Tipus i característiques comunes de les vàlvules de bola criogènica de GNL
Les vàlvules de bola criogènica de GNL es poden dividir en diversos tipus comuns: vàlvules de bola flotant, vàlvules de bola fixa i vàlvules de bola de pista. Vàlvula de bola flotant: la bola no està connectada de forma fixa a la tija de la vàlvula, però es pot situar automàticament i pressionar -se amb força contra el seient de la vàlvula sota l’acció de la pressió mitjana. Aquesta característica fa que la vàlvula de bola flotant funcioni especialment en entorns de baixa pressió. A causa de les seves característiques flotants, aquest tipus de vàlvula de bola pot trobar problemes d’estabilitat de posicionament en entorns d’alta pressió. Vàlvula de bola fixa: la bola està connectada fixa al cos de la vàlvula a través de la tija de la vàlvula. La rigidesa d’aquesta estructura permet que la vàlvula de bola fixa mostri un excel·lent rendiment en entorns d’alta pressió i d’alta temperatura. Com que la bola està fixa en posició, no es mourà a causa dels canvis en la pressió mitjana, però, de manera corresponent, això també sacrifica part de la seva capacitat adaptativa, fent que l’efecte de segellat de la vàlvula de bola fixa en entorns de baixa pressió pot no ser tan bo com el de la vàlvula de bola flotant.
Vàlvula de bola de pista: Combina de forma intel·ligent els avantatges dels tipus flotants i fixos. El seu disseny permet que la bola es mogui dins d’una determinada pista, cosa que pot assegurar l’estabilitat a alta pressió i optimitzar l’efecte de segellat mitjançant el moviment adaptatiu de la bola a baixa pressió.
La selecció tipus de vàlvula de bola criogènica de GNL no és estàtica, però cal ajustar -se de manera flexible segons aplicacions i necessitats específiques. Tant si es tracta de vàlvules flotants, fixes o de pista, cada tipus té els seus avantatges i limitacions úniques. En aplicacions pràctiques, s’han de tenir en compte diversos factors, incloent la pressió de treball, l’interval de temperatures, les característiques mitjanes i la freqüència de funcionament, per tal de seleccionar el tipus de vàlvula de bola més adequat per assegurar la seguretat i el funcionament eficient del sistema.
La vàlvula de bola criogènica de LNG funciona en un entorn per sota del grau -160 i els materials convencionals poden ser fràgils o trencades, afectant el rendiment de segellat. L’efecte d’expansió i contracció tèrmica en l’entorn de baixa temperatura també afectarà la precisió de concordança entre els diversos components de la vàlvula de bola. Per tal d’assegurar la fiabilitat, s’han d’utilitzar materials i processos especials, com ara materials metàl·lics especials i materials de segellat amb una excel·lent resistència a la temperatura baixa; El disseny estructural ha de considerar la influència de la baixa temperatura per assegurar el rendiment del segellat i del funcionament.
Selecció i característiques dels materials de segellat
Materials metàl·lics Acer inoxidable austenític: té una excel·lent duresa i estabilitat estructural a baixa temperatura. Pot mantenir una bona ductilitat i força en condicions de temperatura ultra-baixa, però un desavantatge significatiu és que el seu coeficient d’expansió tèrmica és ben diferent en ambients d’alta i baixa temperatura. Aquesta diferència pot causar deformació o esquerdes del material quan la temperatura fluctua, afectant així l'efecte de segellat de la vàlvula.
Acer inoxidable ferrític: És conegut per la seva gran força i duresa i té avantatges per suportar una alta pressió i desgast. Tanmateix, la duresa a baixa temperatura de l’acer inoxidable ferrític és relativament pobra i és propensa a una fractura trencadissa en condicions de temperatura ultra-baixa. Aquest desavantatge limita el seu ús en determinats escenaris d'aplicacions que requereixen materials de segellat de gran abast.
Altres materials metàl·lics: com ara aliatges basats en níquel, aliatges de titani, etc. també es consideren materials de segellat per a vàlvules de bola de temperatura ultra-baixa de GNL. Aquests materials tenen una excel·lent resistència a la corrosió i propietats mecàniques en ambients de temperatura ultra-baixa, però el cost és relativament elevat, donant lloc a aplicacions limitades.
