Предотвращение замораживания и захвата клапанов в криогенных хранилищах

Криогенные хранилища, содержащие жидкости, такие как СПГ, жидкий азот или жидкий кислород, полагаются на клапаны для контролируемого наполнения, вывода и операций безопасности. Заморожение или захват клапана из-за крайне низких температур может привести к сбоям в эксплуатации, угрозам безопасности и увеличению расходов на обслуживание. Осуществление надлежащих превентивных мер имеет решающее значение для обеспечения надежной эксплуатации цистерны.

1. Причины замораживания клапана

Криогенные температуры: Чрезвычайно низкие температуры жидкости могут вызвать тепловое сокращение компонентов клапана, приводящее к прилеплению или связыванию.

Влага: Водный пар или остаточная влага в корпусе клапана могут замерзать, создавая образование льда, которое препятствует правильному движению.

Неправильный выбор материала: клапаны, изготовленные из материалов с низкой гибкостью при криогенных температурах, более склонны к переломам или забоям.

Конденсация и замораживание: Конденсация на поверхностях клапанов может замерзать во время работы при низкой температуре, препятствуя движению клапана.

2. Профилактические меры

Выбор материала:

Используйте материалы, совместимые с криогенными температурами, такие как нержавеющая сталь или никельовые сплавы, которые сохраняют гибкость и механическую прочность.

Избегайте материалов, склонных к хрупкости при низких температурах.

Дизайн клапана:

Используйте клапаны, специально предназначенные для криогенного обслуживания, с удлиненными капотами, сидениями с низким уровнем трения и минимальным мертвым пространством для уменьшения образования льда.

Рассмотрите шариковые клапаны или воротные клапаны с криогенными компонентами для критических приложений.

Сушение и очистка:

Убедитесь, что клапаны и трубопроводы свободны от влаги до ввода в эксплуатацию.

Очистить сухим газом, чтобы удалить остаточную влагу перед операцией.

Изоляция и тепловое отслеживание:

Изоляция корпусов клапанов и трубопроводов для уменьшения потерь тепла и образования мороза.

Используйте низкоэнергетическое тепловое отслеживание на критических клапанах для поддержания рабочих температур.

Регулярная эксплуатация и обслуживание:

Клапаны цикла периодически, чтобы предотвратить прилепление.

Проверьте и очистите клапаны, сиденья и стебля на случай накопления мороза или льда во время обычного обслуживания.

Оперативный контроль:

Избегайте внезапного снижения давления или быстрых изменений потока, которые могут вызвать локализованное замораживание.

Мониторинг температуры и давления вблизи клапанов для раннего обнаружения аномальных условий.

Заморожение и захват клапанов в криогенных хранилищах можно эффективно предотвратить за счет правильного выбора материала, конструкции криогенного клапана, контроля влаги, изоляции и регулярного обслуживания. Проактивные меры обеспечивают надежную работу клапанов, поддерживают безопасность и увеличивают срок эксплуатации систем криогенного хранения.

Ссылки

EN 14620 - Проектирование и изготовление криогенных сосудов.

NFPA 55 - Кодекс сжатых газов и криогенных жидкостей.

Barron, R.F. (1999). Криогенные системы, 2-е издание. CRC Press.

Брэтт, Р. & Mort, P. (2015). Криогенная инженерия: 50 лет прогресса. Спрингер.

ISO 21014 - Криогенные сосуды - Руководящие принципы измерения температуры и давления.