- Zgodnie z warunkami użytkowania, konstrukcja zaworu kriogenicznego ma następujące wymagania:
- Zawór powinien być w stanie długo pracować w mediach o niskiej temperaturze i temperaturze otoczenia. Ogólny okres użytkowania wynosi 10 lat lub 3000 do 5000 cykli.
- Zawór nie powinien być znaczącym źródłem ciepła w instalacji niskotemperaturowej. Dzieje się tak dlatego, że napływ ciepła nie tylko zmniejsza sprawność cieplną, ale także powoduje szybkie odparowanie płynu wewnętrznego w przypadku zbyt dużego napływu, co powoduje nieprawidłowy wzrost ciśnienia i stwarza zagrożenie.
- Media niskotemperaturowe nie powinny mieć szkodliwego wpływu na działanie pokrętła ręcznego i skuteczność uszczelnienia.
- Zespoły zaworów mające bezpośredni kontakt z mediami o niskiej temperaturze powinny posiadać konstrukcję przeciwwybuchową i ognioodporną.
- Zespołów zaworów pracujących w niskich temperaturach nie można smarować, dlatego należy podjąć środki konstrukcyjne, aby zapobiec zarysowaniu części ciernych.
- Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze głównego materiału korpusu zaworu kriogenicznego, obejmują następujące wymagania:
Minimalna temperatura pracy zaworu.
Materiały metalowe zachowują właściwości mechaniczne wymagane w warunkach pracy w niskich temperaturach, zwłaszcza udarność, wydłużenie względne i stabilność strukturalną.
Materiał ma wystarczającą udarność w niskich temperaturach.
Materiały mają różne właściwości termokurczliwe.
Ma dobrą odporność na zużycie w niskich temperaturach i warunkach smarowania bezolejowego.
Ma dobrą odporność na korozję.
W przypadku stosowania spawania należy również wziąć pod uwagę właściwości spawalnicze materiału.
Zasady doboru materiałów takich jak korpus, pokrywa zaworu, gniazdo zaworu i tarcza zaworu głównych elementów zaworu kriogenicznego są następujące: stal ferrytyczną stosuje się, gdy temperatura jest wyższa niż {{0}} stopnia; stal austenityczną stosuje się, gdy temperatura jest niższa niż -100 stopni, a zawory niskociśnieniowe i o małych średnicach mogą być wykonane z materiałów takich jak stal i aluminium. Dobór materiałów na trzpienie zaworów i łączniki: Gdy temperatura jest wyższa niż -100 stopnia, trzpienie zaworów i śruby są wykonane ze stali stopowej, takiej jak Ni, Cr-Mo itp., i poddawane odpowiedniej obróbce cieplnej w celu poprawy wytrzymałość na rozciąganie i zapobieganie zagryzaniu nici; Gdy temperatura spada poniżej -100 stopnia, wykonany jest z austenitycznej stali nierdzewnej, kwasoodpornej. Jednocześnie trzpień zaworu musi być chromowany na twardo (grubość powłoki 0,04 mm ~ 0,06 mm) lub azotowany w celu poprawy twardości powierzchni. Aby zapobiec zacieraniu się nakrętek i śrub, nakrętki są zwykle wykonane ze stali Mo lub Ni, a powierzchnia gwintu pokryta jest dwusiarczkiem molibdenu. Uszczelki do zaworów niskotemperaturowych muszą mieć niezawodne właściwości uszczelniające i regeneracyjne w normalnej temperaturze, niskiej temperaturze i przy zmianach temperatury. Ponieważ materiały uszczelek twardnieją i zmniejszają plastyczność w niskich temperaturach, należy wybierać takie materiały, które wykazują niewielkie zmiany w działaniu. Gdy temperatura robocza wynosi -200 stopni, a maksymalne ciśnienie robocze w niskiej temperaturze wynosi 3 MPa, stosuje się arkusz gumy azbestowej z białego azbestu o długich włóknach. Gdy temperatura robocza wynosi -200 stopni, a maksymalne ciśnienie robocze wynosi 5 MPa, stosuje się uszczelkę spiralnie zwijaną wykonaną z taśmy ze stali kwasoodpornej przełożonej azbestem lub uszczelkę zwijaną spiralnie z taśmy ze stali kwasoodpornej politetrafluoroetylenu. Uszczelki ranne wykonane z grafitu ekspandowanego i stali kwasoodpornej idealnie nadają się do zaworów niskotemperaturowych w temperaturze -200 stopnia. Przy wyborze szczeliwa do zaworów kriogenicznych należy wziąć pod uwagę właściwości szczeliwa w niskich temperaturach. Ogólnie rzecz biorąc, w zaworach kriogenicznych stosuje się impregnowane uszczelnienie typu V z politetrafluoroetylenu.
- Konstrukcja konstrukcyjna zaworów kriogenicznych ma następujące podstawowe wymagania:
- Należy używać korpusu zaworu, który jest w stanie w pełni wytrzymać rozszerzanie i kurczenie się spowodowane zmianami temperatury, a konstrukcja gniazda zaworu nie ulegnie deformacji w wyniku zmian temperatury.
- Zastosuj konstrukcję pokrywy zaworu z długą szyjką, która może chronić dławnicę. Głównym celem zastosowania tej konstrukcji jest zmniejszenie ciepła w urządzeniu przenoszącym i zapobieganie oszronieniu i zamarzaniu trzpienia zaworu i górnych części pokrywy zaworu w wyniku przechłodzenia dławnicy. Upewnij się, że temperatura dławnicy wynosi 0 powyżej stopnia
- Zastosuj dysk zaworu, który może utrzymać niezawodne uszczelnienie niezależnie od zmian temperatury. Na przykład zasuwy wykorzystują zasuwy elastyczne lub zasuwy otwarte; zawory odcinające wykorzystują płaskie gniazda zaworów, a zawory iglicowe wykorzystują tarcze zaworowe w kształcie grzybka.
- Zastosuj górną konstrukcję uszczelniającą. Od zaworów kriogenicznych wymaga się zazwyczaj konstrukcji uszczelniającej. Górna powierzchnia uszczelniająca jest zwykle pokrywana węglikiem kobaltu, chromu i wolframu, a następnie szlifowana po wykończeniu.
- Użyj struktury powierzchniowej z węglika kobaltowo-chromowo-wolframowego do powierzchni uszczelniającej gniazda zaworu i dysku zaworu (płyty zasuwy)
- Uwaga: Miękka struktura uszczelniająca ma duży współczynnik rozszerzalności i staje się krucha w niskich temperaturach, dlatego nadaje się tylko do zaworów kriogenicznych o temperaturach powyżej -70 stopnia, ale politrichloroetylen można stosować do zaworów kriogenicznych o temperaturach do 162 stopni . Zawory kriogeniczne mogą również przyjmować falistą strukturę uszczelniającą bez opakowania.
- Użyj otworów nadmiarowych, aby zapobiec nieprawidłowemu wzrostowi ciśnienia. Umiejscowienie otworu nadmiarowego ciśnienia zależy od konstrukcji zaworu, niektóre znajdują się na korpusie zaworu, inne na płycie zasuwy. Na zaworze można także zamontować rurę wylotową lub zamontować zawór bezpieczeństwa w celu odprowadzania nienormalnie wysokiego ciśnienia.