Materials no metàl·lics entre els materials de segellat de les vàlvules de bola de temperatura ultra-baixa de GNL, els materials no metàl·lics ocupen un lloc per les seves propietats úniques. Inclòs el politetrafluoroetilè (PTFE), el cautxú, el politrifluorocloroetilè, etc. Diferents materials tenen diferents característiques i àmbit d’aplicació. Politetrafluoroetilè (PTFE): amb la seva excel·lent estabilitat química i resistència a la corrosió, encara pot mantenir un bon rendiment de segellat en un entorn de temperatura ultra-baixa. Tot i això, aquest material tendeix a endurir -se i es torna trencadís en condicions de baixa temperatura, perdent així el rendiment de rebot de compressió original, cosa que pot provocar una fallada de segellat. Cautxet: ha cridat l’atenció per la seva bona elasticitat i el seu rendiment de segellat. Però el cautxú tendeix a perdre l’elasticitat i es converteix en un estat vidre en condicions de baixa temperatura, perdent així la seva funció de segellat. Per tant, a l’hora d’escollir el cautxú com a material de segellat, s’hauria de prioritzar les varietats de goma amb una temperatura de transició de vidre inferior.
Materials compostos Els materials compostos combinen les característiques dels metalls i els no metalls, i mostren avantatges i potencials únics en l’aplicació del segellat de vàlvules de bola de temperatura de temperatura natural liquada.
Materials compostos ceràmics metàl·lics: compost per dos materials completament diferents, el metall i la ceràmica, no només té la gran resistència i una excel·lent ductilitat del metall, sinó que també té una gran duresa i una excel·lent resistència al desgast de la ceràmica. En els ambients de temperatura ultra-baixa, aquest material pot mostrar un bon rendiment de segellat i resistir eficaçment la pressió i el desgast extern.
Materials compostos basats en polímer: amb el polímer com a matriu, afegint de forma intel·ligent metall, càrregues inorgàniques i altres reforços, es millora el rendiment global del material. Els materials compostos basats en polímer no només conserven la flexibilitat i una excel·lent resistència a la corrosió dels polímers, sinó que també donen als metalls la força, la rigidesa i altres característiques. En condicions de temperatura ultra-baixa, mostren un efecte de segellat excel·lent i una durabilitat excel·lent. No obstant això, els materials compostos basats en polímer poden afrontar problemes de fractura i envelliment trencadís en entorns de baixa temperatura. Per tant, es fan esforços per millorar la seva duresa a baixa temperatura i ampliar la seva vida útil modificant-se, afegint agents de durada, etc.
Taula Propietats físiques de diferents materials compostos basats en polímer a diferents temperatures
Els compostos són una opció ideal per a materials de segellat de vàlvules de temperatura de temperatura ultra-baixa de GNL. Amb l’avançament continu de la ciència i la tecnologia i la millora contínua de la tecnologia de preparació de materials, en el futur es desenvoluparan materials més compostos amb un rendiment excel·lent i un cost moderat per proporcionar garanties sòlides per al funcionament segur i eficient de la indústria del GNL.
Recerca i desenvolupament i aplicació de noves tecnologies de segellat
La tecnologia de parells de segellat metàl·lic s'ha convertit en un focus de recerca en el camp del segellat de vàlvules de bola de temperatura de LNG ultra-baixa. Aquesta tecnologia aprofita l’alta duresa i una excel·lent resistència al desgast dels metalls, així com la seva excel·lent adaptabilitat en entorns de baixa temperatura, per garantir que les vàlvules de bola encara poden aconseguir efectes de segellat fiables en condicions de temperatura extremadament baixa. Els parells de segellat metàl·lics solen estar fabricats en materials d’alta qualitat com ara acer inoxidable i aliatges basats en cobalt, que encara poden mostrar excel·lents propietats i estabilitat mecàniques quan s’enfronten als reptes dels ambients de temperatura ultra-baixa.
A més de la selecció de materials, el disseny de parells de segellat metàl·lic també és crucial. Optimitzant la mida i la forma de la superfície de segellat de contacte, com ara utilitzar un disseny especial de superfície corbada, la zona de contacte corresponent s’incrementa disfressada per assegurar l’efecte de segellat. Al mateix temps, afegir segells auxiliars, com ara juntes elàstiques, anelles o segells de llavis, pot millorar encara més l'efecte de segellat de la parella de segellat. Aquests segells auxiliars poden formar barreres de segellat addicionals entre parells de segellat metàl·lics per evitar efectivament les fuites mitjanes. Les tecnologies de tractament de la superfície de la vora de la vora, com ara els recobriments de carbur i el revestiment làser, s'han utilitzat àmpliament en el camp de la tecnologia de segellat per a les vàlvules de bola de temperatura de gas natural liquat. En polvoritzar o utilitzar tecnologia de revestiment làser per cobrir una capa de material de carbur cimentat a la superfície de segellat, la duresa i la resistència al desgast de la superfície de segellat es milloren significativament, cosa que no només millora molt el rendiment de segellat de la vàlvula de bola, sinó que també estén efectivament la seva vida útil.
