LNG極低温バルブのシール解析

極低温バルブは主に天然ガス液化プラントの液化部とLNG貯蔵部に集中しています。大まかな統計では、LNG受入ステーション（受入能力が200万トン/年以上の大規模ステーション）で使用可能な極低温バルブは約2,000個あり、バルブ全体の90%以上を占めています。そのうち、小型バルブは約700個で、残りは高圧大口径バルブです。

LNGは分子量が小さく、粘度が低く、浸透性が強く、漏れやすく、可燃性、爆発性があるため、バルブの密閉性が高く、静電気防止、防火、爆発防止が必要です。シールはバルブの稼働を維持する上で中心的な役割を果たします。今日は、LNGの密閉要件を分析します。 極低温バルブ LNGシステムにおいて。

ステムシール

極低温バルブのステムシールは、通常、パッキンです。一般的な充填材は、PTFE、含浸PTFEアスベストロープ、フレキシブルグラファイトです。極低温シール性能を確保するために、ソフトシールとハードシールの二重パッキンの組み合わせがよく使用され、中間隔離リング（低温と高温に耐える混合物）を備えた二重パッキンと追加の弾性荷重装置があります。ディスクスプリングガスケットなどの弾性荷重装置は、パッキンの低温時の事前締め付け力を継続的に補償し、パッキンのシール性能を長期間確保します。

バルブの漏れは、内部漏れと外部漏れに分けられます。LNG は可燃性および爆発性があるため、外部漏れの方が危険です。ステム シールの漏れは、外部漏れの主な潜在的な原因です。極低温バルブ ステム シールは、高温および低温条件で機能できる金属ベローズ シール構造にすることができます。メカニカル シールと比較して、ベローズ シールは漏れゼロ、接触なし、摩擦なし、摩耗なしなどの利点があり、バルブ ステムでの媒体漏れを効果的に削減し、極低温バルブの信頼性と安全性を向上させることができます。

フランジシール

理想的な極低温シールガスケット材料は、室温で柔らかく、低温で弾力性があり、線膨張係数が小さく、一定の機械的強度を備えています。極低温バルブの中間フランジガスケットは、ステンレス鋼リングと柔軟なグラファイトで作られています。低温では、ガスケットシールが縮小し、媒体の漏れを引き起こす可能性があります。

ファスナー

LNG 作業条件下での低温衝撃靭性を確保するには、オーステナイト系ステンレス鋼ファスナーを選択する必要があります。オーステナイト系ステンレス鋼の降伏強度が低いため、ねじ山部分にひずみ硬化処理と二硫化モリブデン処理を施す必要があります。

バルブファスナーには、完全にねじ山が切られたスタッドがよく使用されます。機械的特性を向上させるために、オーステナイト系ステンレス鋼ファスナーには、原料の溶体化処理 (Class1)、最終溶体化処理焼鈍 (Class1A)、最終溶体化処理焼鈍および引張硬化 (Class2) を行うことができます。1/2 インチ (12.5 mm) 未満の 304、321、347、および 316 のオーステナイト系ステンレス鋼ファスナーは、-200℃ を超える温度で使用する必要があります。溶体化処理またはひずみ硬化が行われている場合は、低温衝撃試験は必要ありませんが、行われない場合は実施する必要があります。

ファスナーは、交互荷重を受けると疲労破損を起こしやすくなります。実際の操作では、各ボルトに均一な力がかかるようにし、1 つのボルトに過度の力が加わることによる漏れを防ぐために、トルクレンチを使用する必要があります。