A análise de vedação da válvula criogênica de GNL

As válvulas criogênicas estão concentradas principalmente em peças liquefeitas e peças de armazenamento de GNL para plantas de liquefação de gás natural. Numa estatística aproximada, existem cerca de 2.000 válvulas criogénicas disponíveis em estações de recepção de GNL (grandes estações com capacidade de recepção de mais de 2 milhões de toneladas/ano), representando mais de 90% de todas as válvulas. Entre elas, existem cerca de 700 válvulas de pequeno porte, enquanto as demais são válvulas de alta pressão e grande diâmetro.

O GNL possui pequeno peso molecular, baixa viscosidade, forte permeabilidade, fácil vazamento, inflamável e explosivo que requer alta vedação da válvula, além de eletricidade estática, prevenção de incêndio e proteção contra explosão. As vedações desempenham um papel central na manutenção das válvulas em funcionamento, hoje analisamos os requisitos de vedação de válvulas criogênicas no sistema de GNL.

Selo da haste

A vedação da haste para válvulas criogênicas geralmente é uma gaxeta. Os enchimentos comuns são PTFE, corda de amianto impregnada de PTFE e grafite flexível. Para garantir seu desempenho de vedação criogênica, uma combinação de gaxeta dupla de vedação macia e vedação dura é frequentemente usada, uma gaxeta dupla com anel de isolamento intermediário (mistura resistente a baixas e altas temperaturas) e o dispositivo de carga elástica adicional. Dispositivo de carga elástica, como junta de mola de disco, para que a gaxeta na força de pré-aperto de baixa temperatura possa ser continuamente compensada, para garantir o desempenho de vedação da gaxeta por um longo tempo.

O vazamento da válvula é dividido em vazamento interno e vazamento externo. O vazamento externo é mais perigoso devido à natureza inflamável e explosiva do GNL. O vazamento na vedação da haste é uma importante fonte potencial de vazamento externo. A vedação criogênica da haste da válvula pode ser uma estrutura de vedação de fole metálico, que pode funcionar em altas e baixas temperaturas. Comparado com os selos mecânicos, o selo de fole tem as vantagens de vazamento zero, nenhum contato, nenhum atrito, nenhum desgaste e assim por diante, o que pode efetivamente reduzir o vazamento médio na haste da válvula e melhorar a confiabilidade e segurança das válvulas criogênicas.

Vedação de flange

O material ideal da junta de vedação criogênica é macio à temperatura ambiente, resiliente a baixas temperaturas, com pequeno coeficiente de expansão linear e certa resistência mecânica. A junta do flange intermediário da válvula criogênica é feita de anel de aço inoxidável e grafite flexível. Em baixas temperaturas, a vedação da gaxeta é menor que a redução, o que pode causar vazamento do meio.

Fixadores

Os fixadores de aço inoxidável austenítico devem ser selecionados para garantir a resistência ao impacto em baixas temperaturas sob condições de trabalho com GNL. É necessário passar por endurecimento por deformação e dissulfeto de molibdênio na parte da rosca devido ao baixo limite de escoamento do aço inoxidável austenítico.

Os pinos totalmente rosqueados são frequentemente usados para fixadores de válvulas. A fim de melhorar as propriedades mecânicas, tratamento térmico de solução de matéria-prima (Classe 1), recozimento de tratamento térmico de solução final (Classe 1A), recozimento de tratamento térmico de solução final e endurecimento por tração (Classe 2) podem ser realizados para fixadores de aço inoxidável austenítico. Fixadores de aço inoxidável austenítico de 304, 321, 347 e 316 abaixo de 1/2 pol. (12,5 mm) devem ser usados em temperaturas acima de -200 ℃. Se o tratamento térmico por solução ou o endurecimento por deformação tiver sido realizado, o teste de impacto em baixa temperatura não será necessário, caso contrário, deverá ser realizado.

Os fixadores são propensos a falhas por fadiga sob carga alternada. Chaves dinamométricas devem ser usadas na operação real para garantir força uniforme em cada parafuso e evitar vazamentos causados por força excessiva em um único parafuso.