Необходимо прочитать для инженеров: низкотемпературная конструкция шариковых клапанов/затворных клапанов (BS 6364) и анализ ограничений клапанов бабочек

В области низкотемпературной техники выбор клапанов имеет решающее значение, поскольку он напрямую связан с безопасностью и эффективностью системы. Стандарт BS 6364 обеспечивает четкие спецификации для проектирования, производства и тестирования низкотемпературных клапанов. Эта статья будет сосредоточена на изучении низкотемпературных конструктивных особенностей шаровых клапанов и затворов Trunnion в соответствии с стандартом BS 6364 и сравнить ограничения клапанов бабочек в низкотемпературных приложениях, чтобы помочь инженерам сделать более разумный выбор в проектах.

I. Обзор стандарта BS 6364

BS 6364 является спецификацией для низкотемпературных клапанов, выпущенных британским институтом стандартов (BSI), применимых к клапанам в пределах температурного диапазона от -50 ° C до -196 ° C. Этот стандарт охватывает такие типы, как затворный клапаны, шарические клапаны, шариковые клапаны и клапаны бабочек, и устанавливает требования к конструкции клапана, выбору материалов, производству, тестированию и маркировке. Основной целью BS 6364 является обеспечение надежности и безопасности низкотемпературных клапанов в экстремальных условиях, особенно при транспортировке и хранении низкотемпературных сред, таких как сжиженный природный газ (СПГ) и жидкий кислород (LO2).

II Низкотемпературные дизайнерские особенности шариковых клапанов Trunnion

(1) Структурный дизайн.
Шаровой клапан Trunnion - это специально разработанный шаровой клапан со структурой Trunnion на корпусе клапана, который облегчает установку и техническое обслуживание. В низкотемпературной среде конструкция шарикового клапана Trunnion должна соответствовать строгим требованиям BS 6364. Эта конструкция может эффективно уменьшить передачу тепла и предотвратить сбою упаковки при низких температурах.

(2) Выбор материала
в низкотемпературной среде, производительность материалов значительно изменится. Шаровые клапаны, как правило, применяют материалы с низкотемпературной устойчивой, такие как аустенитная нержавеющая сталь, которая все еще может поддерживать хорошую вязкость и прочность при низких температурах. Кроме того, материалы для сиденья клапана и герметизации также специально обрабатываются, чтобы обеспечить хорошие характеристики герметизации при низких температурах.

(3) Требования к тестированию
Согласно BS 6364, шариковые клапаны Trunnion должны пройти серию низкотемпературных тестов, включая тесты оболочки, тесты на герметизацию и испытания на эксплуатацию. Эти тесты направлены на проверку производительности герметизации и эксплуатационной гибкости клапанов в условиях низкой температуры. Например, в жидкой азотной среде при -196 ° C клапан должен пройти множественные операционные тесты, чтобы гарантировать, что он не застрянет при чрезвычайно низких температурах.

Iii. Низкотемпературные дизайнерские особенности затвольных клапанов

(1)
Клапаны конструктивного проектирования также должны следовать требованиям конструкции BS 6364 в низкотемпературных приложениях. Их крышки клапана обычно принимают удлиненный дизайн, чтобы предотвратить перенос тепла из штока клапана в упаковку. Кроме того, конструкция клапана затвора также должна рассмотреть направление потока среды и угол работы, чтобы обеспечить плавную работу в низкотемпературной среде.

(2) Выбор материала.
Выбор материала для низкотемпературных клапанов затвора имеет одинаковое важное значение. Основные компоненты, такие как корпус клапана, крышка клапана и стебель клапана, обычно принимают устойчивую к низкотемпературной стали, такую ​​как низкотемпературная углеродная сталь или нержавеющая сталь. Эти материалы обладают хорошими механическими свойствами и сопротивлением хрупкости при низких температурах и могут противостоять давлению и изменениям температуры низкотемпературной среды.

(3) Требования к тестированию
требований к тестированию BS 6364 для низкотемпературных клапанов затвора аналогичны требованиям для шариковых клапанов Trunnion, включая тесты с низким уровнем герметизации и испытания на эксплуатационные характеристики. Эти тесты гарантируют, что клапаны затвора могут быть надежно закрыты и открыты в низкотемпературной среде при предотвращении утечки средней.

IV Ограничения клапанов бабочек в низкотемпературных приложениях

(1) Определение производительности
герметизации клапанов бабочек относительно слабы в низкотемпературной среде. Поскольку герметизация клапанов бабочек в основном опирается на контакт между диском и сиденьем клапана, низкие температуры могут привести к тому, что материал герметизации становится хрупким, что снижает эффект герметизации. Кроме того, структура клапанов бабочек является относительно компактной, и трудно спроектировать удлиненные крышки клапанов или упаковочные железы, такие как шаровые клапаны или затворы, что ограничивает их способность термической изоляции при низких температурах.

(2) Операционная гибкость.
Операционная гибкость клапанов бабочек также может быть затронута в низкотемпературной среде. Диск клапана бабочки должен вращаться в корпусе клапана. Низкие температуры могут привести к выходу из строя смазки или среды заморозить, тем самым увеличивая оперативное сопротивление. Для сравнения, конструкции шариковых клапанов и затворных клапанов обеспечивают более легкую работу при низких температурах.

(3) Применимый диапазон
клапанов бабочек обычно подходит для систем среднего и низкого давления, и их применимость в условиях низкой температуры и высокого давления ограничена. Шаровые клапаны и затворы, благодаря их конструктивной конструкции и выбору материалов, более подходят для использования в средах высокого давления и низкотемпературной среды.

V. Сравнительный анализ

Следующая таблица сравнивает ключевые особенности шариковых клапанов, затвольных клапанов и клапанов бабочек в низкотемпературных приложениях:

VI ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В низкотемпературной инженерии выбор подходящих клапанов имеет решающее значение. При разработке в соответствии со стандартом BS 6364, шариковые клапаны и затвольные клапаны Trunnion могут обеспечить отличную производительность герметизации и эксплуатационную гибкость и подходят для средств высокого давления и низкотемпературной среды. Для сравнения, клапаны бабочек имеют определенные ограничения в низкотемпературных приложениях, особенно с точки зрения производительности герметизации и эксплуатационной гибкости. При выборе клапанов инженеры должны всесторонне рассмотреть конструктивные функции, выбор материалов и требования к тестированию клапанов в соответствии с конкретными сценариями применения и требованиями для обеспечения безопасности и надежности системы.