- Afhankelijk van de gebruiksomstandigheden stelt het ontwerp van een cryogene klep de volgende eisen:
- De klep moet lange tijd kunnen werken in media met lage temperaturen en omgevingstemperaturen. De algemene levensduur bedraagt 10 jaar of 3000 tot 5000 cycli.
- De klep mag geen belangrijke warmtebron worden in het lagetemperatuursysteem. Dit komt omdat de instroom van warmte niet alleen de thermische efficiëntie vermindert, maar er ook voor zorgt dat de interne vloeistof snel verdampt als er te veel instroom is, wat resulteert in een abnormale drukverhoging en gevaar veroorzaakt.
- Media met een lage temperatuur mogen geen schadelijke effecten hebben op de werking van het handwiel en de afdichtingsprestaties van de pakking.
- Klepconstructies die in direct contact staan met media met lage temperaturen moeten explosieveilige en brandveilige structuren hebben.
- Klepsamenstellen die bij lage temperaturen werken, kunnen niet worden gesmeerd, dus moeten structurele maatregelen worden genomen om te voorkomen dat wrijvingsonderdelen bekrast raken.
- De factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van het hoofdlichaamsmateriaal van de cryogene klep zijn onder meer de volgende vereisten:
De minimale bedrijfstemperatuur van de klep.
Metalen materialen behouden de mechanische eigenschappen die nodig zijn voor werkomstandigheden bij lage temperaturen, met name slagvastheid, relatieve rek en structurele stabiliteit.
Het materiaal heeft voldoende slagvastheid bij lage temperaturen.
Materialen hebben verschillende koudekrimpeigenschappen.
Het heeft een goede slijtvastheid bij lage temperaturen en olievrije smeringsomstandigheden.
Heeft een goede corrosieweerstand.
Wanneer er wordt gelast, moet ook rekening worden gehouden met de lasprestaties van het materiaal.
De selectieprincipes voor materialen zoals het lichaam, het klepdeksel, de klepzitting en de klepschijf van de hoofdcomponenten van de cryogene klep zijn: ferritisch staal wordt gebruikt wanneer de temperatuur hoger is dan {0}} graad; Austenitisch staal wordt gebruikt wanneer de temperatuur lager is dan -100 graden en lage druk. Kleppen met een kleine diameter kunnen worden gemaakt van materialen zoals staal en aluminium. Selectie van materialen voor klepstelen en bevestigingsmiddelen: Wanneer de temperatuur hoger is dan -100 graden, zijn de klepstelen en bouten gemaakt van gelegeerd staal zoals Ni, Cr-Mo, enz., en ondergaan ze een passende warmtebehandeling om de temperatuur te verbeteren treksterkte en voorkomen draadbeet; Wanneer de temperatuur lager is dan -100 graden, is het gemaakt van austenitisch roestvrij zuurbestendig staal. Tegelijkertijd moet de klepsteel hard verchroomd zijn (plaatdikte 0.04mm~0.06mm) of genitreerd om de oppervlaktehardheid te verbeteren. Om te voorkomen dat moeren en bouten vastlopen, zijn moeren over het algemeen gemaakt van Mo-staal of Ni-staal en is molybdeendisulfide op het schroefdraadoppervlak aangebracht. Pakkingen voor kleppen voor lage temperaturen moeten betrouwbare afdichtings- en hersteleigenschappen hebben bij normale temperaturen, lage temperaturen en temperatuurveranderingen. Omdat pakkingmaterialen bij lage temperaturen uitharden en de plasticiteit verminderen, moeten pakkingmaterialen met kleine prestatieveranderingen worden geselecteerd. Wanneer de bedrijfstemperatuur -200 graden is en de maximale werkdruk bij lage temperatuur 3 MPa is, wordt het asbestrubbervel van langvezelig wit asbest gebruikt. Wanneer de bedrijfstemperatuur -200 graden bedraagt en de maximale bedrijfsdruk 5 MPa is, wordt een spiraalgewonden pakking gemaakt van zuurbestendig staalband met asbest ingeklemd of een spiraalgewonden pakking gemaakt van zuurbestendig polytetrafluorethyleen staalband gebruikt. Gewikkelde pakkingen gemaakt van geëxpandeerd grafiet en zuurbestendig staal zijn ideaal voor lagetemperatuurkleppen bij -200 graden. Bij de keuze van de pakking voor cryogene kleppen moet rekening worden gehouden met de eigenschappen van de pakking bij lage temperaturen. Over het algemeen wordt in cryogene kleppen een V-type pakking van geïmpregneerd polytetrafluorethyleen gebruikt.
- Het structurele ontwerp van cryogene kleppen voldoet aan de volgende basisvereisten:
- Gebruik een kleplichaam dat volledig bestand is tegen uitzetting en samentrekking veroorzaakt door temperatuurveranderingen, en de structuur van de klepzitting zal niet worden vervormd als gevolg van temperatuurveranderingen.
- Gebruik een klepdekselstructuur met lange nek die de pakkingbus kan beschermen. Het belangrijkste doel van het toepassen van deze structuur is het verminderen van de warmte in het overdrachtsapparaat en het voorkomen dat de klepsteel en de bovenste delen van het klepdeksel bevriezen en bevriezen als gevolg van overkoeling van de pakkingbus. Zorg ervoor dat de temperatuur van de pakkingbus 0 boven de graad ligt
- Gebruik een klepschijf die een betrouwbare afdichting kan behouden, ongeacht temperatuurveranderingen. Schuifafsluiters maken bijvoorbeeld gebruik van elastische poorten of open poorten; afsluiters gebruiken platte klepzittingen en naaldkleppen gebruiken plugvormige klepschijven.
- Keur de bovenste afdichtingsstructuur goed. Cryogene kleppen moeten over het algemeen een afdichtingsstructuur hebben. Het bovenste afdichtingsoppervlak wordt doorgaans bedekt met kobalt-chroom-wolfraamcarbide en vervolgens na het afwerken geslepen.
- Gebruik een kobalt-chroom-wolfraamcarbide oppervlaktestructuur voor het afdichtingsoppervlak van de klepzitting en de klepschijf (poortplaat)
- Opmerking: De zachte afdichtingsstructuur heeft een grote uitzettingscoëfficiënt en wordt broos bij lage temperaturen, dus deze is alleen geschikt voor cryogene kleppen met temperaturen boven -70 graden, maar polytrichloorethyleen kan worden gebruikt voor cryogene kleppen met temperaturen tot 162 graden. . Cryogene kleppen kunnen ook een gegolfde afdichtingsstructuur aannemen zonder pakking.
- Gebruik drukontlastingsgaten om abnormale drukstijging te voorkomen. De locatie van het drukontlastingsgat is afhankelijk van de klepstructuur; sommige bevinden zich op het kleplichaam en sommige bevinden zich op de schuifplaat. Er kan ook een uitlaatleiding op de klep worden geplaatst of er kan een veiligheidsklep worden geïnstalleerd om abnormaal hoge druk af te voeren.