คุณสมบัติของโกลปวาล์วไครโอเจนิกที่ทำจากเหล็กหลอมและการเลือกโครงสร้าง

วาล์วโลกไครโอเจนิกที่ทำจากเหล็กหลอมเหมาะสำหรับระบบการจัดการอุปกรณ์จัดเก็บและขนส่งของเหลวไครโอเจนิก มีลักษณะของสวิตช์แบบยืดหยุ่นและการปิดผนึกที่เชื่อถือได้ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับระบบการจัดการสำหรับอุณหภูมิต่ำและตัวกลางไครโอเจนิกอื่นๆ อีกด้วย วาล์วปิดอุณหภูมิปกติหมายความว่าอุณหภูมิในการทำงานของตัวกลางอยู่ระหว่าง -40 ถึง +500 องศา และวัสดุของตัววาล์วก็แตกต่างกันเช่นกัน วาล์วหยุดอุณหภูมิต่ำส่วนใหญ่หมายถึงวาล์วหยุดในระบบตัวกลางของเหลวอุณหภูมิต่ำที่มีอุณหภูมิปานกลาง -196~-150 องศา

โกลบวาล์วไครโอเจนิกที่ทำจากเหล็กหลอม โดยเฉพาะวาล์วอุณหภูมิต่ำพิเศษ มีอุณหภูมิในการทำงานต่ำมาก เมื่อออกแบบวาล์วประเภทนี้นอกจากจะปฏิบัติตามหลักการออกแบบวาล์วทั่วไปแล้วยังมีนวัตกรรมพิเศษบางอย่างอีกด้วย

1. การออกแบบวาล์วไครโอเจนิก

ตามเงื่อนไขการใช้งาน การออกแบบวาล์วไครโอเจนิกมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

1) วาล์วควรมีความสามารถในการทำงานเป็นเวลานานในตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิแวดล้อม

2) วาล์วไม่ควรเป็นแหล่งความร้อนที่สำคัญสำหรับระบบไครโอเจนิก เนื่องจากความร้อนที่ไหลเข้ามาไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพเชิงความร้อนเท่านั้น หากไหลเข้ามากเกินไป ของเหลวภายในจะระเหยอย่างรวดเร็ว ทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นผิดปกติและก่อให้เกิดอันตรายได้

3) ตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำไม่ควรส่งผลเสียต่อการทำงานของล้อมือและประสิทธิภาพการปิดผนึกของบรรจุภัณฑ์

4) ชุดวาล์วที่สัมผัสโดยตรงกับตัวกลางแช่แข็งควรมีโครงสร้างป้องกันการระเบิดและกันไฟ

5) ชุดวาล์วที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำไม่สามารถหล่อลื่นได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีมาตรการทางโครงสร้างเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนเสียดสีเกิดรอยขีดข่วน

2. การเลือกวัสดุของโครงสร้างวาล์วไครโอเจนิก

1. วัสดุหลักของวาล์วไครโอเจนิก

(1) ปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกใช้วัสดุหลัก จากการพิจารณาด้านโลหะวิทยา นอกเหนือจากเหล็กออสเทนนิติก ทองแดง อลูมิเนียม เป็นต้น โดยมีโครงตาข่ายวางกลางหน้า เหล็กทั่วไปจะมีอุณหภูมิต่ำที่อุณหภูมิต่ำ ความเปราะบางจึงทำให้ความแข็งแรงและอายุการใช้งานของวาล์วลดลง

เมื่อเลือกวัสดุหลัก ให้เลือกวัสดุที่เหมาะกับการทำงานที่อุณหภูมิต่ำก่อน อลูมิเนียมจะไม่แสดงความเปราะที่อุณหภูมิต่ำที่อุณหภูมิต่ำ แต่เนื่องจากความแข็งของอลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมไม่สูง พื้นผิวปิดผนึกอลูมิเนียมจึงมีความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานรอยขีดข่วนต่ำ ดังนั้นจึงมีข้อจำกัดบางประการในการใช้งานในวาล์วอุณหภูมิต่ำ . ทางเลือกสำหรับวาล์วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก

