Características de la válvula de globo criogénica de acero forjado y selección de estructura.

La válvula de globo criogénica de acero forjado es adecuada para el sistema de gestión de equipos de transporte y almacenamiento de líquidos criogénicos. Tiene las características de interruptor flexible y sellado confiable. También se puede utilizar para sistemas de gestión de otros medios criogénicos y de baja temperatura. La válvula de cierre de temperatura normal significa que la temperatura de trabajo del medio está entre -40 y +500 grados, y el material del cuerpo de la válvula también es diferente. La válvula de cierre de baja temperatura se refiere principalmente a la válvula de cierre en el sistema de medio líquido de baja temperatura con una temperatura media de -196~-150 grados.

Las válvulas de globo criogénicas de acero forjado, especialmente las válvulas de temperatura ultrabaja, tienen temperaturas de funcionamiento extremadamente bajas. Al diseñar este tipo de válvula, además de seguir los principios generales de diseño de válvulas, también existen algunas innovaciones especiales.

1. Diseño de válvula criogénica.

Según las condiciones de uso, el diseño de válvulas criogénicas tiene los siguientes requisitos:

1) La válvula debe tener la capacidad de funcionar durante mucho tiempo en el medio de baja temperatura y en la temperatura ambiente.

2) La válvula no debe convertirse en una fuente de calor importante para el sistema criogénico. Esto se debe a que la entrada de calor no solo reduce la eficiencia térmica, sino que si la entrada es excesiva, el fluido interno se evaporará rápidamente, provocando un aumento anormal de la presión y provocando peligro.

3) El medio de baja temperatura no debe tener un efecto perjudicial en el funcionamiento del volante ni en el rendimiento de sellado de la empaquetadura.

4) El conjunto de válvula que esté directamente en contacto con el medio criogénico debe tener una estructura a prueba de explosiones e incendios.

5) Los conjuntos de válvulas que funcionan a bajas temperaturas no se pueden lubricar, por lo que es necesario tomar medidas estructurales para evitar que las piezas de fricción se rayen.

2. Selección de materiales de la estructura de la válvula criogénica.

1. El material principal de la válvula criogénica.

(1) Factores a considerar en la selección del material principal A partir de la consideración de la metalografía, además del acero austenítico, cobre, aluminio, etc. Con una red cúbica centrada en las caras, el acero general tendrá baja temperatura a baja temperatura. Fragilidad, reduciendo así la resistencia y la vida útil de la válvula.

A la hora de elegir el material principal, primero elija el material adecuado para trabajar a baja temperatura. El aluminio no exhibirá fragilidad a bajas temperaturas, pero debido a que la dureza del aluminio y las aleaciones de aluminio no es alta, la superficie de sellado de aluminio tiene poca resistencia al desgaste y al rayado, por lo que existen ciertas restricciones sobre su uso en válvulas de baja temperatura. . Opcional para válvulas de pequeño diámetro.

Los materiales que trabajan a bajas temperaturas deben garantizar su rendimiento a bajas temperaturas, principalmente para asegurar su resistencia al impacto en frío. Las partes internas de la válvula deben seleccionarse correctamente para que tenga suficiente resistencia al choque en frío para evitar fracturas. El acero de aleación C y Cr pierde su resistencia al impacto rápidamente cuando es inferior a -20 ℃, por lo que la temperatura de servicio se limita a -30 ℃ y -50 ℃ respectivamente. El acero al níquel con un 3,5 % de Ni se puede utilizar hasta -100 °C y el acero al níquel con un 9 % de Ni se puede utilizar hasta -192 °C. Para temperaturas más bajas (-273°C) se pueden utilizar acero inoxidable austenítico, níquel, Monel, Hastelloy, titanio, aleaciones de aluminio y bronce.

1) La temperatura mínima de funcionamiento de la válvula;

2) Propiedades mecánicas requeridas por los materiales metálicos para mantener las condiciones de trabajo a bajas temperaturas, especialmente tenacidad al impacto, alargamiento relativo y estabilidad estructural;

3) En el caso de baja temperatura y sin lubricación con aceite, tiene buena resistencia a la fricción;

4) Tiene buena resistencia a la corrosión;

5) Cuando se utiliza una conexión para soldar, también se debe considerar el rendimiento de soldadura del material.

(2) Selección de materiales para el cuerpo de la válvula, la tapa de la válvula, el asiento de la válvula y el disco de la válvula (compuerta)

El principio de selección de los materiales de estas piezas principales es aproximadamente: se debe utilizar acero ferrítico cuando la temperatura sea superior a -100 ℃; se debe utilizar acero austenítico cuando la temperatura sea inferior a -100 ℃; Se pueden utilizar cobre y aluminio para válvulas de baja presión y diámetro pequeño. Y otros materiales.

Al diseñar, seleccione los materiales apropiados de acuerdo con la temperatura de funcionamiento más baja.

(3) Material del vástago de la válvula y sujetadores

1. Cuando la temperatura es superior a -100 ℃, el material del vástago y del perno de la válvula debe ser Ni, Cr-Mo y otras aleaciones de acero, después de un tratamiento térmico adecuado, para mejorar la resistencia a la tracción y evitar que la rosca se muerda. Cuando la temperatura es inferior a -100 ℃, está hecho de acero inoxidable austenítico resistente a los ácidos. Sin embargo, el acero 18-8 resistente a los ácidos tiene una dureza baja, lo que hará que el vástago de la válvula y la empaquetadura se rayen entre sí, lo que provocará fugas en la empaquetadura. Por lo tanto, la superficie del vástago de la válvula debe revestirse con cromo duro (el espesor del recubrimiento es de 0,04 a 0,06 mm), o nitrurarse y revestirse con níquel-fósforo para mejorar la dureza de la superficie. Para evitar que la tuerca y el perno se atasquen, la tuerca generalmente está hecha de acero Mo o acero Ni y la superficie de la rosca está recubierta con disulfuro de molibdeno.

2. Selección de juntas de válvulas criogénicas y materiales de empaque: a medida que la temperatura disminuye, el plástico fluorado se contrae mucho, lo que reducirá el rendimiento del sellado y provocará fugas fácilmente. El relleno de amianto no puede evitar las fugas de permeabilidad. El caucho tiene propiedades de hinchamiento del gas natural licuado y no se puede utilizar a bajas temperaturas. En el diseño de válvulas criogénicas, por un lado, el diseño estructural garantiza que la empaquetadura esté cerca de la temperatura ambiente. Por ejemplo, se utiliza una estructura de tapa de válvula de cuello largo para separar la caja de empaque.