De afdichtingsanalyse van een cryogene LNG-klep

Cryogene kleppen zijn voornamelijk geconcentreerd in onderdelen voor vloeibaar maken en LNG-opslag voor installaties voor het vloeibaar maken van aardgas. Uit een ruwe statistiek blijkt dat er ongeveer 2.000 cryogene kleppen beschikbaar zijn in LNG-ontvangststations (grote stations met een ontvangstcapaciteit van meer dan 2 miljoen ton/jaar), goed voor meer dan 90% van alle kleppen. Onder hen zijn er ongeveer 700 kleine kleppen, terwijl de rest hogedrukkleppen en kleppen met grote diameter zijn.

LNG heeft een klein molecuulgewicht, lage viscositeit, sterke permeabiliteit, gemakkelijk te lekken, ontvlambaar en explosief, wat een hoge afdichting van de klep vereist, evenals statische elektriciteit, brandpreventie en explosiebescherming. De afdichtingen spelen een centrale rol bij het operationeel houden van kleppen. Vandaag analyseren we de afdichtingsvereisten van cryogene kleppen in LNG-systeem.

Stamafdichting

De spindelafdichting voor cryogene kleppen is meestal pakking. Veel voorkomende vulstoffen zijn PTFE, geïmpregneerd PTFE-asbesttouw en flexibel grafiet. Om de cryogene afdichtingsprestaties te garanderen, wordt vaak een combinatie van dubbele pakking met zachte en harde afdichting gebruikt, een dubbele pakking met tussenliggende isolatiering (mengsel dat bestand is tegen lage en hoge temperaturen) en het extra elastische belastingsapparaat. Elastisch belastingsapparaat zoals schijfveerpakking, zodat de pakking bij de voorspankracht bij lage temperatuur continu kan worden gecompenseerd, om de afdichtingsprestaties van de pakking langdurig te garanderen.

Kleplekkage is onderverdeeld in interne lekkage en externe lekkage. De externe lekkage is gevaarlijker vanwege de brandbare en explosieve aard van LNG. Lekkage van de spindelafdichting is een belangrijke potentiële bron van externe lekkage. Cryogene klepsteelafdichting kan een metalen balgafdichtingsstructuur hebben, die kan werken bij hoge temperaturen en lage temperaturen. Vergeleken met mechanische afdichtingen heeft de balgafdichting de voordelen van nul lekkage, geen contact, geen wrijving, geen slijtage enzovoort, wat de mediumlekkage aan de klepsteel effectief kan verminderen en de betrouwbaarheid en veiligheid van cryogene kleppen kan verbeteren.

Flensafdichting

Het ideale cryogene afdichtingspakkingmateriaal is zacht bij kamertemperatuur, veerkrachtig bij lage temperaturen, met een kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt en een bepaalde mechanische sterkte. De middelste flenspakking van de cryogene klep is gemaakt van een roestvrijstalen ring en flexibel grafiet. Bij lage temperaturen is de pakkingafdichting kleiner dan de reductie die lekkage van het medium kan veroorzaken.

Bevestigingsmiddelen

Austenitische roestvrijstalen bevestigingsmiddelen moeten worden geselecteerd om de slagvastheid bij lage temperaturen onder LNG-werkomstandigheden te garanderen. Het is noodzakelijk om spanningsharding en molybdeendisulfide aan het deel van de draad te ondergaan vanwege de lage vloeigrens van austenitisch roestvast staal.

Voor klepbevestigingen worden vaak draadeinden met volledige schroefdraad gebruikt. Om de mechanische eigenschappen te verbeteren, kunnen een warmtebehandeling van de grondstofoplossing (Klasse 1), een warmtebehandeling van de eindoplossing (Klasse 1A), een warmtebehandeling van een eindoplossing en een trekharding (Klasse 2) worden uitgevoerd voor austenitische roestvrijstalen bevestigingsmiddelen. Austenitische roestvrijstalen bevestigingsmiddelen van 304, 321, 347 en 316 onder 1/2 inch (12,5 mm) moeten worden gebruikt bij temperaturen boven -200 ℃. Als een oplossingswarmtebehandeling of spanningsharding is uitgevoerd, is de impacttest bij lage temperatuur niet vereist; anders moet deze worden uitgevoerd.

Bevestigingsmiddelen zijn gevoelig voor vermoeidheidsbreuken onder wisselende belasting. Bij feitelijk gebruik moeten momentsleutels worden gebruikt om een uniforme kracht op elke bout te garanderen en lekkage veroorzaakt door overmatige kracht op een enkele bout te voorkomen.