La investigació i el desenvolupament i l’aplicació d’aquestes noves tecnologies de segellat no només milloren significativament el rendiment de segellat de les vàlvules de bola de temperatura ultra-baixa de GNL, sinó que també proporcionen un suport tècnic sòlid per al funcionament segur i estable de tot el sistema de transport i emmagatzematge de GNL. Mirant cap al futur, amb l’avançament continu de la ciència i la tecnologia i l’aparició contínua de nous materials, la tecnologia de segellat de les vàlvules de boles de temperatura ultra-baixa de GNL es produiran en un espai de desenvolupament més ampli i perspectives d’aplicació.
Direcció de desenvolupament de la tecnologia de segellat
(1) Aplicació de nous materials. Amb la investigació contínua en profunditat i la innovació contínua en el camp de la ciència dels materials, també s’utilitzaran una sèrie de nous materials de segellat dissenyats per a entorns de temperatura ultra-baixa; Aquests materials d’avantguarda mostraran una excel·lent tolerància a la temperatura baixa, una resistència des del desgast i una resistència extraordinària de la corrosió, millorant significativament l’eficiència de segellat i la vida útil de les vàlvules de bola.
(2) Aplicació de tecnologia intel·ligent. Amb el ràpid progrés de la tecnologia intel·ligent, el segellat intel·ligent de les vàlvules de boles criogèniques de GNL té un futur prometedor. Introduint equips intel·ligents d’avantguarda com ara sensors i sistemes de control, es pot controlar l’estat de segellat de les vàlvules de bola i controlar amb precisió en temps real, millorant significativament el rendiment de segellat i la fiabilitat general de les vàlvules de bola.
(3) Optimització i innovació estructurals. En el futur, s'espera que l'estructura de segellat de les vàlvules de bola criogènica de GNL sigui optimitzada i innovada. Adoptant processos de fabricació i disseny estructural més avançats, es pot millorar el rendiment de segellat i la facilitat de funcionament de les vàlvules de bola. Al mateix temps, es poden dissenyar estructures de segellat de vàlvules de bola més dirigides per a diferents tipus de sistemes de transmissió de GNL i tancs d’emmagatzematge.
Sealing Technology Related
Zhongmi Holdings: la indústria de segellat mecànica líder a la Xina, amb productes que cobreixen energia nuclear, petroli i gas i altres camps, i tecnologia de marques internacionals.
Zhongchao Carbon: una empresa de recerca i desenvolupament i producció de materials de grafit de carboni per a maquinària, centrada en la investigació i desenvolupament i producció de materials de carboni de gamma alta per a maquinària. Característiques del material: Alta resistència mecànica, bona resistència a la corrosió, es pot utilitzar en un ampli rang de temperatura de -200 ~ 1000 graus i bona resistència a la radiació nuclear.
HUAHAI SEALS: amb una cadena industrial completa que integra vendes, R + D, forja, tractament tèrmic, mecanitzat i postvenda, la companyia ha superat la certificació ISO9001 International Quality Management System, la certificació American Petroleum Institute -6 A i API {{3} certificacions de certificació i té una llicència especial de producció d’equips (pressió de pipa), proporcionant usuaris mundials amb productes fiables i satisfactoris.
Magpie Seals: Magpie Seals és una empresa de recerca i tecnologia establerta conjuntament per enginyers de vàlvules, enginyers de materials i enginyers d'automatització, especialitzats en la producció de segells dinàmics "Embalatge de grafit de baixa fuga".
Tiansheng Seals: Dedicat a la investigació i desenvolupament, producció, vendes i servei de juntes de segellat de gamma alta, plaques de segellat, envasos de segellat (embalatge) a la indústria nuclear, petroli, construcció naval, metal·lúrgia, indústria química, maquinària i aviació i altres camps relacionats.
