Analisis penyegelan katup kriogenik LNG

Katup kriogenik terutama terkonsentrasi di bagian cair dan bagian penyimpanan LNG untuk pabrik pencairan gas alam. Berdasarkan statistik kasar, terdapat sekitar 2.000 katup kriogenik yang tersedia di stasiun penerima LNG (stasiun besar dengan kapasitas penerimaan lebih dari 2 juta ton/tahun), yang mencakup lebih dari 90% dari seluruh katup. Diantaranya terdapat sekitar 700 katup berukuran kecil, sedangkan sisanya merupakan katup bertekanan tinggi dan berdiameter besar.

LNG memiliki berat molekul kecil, viskositas rendah, permeabilitas kuat, mudah bocor, mudah terbakar dan meledak sehingga memerlukan penyegelan katup yang tinggi, serta listrik statis, pencegahan kebakaran dan perlindungan ledakan. Segel memainkan peran penting dalam menjaga katup tetap beroperasi, hari ini kami menganalisis persyaratan penyegelan katup kriogenik dalam sistem LNG.

Segel Batang

Segel batang untuk katup kriogenik biasanya dikemas. Pengisi yang umum adalah PTFE, tali asbes PTFE yang diresapi, dan grafit fleksibel. Untuk memastikan kinerja segel kriogeniknya, kombinasi kemasan ganda segel lunak dan segel keras sering digunakan, kemasan ganda dengan cincin isolasi menengah (campuran tahan suhu rendah dan suhu tinggi) dan perangkat beban elastis tambahan. Perangkat beban elastis seperti paking pegas cakram, sehingga pengepakan dalam gaya pra-pengetatan suhu rendah dapat terus dikompensasi, untuk memastikan kinerja penyegelan pengepakan untuk waktu yang lama.

Kebocoran katup dibagi menjadi kebocoran internal dan kebocoran eksternal. Kebocoran eksternal lebih berbahaya karena sifat LNG yang mudah terbakar dan meledak. Kebocoran segel batang merupakan sumber kebocoran eksternal yang potensial. Segel batang katup kriogenik dapat berupa struktur segel bellow logam, yang dapat bekerja pada suhu tinggi dan kondisi suhu rendah. Dibandingkan dengan segel mekanis, segel bellow memiliki keunggulan nol kebocoran, tidak ada kontak, tidak ada gesekan, tidak ada keausan dan sebagainya, yang secara efektif dapat mengurangi kebocoran sedang pada batang katup dan meningkatkan keandalan dan keamanan katup kriogenik.

Segel Flensa

Bahan paking segel kriogenik yang ideal adalah lembut pada suhu kamar, tangguh pada suhu rendah, dengan koefisien ekspansi linier kecil dan kekuatan mekanik tertentu. Gasket flensa tengah katup kriogenik terbuat dari cincin baja tahan karat dan grafit fleksibel. Pada temperatur rendah, seal gasket lebih kecil dari reduksi yang dapat menyebabkan kebocoran media.

Pengencang

Pengencang baja tahan karat austenitik harus dipilih untuk memastikan ketangguhan benturan suhu rendah dalam kondisi kerja LNG. Perlu dilakukan pengerasan regangan dan molibdenum disulfida pada bagian benang karena kekuatan luluh baja tahan karat austenitik yang rendah.

Kancing berulir penuh sering digunakan untuk pengencang katup. Untuk meningkatkan sifat mekanik, perlakuan panas larutan bahan mentah (Kelas 1), anil perlakuan panas larutan akhir (Kelas 1A), anil perlakuan panas larutan akhir, dan pengerasan tarik (Kelas 2) dapat dilakukan untuk pengencang baja tahan karat austenitik. Pengencang baja tahan karat austenitik 304, 321, 347 dan 316 di bawah 1/2 inci (12,5 mm) harus digunakan pada suhu di atas -200℃. Jika perlakuan panas larutan atau pengerasan regangan telah dilakukan, uji impak suhu rendah tidak diperlukan, jika tidak maka harus dilakukan.

Pengencang rentan terhadap kegagalan kelelahan pada beban bolak-balik. Kunci torsi harus digunakan dalam pengoperasian sebenarnya untuk memastikan gaya yang seragam pada setiap baut dan menghindari kebocoran yang disebabkan oleh gaya berlebihan pada satu baut.