L'analyse d'étanchéité de la valve cryogénique de GNL

Les vannes cryogéniques sont principalement concentrées dans les pièces liquéfiées et les pièces de stockage de GNL pour les usines de liquéfaction de gaz naturel. À partir d'une statistique approximative, il existe environ des vannes cryogéniques 2,000 disponibles dans les stations de réception de GNL (grandes stations avec une capacité de réception de plus de 2 millions de tonnes / an), représentant plus de 90% de toutes les vannes. Parmi eux, il y a environ des vannes de petite taille 700, tandis que les autres sont des vannes haute pression et de grand diamètre.

Le GNL a un petit poids moléculaire, une faible viscosité, une forte perméabilité, facile à fuir, inflammable et explosif qui nécessite une étanchéité élevée de la vanne, ainsi que de l'électricité statique, une prévention des incendies et une protection contre les explosions. Les joints jouent un rôle central dans le maintien en fonctionnement des vannes, nous analysons aujourd'hui les exigences d'étanchéité des vannes cryogéniques dans le système de GNL.

Joint de tige

Le joint de tige pour les vannes cryogéniques est généralement d'emballage. Les charges courantes sont le PTFE, la corde d'amiante PTFE imprégnée et le graphite flexible. Pour garantir ses performances d'étanchéité cryogénique, une combinaison de double joint souple et de joint dur est souvent utilisée, un double joint avec bague d'isolement intermédiaire (mélange résistant aux basses et hautes températures) et le dispositif de charge élastique supplémentaire. Dispositif de charge élastique tel qu'un joint de ressort à disque, de sorte que la garniture dans la force de pré-serrage à basse température puisse être compensée en continu, pour assurer les performances d'étanchéité de la garniture pendant une longue période.

La fuite de la vanne est divisée en fuite interne et fuite externe. La fuite externe est plus dangereuse en raison de la nature inflammable et explosive du GNL. La fuite du joint de tige est une source potentielle majeure de fuite externe. Le joint de tige de soupape cryogénique peut être une structure de joint à soufflet métallique, qui peut fonctionner à des températures élevées et à des températures basses. Par rapport aux joints mécaniques, le joint à soufflet présente les avantages de zéro fuite, pas de contact, pas de friction, pas d'usure, etc., ce qui peut réduire efficacement la fuite moyenne à la tige de soupape et améliorer la fiabilité et la sécurité des soupapes cryogéniques.

Joint de bride

Le matériau du joint d'étanchéité cryogénique idéal est doux à température ambiante, résistant à basse température, avec un faible coefficient de dilatation linéaire et une certaine résistance mécanique. Le joint de bride médian de la vanne cryogénique est constitué d'un anneau en acier inoxydable et de graphite flexible. Aux basses températures, le joint d'étanchéité est plus petit que la réduction qui peut provoquer la fuite du fluide.

Attaches

Les fixations en acier inoxydable austénitique doivent être sélectionnées pour garantir la ténacité aux chocs à basse température dans les conditions de travail du GNL. Il est nécessaire de passer par écrouissage et bisulfure de molybdène sur la partie du fil à cause de la faible limite élastique de l'acier inoxydable austénitique.

Des goujons entièrement filetés sont souvent utilisés pour les attaches de soupape. Afin d'améliorer les propriétés mécaniques, le traitement thermique en solution de matière première (Class1), le recuit de traitement thermique en solution finale (Class1A), le recuit de traitement thermique en solution finale et le durcissement en traction (Class2) peuvent être effectués pour les fixations en acier inoxydable austénitique. Les fixations en acier inoxydable austénitique de 304, 321, 347 et 316 en dessous de 1 / 2in (12.5mm) doivent être utilisées à des températures supérieures à -200 ℃. Si un traitement thermique en solution ou un écrouissage a été effectué, l'essai de choc à basse température n'est pas requis, sinon il doit être effectué.

Les fixations sont sujettes à la rupture par fatigue sous charge alternée. Des clés dynamométriques doivent être utilisées en fonctionnement réel pour assurer une force uniforme sur chaque boulon et éviter les fuites causées par une force excessive sur un seul boulon.