti strukturalne mjere kako bi se spriječilo grebanje dijelova koji se treju.

• Faktori koje treba uzeti u obzir pri odabiru materijala glavnog tijela kriogenog ventila uključuju sljedeće zahtjeve:

Minimalna radna temperatura ventila.

Metalni materijali održavaju mehanička svojstva potrebna za radne uslove na niskim temperaturama, posebno udarnu žilavost, relativno izduženje i strukturnu stabilnost.

Materijal ima dovoljnu otpornost na udar na niskim temperaturama.

Materijali imaju različita svojstva hladnog skupljanja.

Ima dobru otpornost na habanje pri niskim temperaturama i uslovima podmazivanja bez ulja.

Ima dobru otpornost na koroziju.

Kada se koristi zavarivanje, mora se uzeti u obzir i učinak zavarivanja materijala.

Principi odabira materijala kao što su tijelo, poklopac ventila, sjedište ventila i disk ventila glavnih komponenti kriogenog ventila su: feritni čelik se koristi kada je temperatura viša od {{0}} stepena; austenitni čelik se koristi kada je temperatura niža od -100 stepena, a ventili niskog pritiska I malog prečnika mogu biti napravljeni od materijala kao što su čelik i aluminijum. Izbor materijala za stabljike ventila i pričvršćivače: Kada je temperatura viša od -100 stepena, stabla ventila i vijci su izrađeni od legiranog čelika kao što su Ni, Cr-Mo, itd., i podvrgavaju se odgovarajućoj toplinskoj obradi radi poboljšanja vlačna čvrstoća i sprečavaju ugrize konca; Kada je temperatura ispod -100 stepeni, napravljen je od austenitnog nerđajućeg čelika otpornog na kiseline. U isto vrijeme, vreteno ventila mora biti hromirano (debljina oplata 0.04mm~0.06mm) ili nitrirano da bi se poboljšala površinska tvrdoća. Da bi se spriječilo zaglavljivanje matica i vijaka, matice su uglavnom izrađene od Mo čelika ili Ni čelika, a molibden disulfid je premazan na površini navoja. Zaptivke za niskotemperaturne ventile moraju imati pouzdana svojstva zaptivanja i povrata pri normalnoj temperaturi, niskoj temperaturi i promjenama temperature. Budući da će se materijali zaptivki stvrdnuti i smanjiti plastičnost na niskim temperaturama, treba odabrati materijale zaptivki s malim promjenama performansi. Kada je radna temperatura -200 stepeni, a maksimalni radni pritisak niske temperature 3MPa, koristi se azbestna gumena ploča od bijelog azbesta sa dugim vlaknima. Kada je radna temperatura -200 stepeni i maksimalni radni pritisak 5MPa, koristi se spiralno namotana zaptivka od čelične trake otporne na kiseline u sendviču sa azbestom ili spiralno namotana zaptivka od politetrafluoroetilenske čelične trake otporne na kiseline. Namotane zaptivke od ekspandiranog grafita i čelika otpornog na kiseline su idealne za niskotemperaturne ventile na -200 stepeni. Odabir pakiranja za kriogene ventile treba uzeti u obzir niskotemperaturne karakteristike pakovanja. Općenito, impregnirani politetrafluoroetilenski V-tip pakiranja se koristi u kriogenim ventilima.

• Konstrukcijska konstrukcija kriogenih ventila ima sljedeće osnovne zahtjeve:

1. Koristite tijelo ventila koje može u potpunosti izdržati širenje i kontrakciju uzrokovano promjenama temperature, a struktura sjedišta ventila neće biti deformirana zbog promjena temperature.
2. Usvojite strukturu poklopca ventila s dugim vratom koja može zaštititi kutiju za punjenje. Osnovna svrha usvajanja ove strukture je smanjenje topline u uređaju za prijenos i sprječavanje smrzavanja i smrzavanja vretena ventila i gornjih dijelova poklopca ventila zbog prekomjernog hlađenja kutije za punjenje. Uvjerite se da je temperatura kutije za punjenje na 0 iznad stepena
3. Usvojite disk ventila koji može održavati pouzdano zaptivanje bez obzira na temperaturne promjene. Na primjer, zasuni koriste elastične kapije ili otvorene kapije; zaustavni ventili koriste ravna sjedišta ventila, a igličasti ventili koriste diskove ventila u obliku čepa.
4. Usvojiti gornju zaptivnu strukturu. Kriogenski ventili općenito moraju imati zaptivnu strukturu. Gornja zaptivna površina je uglavnom prekrivena kobalt-hrom-volfram karbidom, a zatim brušena nakon završne obrade.
5. Koristite površinsku strukturu kobalt-krom-volfram karbida za zaptivnu površinu sjedišta ventila i diska ventila (ploča kapije)
6. Napomena: Mekana zaptivna struktura ima veliki koeficijent ekspanzije i postaje lomljiva na niskim temperaturama, tako da je pogodna samo za kriogene ventile sa temperaturama iznad -70 stepena, ali se politrikloretilen može koristiti za kriogene ventile sa temperaturama do 162 stepena . Kriogenski ventili takođe mogu usvojiti valovitu zaptivnu strukturu bez pakovanja.
7. Koristite rupe za rasterećenje pritiska kako biste spriječili nenormalan porast tlaka. Položaj otvora za rasterećenje tlaka ovisi o strukturi ventila, neki su na tijelu ventila, a neki na pločici zatvarača. Na ventil se također može postaviti izlazna cijev ili se može ugraditi sigurnosni ventil za ispuštanje nenormalno visokog tlaka.