Types communs et caractéristiques des vannes à billes cryogéniques au gaz naturel liquéfié
Les vannes à billes cryogéniques de GNL peuvent être divisées en plusieurs types communs: vannes à billes flottantes, vannes à billes fixes et vannes à billes de piste. Valve à billes flottante: la balle n'est pas connectée fixe à la tige de soupape, mais peut automatiquement positionner et serrer fermement contre le siège de soupape sous l'action de la pression moyenne. Cette caractéristique rend les vannes à billes flottantes particulièrement bonnes dans les environnements à basse pression, et en raison de leurs caractéristiques flottantes, ce type de soupape à billes peut rencontrer des problèmes de stabilité de positionnement dans des environnements à haute pression. Valve à billes fixe: la balle est fixement connectée au corps de soupape à travers la tige de soupape. La rigidité de cette structure permet aux vannes à billes fixes de montrer d'excellentes performances dans des environnements à haute pression et à haute température. Étant donné que la balle est fixée en position, elle ne se déplacera pas en raison de changements de pression moyenne, mais en conséquence, cela sacrifie également une partie de la capacité adaptative, de sorte que l'effet d'étanchéité des vannes à billes fixes dans des environnements à basse pression peut ne pas être aussi bon que celui des vannes à billes flottantes.
Valve à billes de piste: il combine intelligemment les avantages des types flottants et fixes. Sa conception permet à la balle de se déplacer dans une certaine piste, ce qui peut non seulement assurer la stabilité sous haute pression, mais également optimiser l'effet d'étanchéité à travers le mouvement adaptatif de la balle dans des environnements à basse pression.
Le type de soupape de billes cryogénique de GNL n'est pas fixe, mais doit être ajusté de manière flexible en fonction des applications et des besoins spécifiques. Qu'il s'agisse d'une vanne à billes flottante, fixe ou piste, chaque type a ses propres avantages et limitations uniques. Dans les applications pratiques, divers facteurs doivent être entièrement pris en compte, notamment la pression de travail, la plage de température, les caractéristiques moyennes et la fréquence de fonctionnement, pour sélectionner le type de soupape de bille le plus approprié pour assurer l'innocuité et le fonctionnement efficace du système.
Les vannes à billes cryogéniques de GNL fonctionnent dans un environnement inférieur à -160, et les matériaux conventionnels peuvent être fragiles ou cassés, affectant les performances d'étanchéité. L'effet d'expansion thermique et de contraction dans un environnement à basse température affectera également la précision de correspondance entre les différents composants de la soupape de bille. Afin d'assurer la fiabilité, des matériaux et des processus spéciaux doivent être utilisés, tels que des matériaux métalliques spéciaux et des matériaux d'étanchéité avec une excellente résistance à basse température; La conception structurelle doit tenir compte de l'influence de la basse température pour assurer les performances d'étanchéité et de fonctionnement.
Scelection et caractéristiques des matériaux d'étanchéité
Matériau métallique Aide inoxydable austénitique: Il a une excellente ténacité à basse température et une stabilité structurelle. Il peut maintenir une bonne ductilité et une bonne résistance dans des conditions de température ultra-bas, mais un inconvénient significatif est que son coefficient de dilatation thermique est très différent dans des environnements à haute et basse température. Cette différence peut provoquer le déformation ou la fissuration du matériau lorsque la température fluctue, affectant ainsi l'effet d'étanchéité de la valve.
Acier inoxydable ferritique: il est connu pour sa haute résistance et sa dureté, et présente des avantages à résister à la haute pression et à l'usure. Cependant, la ténacité à basse température de l'acier inoxydable ferritique est relativement médiocre, et elle est sujette à une fracture fragile dans des conditions de température ultra-bas. Cet inconvénient limite son utilisation dans certains scénarios d'application qui nécessitent des matériaux d'étanchéité à haute queue.
D'autres matériaux métalliques: tels que les alliages à base de nickel, les alliages de titane, etc. sont également considérés comme des matériaux d'étanchéité pour les vannes à billes de température ultra-bas en GNL. Ces matériaux ont une excellente résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques dans des environnements de température ultra-bas, mais leur coût relativement élevé limite leur application.
Matériaux non métalliques
Parmi les matériaux d'étanchéité des vannes à billes cryogéniques de GNL, les matériaux non métalliques ont une place en raison de leurs propriétés uniques. Y compris le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le caoutchouc, le polytrifluorochloroéthylène, etc., différents matériaux ont des caractéristiques différentes et une portée d'application. Polytetrafluoroéthylène (PTFE): Avec son excellente stabilité chimique et résistance à la corrosion, il peut toujours maintenir de bonnes performances d'étanchéité dans un environnement de température ultra-bas. Cependant, ce matériau a tendance à devenir dur et cassant dans des conditions à basse température, perdant ainsi ses performances de rebond de compression d'origine, ce qui peut provoquer une défaillance d'étanchéité. Rubber: Il a attiré l'attention en raison de sa bonne élasticité et de ses performances d'étanchéité. Cependant, le caoutchouc a tendance à perdre son élasticité dans des environnements à basse température et à se transformer en un état vitreux, perdant ainsi sa fonction d'étanchéité. Par conséquent, lors du choix du caoutchouc comme matériau d'étanchéité, la priorité doit être donnée aux variétés de caoutchouc avec une température de transition de verre plus faible.
Matériaux composites
En combinant les caractéristiques du métal et du non-métal, les matériaux à haute composite ont montré des avantages et un potentiel uniques dans l'application de l'étanchéité de la valve à billes à température ultra-bas à gaz naturel liquéfié.
MATÉRIAUX COMPOSITÉS MÉTAL-CERAMIQUES: composés de deux matériaux complètement différents, de métal et de céramique, ils ont non seulement la résistance élevée et une excellente ductilité du métal, mais ont également la dureté élevée et une excellente résistance à l'usure de la céramique. Dans les environnements à température ultra-bas, ce matériau peut montrer de bonnes performances d'étanchéité et résister efficacement à la pression et à l'usure externes.
Matériaux composites à base de polymère: avec le polymère comme matrice, en ajoutant intelligemment du métal, des charges inorganiques et d'autres renforts, les performances globales du matériau sont améliorées. Les matériaux composites à base de polymère conservent non seulement la flexibilité et une excellente résistance à la corrosion des polymères, mais donnent également aux métaux la résistance, la rigidité et d'autres caractéristiques. Dans des conditions de température ultra-bas, il montre un excellent effet d'étanchéité et une excellente durabilité. Cependant, les matériaux composites à base de polymère peuvent faire face à des problèmes de fracture fragile et de vieillissement dans des environnements à basse température. Par conséquent, des efforts sont faits pour améliorer sa ténacité à basse température et prolonger sa durée de vie par la modification et l'ajout d'agents de durcissement.
