Designkrav for kryogene ventiler

• I henhold til bruksforholdene har utformingen av en kryogen ventil følgende krav:

1. Ventilen skal kunne fungere lenge i lavtemperaturmedier og omgivelsestemperatur. Den generelle levetiden er 10 år eller 3000 til 5000 sykluser.
2. Ventilen skal ikke bli en betydelig varmekilde i lavtemperatursystemet. Dette er fordi tilstrømningen av varme ikke bare reduserer den termiske effektiviteten, men får også den indre væsken til å fordampe raskt hvis det er for mye tilstrømning, noe som resulterer i unormal trykkøkning og forårsaker fare.
3. Lavtemperaturmedier skal ikke ha skadelige effekter på håndhjuldrift og pakningsforseglingsytelse.
4. Ventilsammenstillinger som er i direkte kontakt med lavtemperaturmedier bør ha eksplosjonssikre og brannsikre strukturer.
5. Ventilenheter som opererer ved lave temperaturer kan ikke smøres, så det må tas strukturelle tiltak for å forhindre at friksjonsdeler blir riper.

• Faktorene som bør vurderes når du velger hovedkroppsmaterialet til den kryogene ventilen inkluderer følgende krav:

Minimum driftstemperatur for ventilen.

Metallmaterialer opprettholder de mekaniske egenskapene som kreves for arbeidsforhold ved lave temperaturer, spesielt slagfasthet, relativ forlengelse og strukturell stabilitet.

Materialet har tilstrekkelig slagstyrke ved lav temperatur.

Materialer har forskjellige kaldkrympeegenskaper.

Den har god slitestyrke under lave temperaturer og oljefrie smøreforhold.

Har god korrosjonsbestandighet.

Ved bruk av sveising må sveiseytelsen til materialet også vurderes.

Valgprinsippene for materialer som hus, ventildeksel, ventilsete og ventilskive for hovedkomponentene til den kryogene ventilen er: ferritisk stål brukes når temperaturen er høyere enn {{0}} grad ; austenittisk stål brukes når temperaturen er lavere enn -100 grader, og lavtrykksventiler med liten diameter kan være laget av materialer som stål og aluminium. Valg av materialer for ventilstammer og festemidler: Når temperaturen er høyere enn -100 grad, er ventilstammene og boltene laget av legert stål som Ni, Cr-Mo, etc., og gjennomgår passende varmebehandling for å forbedre strekkstyrke og hindre trådbitt; Når temperaturen er under -100 grader, er den laget av austenittisk rustfritt syrefast stål. Samtidig må ventilstammen være hardforkrommet (pletteringstykkelse 0,04 mm~0,06 mm) eller nitrert for å forbedre overflatehardheten. For å forhindre at muttere og bolter setter seg, er muttere vanligvis laget av Mo-stål eller Ni-stål, og molybdendisulfid er belagt på gjengeoverflaten. Pakninger for lavtemperaturventiler må ha pålitelige tette- og gjenvinningsegenskaper ved normal temperatur, lav temperatur og temperaturendringer. Siden pakningsmaterialer vil herde og redusere plastisiteten ved lave temperaturer, bør pakningsmaterialer med små ytelsesendringer velges. Når driftstemperaturen er -200 grader og det maksimale driftstrykket ved lav temperatur er 3MPa, brukes asbestgummiplaten av langfiber hvit asbest. Når driftstemperaturen er -200 grader og maksimalt driftstrykk er 5MPa, brukes en spiralviklet pakning laget av syrefast ståltape som er klemt med asbest eller en spiralviklet pakning laget av polytetrafluoretylen syrefast ståltape. Sårede pakninger laget av ekspandert grafitt og syrefast stål er ideelle for lavtemperaturventiler ved -200 grader . Valget av pakning for kryogene ventiler bør ta hensyn til lavtemperaturegenskapene til pakningen. Vanligvis brukes impregnert polytetrafluoretylen V-type pakning i kryogene ventiler.

• Den strukturelle utformingen av kryogene ventiler har følgende grunnleggende krav:

1. Bruk et ventilhus som fullt ut tåler ekspansjon og sammentrekning forårsaket av temperaturendringer, og strukturen til ventilsetet vil ikke bli deformert på grunn av temperaturendringer.
2. Vedta en langhalset ventildekselstruktur som kan beskytte pakkboksen. Hovedformålet med å ta i bruk denne strukturen er å redusere varmen i overføringsanordningen og forhindre at ventilstammen og øvre deler av ventildekselet frosting og fryse på grunn av overkjøling av pakkboksen. Sørg for at temperaturen på pakkboksen er 0 over grader
3. Bruk en ventilskive som kan opprettholde pålitelig tetning uavhengig av temperaturendringer. For eksempel bruker portventiler elastiske porter eller åpne porter; stoppventiler bruker flate ventilseter og nåleventiler bruker pluggformede ventilskiver.
4. Vedta øvre tetningsstruktur. Kryogene ventiler kreves generelt for å ha en tettende struktur. Den øvre tetningsflaten er vanligvis dekket med kobolt-krom-wolframkarbid, og deretter slipt etter etterbehandling.
5. Bruk kobolt-krom-wolframkarbid overflatestruktur for ventilsetet og ventilskive (portplate) tetningsflate
6. Merk: Den myke forseglingsstrukturen har en stor ekspansjonskoeffisient og blir sprø ved lave temperaturer, så den er kun egnet for kryogene ventiler med temperaturer over -70 grader, men polytrikloretylen kan brukes til kryogene ventiler med temperaturer opp til 162 grader . Kryogene ventiler kan også ta i bruk en korrugert tetningsstruktur uten pakking.
7. Bruk trykkavlastningshull for å forhindre unormal trykkøkning. Plasseringen av trykkavlastningshullet avhenger av ventilstrukturen, noen er på ventilhuset, og noen er på portplaten. Et utløpsrør kan også settes på ventilen eller en sikkerhetsventil kan installeres for å slippe ut unormalt høyt trykk.