Ler para os engenheiros: Projeto de baixa temperatura das válvulas de esfera de trunnion/válvulas de portão (BS 6364) e análise de limitações de válvulas de borboleta

No campo da engenharia de baixa temperatura, a seleção de válvulas é de importância crucial, no que se refere diretamente à segurança e eficiência do sistema. O padrão BS 6364 fornece especificações claras para o projeto, fabricação e teste de válvulas de baixa temperatura. Este artigo se concentrará em explorar os recursos de design de baixa temperatura das válvulas de esfera do Trunnion e das válvulas de portão sob o padrão BS 6364 e comparar as limitações das válvulas de borboleta em aplicações de baixa temperatura, para ajudar os engenheiros a fazer escolhas mais sábias em projetos.

I. Visão geral do padrão BS 6364

O BS 6364 é uma especificação para válvulas de baixa temperatura emitidas pela British Standards Institution (BSI), aplicáveis ​​às válvulas dentro da faixa de temperatura de -50 ° C a -196 ° C. Este padrão cobre tipos como válvulas de porta, válvulas globais, válvulas de esferas e válvulas de borboleta e estipula os requisitos para projeto de válvulas, seleção de material, fabricação, teste e marcação. O objetivo principal da BS 6364 é garantir a confiabilidade e a segurança de válvulas de baixa temperatura em condições extremas, especialmente no transporte e armazenamento de meios de baixa temperatura, como gás natural liquefeito (GNL) e oxigênio líquido (LO2).

Ii. Recursos de design de baixa temperatura das válvulas de bola de trunnion

(1) Projeto estrutural
Uma válvula de esfera do TRUNNION é uma válvula de esfera especialmente projetada com uma estrutura de munhão em seu corpo da válvula, que facilita a instalação e a manutenção. Em um ambiente de baixa temperatura, o projeto da válvula de esfera do Trunnion precisa atender aos requisitos estritos da BS 6364. Por exemplo, a válvula deve estar equipada com uma tampa de válvula alongada ou glândula de embalagem para garantir que a temperatura da embalagem da haste da válvula permaneça dentro da faixa permitida do material. Esse design pode efetivamente reduzir a transferência de calor e impedir que o empacotamento falhe em baixas temperaturas.

(2) Seleção de material
em um ambiente de baixa temperatura, o desempenho dos materiais mudará significativamente. As válvulas de bola de trunnion geralmente adotam materiais resistentes a baixa temperatura, como o aço inoxidável austenítico, que ainda podem manter uma boa tenacidade e força a baixas temperaturas. Além disso, os materiais para o assento da válvula e a superfície de vedação também são tratados especialmente para garantir um bom desempenho de vedação a baixas temperaturas.

(3) Requisitos de teste
De acordo com a BS 6364, as válvulas de bola de trunnion precisam passar por uma série de testes de baixa temperatura, incluindo testes de concha, testes de vedação e testes de desempenho operacionais. Esses testes visam verificar o desempenho de vedação e a flexibilidade operacional das válvulas em condições de baixa temperatura. Por exemplo, em um ambiente de nitrogênio líquido a -196 ° C, a válvula precisa passar por vários testes de operação on -off para garantir que não fique preso sob temperaturas extremamente baixas.

Iii. Recursos de design de baixa temperatura das válvulas de porta

(1)
As válvulas de porta de projeto estrutural também precisam seguir os requisitos de projeto da BS 6364 em aplicações de baixa temperatura. Suas tampas de válvula geralmente adotam um projeto alongado para impedir que o calor seja transferido da haste da válvula para a embalagem. Além disso, o design da válvula da porta também precisa considerar a direção do fluxo do meio e o ângulo operacional para garantir uma operação suave em um ambiente de baixa temperatura.

(2) Seleção de material
A seleção de material para válvulas de porta de baixa temperatura é igualmente crucial. Os principais componentes, como corpo da válvula, tampa da válvula e haste da válvula, geralmente adotam o aço resistente à temperatura, como aço carbono de baixa temperatura ou aço inoxidável. Esses materiais têm boas propriedades mecânicas e resistência à fragilidade em baixas temperaturas e podem suportar as mudanças de pressão e temperatura dos meios de baixa temperatura.

(3) Requisitos de teste
Os requisitos de teste da BS 6364 para válvulas de gate de baixa temperatura são semelhantes às das válvulas de bola de trunnion, incluindo testes de vedação de baixa temperatura e testes de desempenho operacionais. Esses testes garantem que as válvulas de portão possam ser fechadas e abertas de maneira confiável em um ambiente de baixa temperatura, impedindo o vazamento médio.

4. Limitações de válvulas de borboleta em aplicações de baixa temperatura

(1) Desempenho de vedação
O desempenho de vedação das válvulas de borboleta é relativamente fraco em um ambiente de baixa temperatura. Como a vedação das válvulas de borboleta depende principalmente do contato entre o disco e o assento da válvula, as baixas temperaturas podem fazer com que o material de vedação se torne quebradiço, reduzindo assim o efeito de vedação. Além disso, a estrutura das válvulas de borboleta é relativamente compacta e é difícil projetar tampas de válvulas alongadas ou glândulas de embalagem como válvulas de esferas ou válvulas de porta, o que limita sua capacidade de isolamento térmico a baixas temperaturas.

(2) Flexibilidade operacional
A flexibilidade operacional das válvulas de borboleta também pode ser afetada em um ambiente de baixa temperatura. O disco da válvula borboleta precisa girar dentro do corpo da válvula. As baixas temperaturas podem fazer com que o lubrificante falhe ou o meio congelasse, aumentando assim a resistência operacional. Em comparação, os projetos de válvulas de bola e portão permitem uma operação mais fácil em baixas temperaturas.

(3) alcance aplicáveis
As válvulas de borboleta de ​​geralmente são adequadas para sistemas de média e baixa pressão, e sua aplicabilidade em ambientes de baixa temperatura e alta pressão é limitada. As válvulas de esferas e as válvulas de porta, devido ao seu projeto estrutural e seleção de materiais, são mais adequadas para uso em ambientes de alta pressão e baixa temperatura.

V. Análise comparativa

A tabela a seguir compara as principais características das válvulas de esfera do Trunnion, válvulas de portão e válvulas de borboleta em aplicações de baixa temperatura:

Vi. CONCLUSÃO

Na engenharia de baixa temperatura, a seleção de válvulas apropriadas é de importância crucial. Quando projetados de acordo com o padrão BS 6364, as válvulas de bola de trunnion e as válvulas de portão podem fornecer excelente desempenho de vedação e flexibilidade operacional e são adequadas para ambientes de alta pressão e baixa temperatura. Em comparação, as válvulas borboleta têm certas limitações em aplicações de baixa temperatura, especialmente em termos de desempenho de vedação e flexibilidade operacional. Ao selecionar válvulas, os engenheiros devem considerar de maneira abrangente os recursos de design, a seleção de materiais e os requisitos de teste das válvulas de acordo com cenários e requisitos de aplicação específicos para garantir a segurança e a confiabilidade do sistema.