วัสดุที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำจะต้องรับประกันประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ โดยหลักๆ แล้วต้องรับประกันความทนทานต่อแรงกระแทกขณะเย็น ต้องเลือกชิ้นส่วนภายในของวาล์วอย่างถูกต้องเพื่อให้มีความแข็งแรงจากแรงกระแทกเย็นเพียงพอเพื่อป้องกันการแตกหัก เหล็กโลหะผสม C และ Cr จะสูญเสียแรงกระแทกอย่างรวดเร็วเมื่อต่ำกว่า -20°C ดังนั้นอุณหภูมิการใช้งานจึงจำกัดอยู่ที่ -30°C และ -50°C ตามลำดับ เหล็กนิกเกิลที่มี Ni 3.5% สามารถใช้ได้ถึง -100°C และเหล็กนิกเกิลที่มี Ni 9% สามารถใช้ได้ถึง -192°C สแตนเลสออสเตนนิติก นิกเกิล โมเนล ฮาสเตลลอย ไทเทเนียม อลูมิเนียมอัลลอยด์ และทองแดง สามารถใช้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า (-273°C)

1) อุณหภูมิการทำงานขั้นต่ำของวาล์ว

2) คุณสมบัติทางกลที่จำเป็นสำหรับวัสดุโลหะเพื่อรักษาสภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเหนียวที่ส่งผลกระทบ การยืดตัวสัมพัทธ์ และความเสถียรของโครงสร้าง

3) ในกรณีที่มีอุณหภูมิต่ำและไม่มีการหล่อลื่นน้ำมันจะมีความต้านทานแรงเสียดทานได้ดี

4) มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี

5) เมื่อใช้การเชื่อมต่อการเชื่อม ควรพิจารณาประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุด้วย

(2) การเลือกใช้วัสดุสำหรับตัววาล์ว ฝาครอบวาล์ว บ่าวาล์ว และจานวาล์ว (ประตู)

หลักการเลือกวัสดุของชิ้นส่วนหลักเหล่านี้คร่าวๆ คือ ควรใช้เหล็กเฟอร์ริติกเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า -100°C; ควรใช้เหล็กออสเทนนิติกเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -100 ℃; ทองแดงและอะลูมิเนียมสามารถใช้กับวาล์วแรงดันต่ำและเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กได้ และวัสดุอื่นๆ

เมื่อออกแบบ ให้เลือกวัสดุที่เหมาะสมตามอุณหภูมิการทำงานต่ำสุด

(3) วัสดุของก้านวาล์วและตัวยึด

1. เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า -100°C ก้านวาล์วและวัสดุโบลต์ต้องเป็น Ni, Cr-Mo และโลหะผสมอื่นๆ หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนอย่างเหมาะสม เพื่อปรับปรุงความต้านทานแรงดึงและป้องกันการกัดเกลียว เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -100 ℃ มันทำจากเหล็กสเตนเลสออสเทนนิติกทนกรด อย่างไรก็ตาม เหล็กทนกรด 18-8 มีความแข็งต่ำ ซึ่งจะทำให้ก้านวาล์วและบรรจุภัณฑ์เกิดรอยขีดข่วนซึ่งกันและกัน ส่งผลให้เกิดการรั่วที่บรรจุภัณฑ์ได้ ดังนั้นพื้นผิวของก้านวาล์วจะต้องชุบด้วยฮาร์ดโครเมียม (ความหนาของการเคลือบคือ 0.04-0.06 มม.) หรือชุบไนไตรด์และนิกเกิลฟอสฟอรัสเพื่อปรับปรุงความแข็งของพื้นผิว เพื่อป้องกันไม่ให้น็อตและโบลต์ยึด โดยทั่วไปน็อตจะทำจากเหล็ก Mo หรือเหล็ก Ni และพื้นผิวของเกลียวจะถูกเคลือบด้วยโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์

2. การเลือกใช้ปะเก็นวาล์วไครโอเจนิคและวัสดุบรรจุภัณฑ์: เมื่ออุณหภูมิลดลง พลาสติกฟลูออรีนจะหดตัวลงอย่างมาก ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการซีลและทำให้เกิดการรั่วไหลได้ง่าย ฟิลเลอร์ใยหินไม่สามารถหลีกเลี่ยงการรั่วไหลของการซึมผ่านได้ ยางมีคุณสมบัติในการบวมตัวของก๊าซธรรมชาติเหลวและไม่สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำ ในการออกแบบวาล์วไครโอเจนิก ในด้านหนึ่ง การออกแบบโครงสร้างทำให้มั่นใจได้ว่าบรรจุภัณฑ์จะอยู่ใกล้กับอุณหภูมิโดยรอบ เช่นใช้โครงสร้างฝาครอบวาล์วคอยาวเพื่อแยกกล่องบรรจุภัณฑ์