Що таке кріогенні клапани: тип, застосування (для ЗПГ, медичні)

1. Вступ до кріогенних клапанів

Кріогенні клапаниспеціально розроблені клапани, що використовуються для регулювання потоку надзвичайно холодних рідин і газів, зазвичай за температур нижче-40°C (-40°F)Ці клапани мають вирішальне значення в галузях промисловості, що працюютьзріджений природний газ (ЗПГ), рідкий азот, кисень, водень та гелій, де стандартні клапани виходили б з ладу через термічне напруження, крихкість матеріалу або пошкодження ущільнень.

Для забезпечення безпечної та ефективної роботи кріогенні клапани виготовлені з унікальних матеріалів, мають подовжені штоки та спеціалізовані механізми ущільнення, щоб витримувати наднизькі температури без протікання чи механічних пошкоджень.

2. Основні структурні особливості кріогенних клапанів

На відміну від звичайних клапанів, кріогенні клапани мають спеціальні конструктивні елементи для роботи з екстремальними холодами:

2.1 Подовжений капот (подовження штока)

- Запобігає передачі тепла з навколишнього середовища до корпусу клапана, зменшуючи утворення льоду.

- Підтримує температуру сальника та приводу при навколишньому середовищі для забезпечення безперебійної роботи.

2.2 Спеціалізовані герметичні матеріали

- ВикористанняУщільнення з PTFE (тефлону), графіту або металудля забезпечення герметичного закриття навіть за кріогенних температур.

- Запобігає витоку, що є критично важливим для небезпечних газів, таких як ЗПГ або рідкий кисень.

2.3 Міцні матеріали корпусу

- Виготовлено знержавіюча сталь (SS316, SS304L), латунь або нікелеві сплавипротистояти крихкості.

- Деякі кріогенні клапани високого тиску використовуютькована стальдля додаткової міцності.

2.4 Вакуумна ізоляція (додатково для екстремальних холодів)

- Деякі клапани маютьподвійні вакуумні кожухищоб мінімізувати надходження тепла в умовах наднизьких температур.

3. Класифікація кріогенних клапанів

3.1 За діапазоном температур

3.2 За типом клапана

- Кріогенні кульові клапани– Найкраще підходить для швидкого відключення; поширений у системах ЗПГ та промислового газу.

- Кріогенні засувні клапани– Використовується для повного контролю відкриття/закриття з мінімальним падінням тиску.

- Кріогенні кульові клапани– Забезпечувати точне регулювання потоку в кріогенних трубопроводах.

- Кріогенні зворотні клапани– Запобігання зворотному потоку в низькотемпературних системах.

- Кріогенні клапани-метелики– Легкий та компактний, ідеально підходить для труб великого діаметра. 

3.3 За застосуванням

- ЗПГ-клапани– Поводитися зі зрідженим природним газом за-162°C (-260°F).

- Аерокосмічна та оборонна промисловість– Використовується в ракетних паливних системах (рідкий водень та кисень).

- Медичні та наукові– Міститься в апаратах МРТ та кріогенних сховищах.

- Промислова переробка газу– Використовується в установках розділення повітря (кисень, азот, аргон).

4. Переваги кріогенних клапанів

✔Герметичність– Удосконалена герметизація запобігає небезпечним витокам газу.

✔Теплова ефективність– Подовжені кришки та ізоляція зменшують теплопередачу.

✔Довговічність– Високоякісні матеріали стійкі до розтріскування та крихкості.

✔Відповідність вимогам безпеки– ЗустрічаєтьсяASME, BS, ISO та APIстандарти кріогенного використання.

✔Низький рівень обслуговування– Розроблено для довготривалої надійної роботи в складних умовах.

5. Ключові відмінності між кріогенними та звичайними клапанами

Висновок

Кріогенні клапаниє важливими для галузей промисловості, що працюють з рідинами наднизьких температур. Їх спеціалізована конструкція, що включаєподовжені капоти, високоефективні ущільнення та міцні матеріали — забезпечують безпечну та ефективну роботу в екстремальних умовах. Розуміння їх класифікації, переваг та відмінностей від стандартних клапанів допомагає у виборі правильного клапана для вимогливих кріогенних застосувань.