1. Elija una válvula para servicio criogénico
Eligiendo unaVálvula criogénicaEl análisis de las aplicaciones criogénicas puede ser muy complejo. Los compradores deben considerar las condiciones a bordo y en la fábrica. Además, las propiedades específicas de los fluidos criogénicos requieren un rendimiento específico de las válvulas. Una selección adecuada garantiza la fiabilidad de la planta, la protección de los equipos y una operación segura. El mercado global de GNL utiliza dos diseños principales de válvulas.
El operador debe reducir el tamaño del tanque de gas natural para que sea lo más pequeño posible. Esto se logra mediante GNL (gas natural licuado). Al enfriarse a aproximadamente -165 °C, el gas natural se vuelve líquido. A esta temperatura, la válvula de aislamiento principal debe seguir funcionando.
2. ¿Qué afecta el diseño de la válvula criogénica?
La temperatura influye considerablemente en el diseño de la válvula. Por ejemplo, puede ser necesaria para entornos comunes como Oriente Medio o para entornos fríos como los océanos polares. Ambos entornos pueden afectar la estanqueidad y la durabilidad de la válvula. Los componentes de estas válvulas incluyen el cuerpo, el bonete, el vástago, el sello del vástago, la válvula de bola y el asiento. Debido a la diferente composición del material, estas piezas se expanden y contraen a diferentes temperaturas.
2.1. Opciones de aplicación criogénica
• Los operadores utilizan válvulas en entornos fríos, como plataformas petrolíferas en mares polares.
• Los operadores utilizan válvulas para gestionar fluidos que se encuentran muy por debajo del punto de congelación.
En el caso de gases altamente inflamables, como el gas natural o el oxígeno, la válvula también debe funcionar correctamente en caso de incendio.
2.2. Presión de la válvula criogénica
Durante la manipulación normal del refrigerante, se produce una acumulación de presión. Esto se debe al aumento de la temperatura ambiente y a la consiguiente formación de vapor. Se debe tener especial cuidado al diseñar el sistema de válvulas y tuberías, ya que esto permite la acumulación de presión.
2.3. Temperatura de la válvula criogénica
Los cambios bruscos de temperatura pueden afectar la seguridad de los trabajadores y las fábricas. Debido a la diferente composición de los materiales y al tiempo que permanecen expuestos al refrigerante, cada componente de la válvula criogénica se expande y contrae a diferentes velocidades.
Otro gran problema al manipular refrigerantes es el aumento de calor del entorno. Este aumento de calor es lo que lleva a los fabricantes a aislar válvulas y tuberías.
Además del alto rango de temperatura, la válvula también debe afrontar importantes desafíos. En el caso del helio licuado, la temperatura del gas licuado desciende hasta -270 °C.
2.4. Función de la válvula criogénica
Por el contrario, si la temperatura desciende al cero absoluto, el funcionamiento de la válvula se vuelve muy complejo. Las válvulas criogénicas conectan tuberías con gases líquidos al entorno. Esto ocurre a temperatura ambiente. El resultado podría ser una diferencia de temperatura de hasta 300 °C entre la tubería y el entorno.
2.5. Eficiencia de la válvula criogénica
La diferencia de temperatura crea un flujo de calor de la zona caliente a la zona fría. Esto perjudica el funcionamiento normal de la válvula. Además, reduce la eficiencia del sistema en casos extremos. Esto es especialmente preocupante si se forma hielo en el extremo caliente.
Sin embargo, en aplicaciones de baja temperatura, este proceso de calentamiento pasivo también es intencional. Este proceso se utiliza para sellar el vástago de la válvula. Normalmente, este se sella con plástico. Estos materiales no soportan bajas temperaturas, pero los sellos metálicos de alto rendimiento de las dos piezas, que se mueven con frecuencia en direcciones opuestas, son muy costosos y prácticamente imposibles de fabricar.
2.6. Sellado de válvulas criogénicas
Hay una solución muy sencilla para este problema. Se lleva el plástico usado para sellar el vástago de la válvula a una zona con una temperatura relativamente normal. Esto significa que el sellador del vástago de la válvula debe mantenerse alejado del fluido.
2.7. Válvula de aislamiento rotativa hermética de tres excentricidades
Estas excentricidades permiten que la válvula se abra y se cierre. Presentan muy poca fricción durante su funcionamiento. Además, aprovechan el torque del vástago para aumentar la estanqueidad de la válvula. Uno de los desafíos del almacenamiento de GNL son las cavidades atrapadas. En estas cavidades, el líquido puede expandirse explosivamente más de 600 veces. La válvula de aislamiento hermético de tres rotaciones elimina este problema.
2.8. Válvulas de retención de deflector simple y doble
Estas válvulas son un componente clave en los equipos de licuefacción, ya que previenen daños causados por el flujo inverso. El material y el tamaño son factores importantes, ya que las válvulas criogénicas son costosas. El uso de válvulas incorrectas puede ser perjudicial.
3. ¿Cómo garantizan los ingenieros la estanqueidad de las válvulas criogénicas?
Las fugas son muy costosas si se considera el costo inicial de convertir el gas en refrigerante. Además, son peligrosas.
Un gran problema con la tecnología criogénica es la posibilidad de fugas en el asiento de la válvula. Los compradores suelen subestimar el crecimiento radial y lineal del vástago en relación con el cuerpo. Si eligen la válvula adecuada, pueden evitar estos problemas.
Nuestra empresa recomienda el uso de válvulas de baja temperatura de acero inoxidable. Durante el funcionamiento con gas licuado, el material responde bien a los gradientes de temperatura.válvulas criogénicasSe deben utilizar materiales de sellado adecuados con una estanqueidad de hasta 100 bar. Además, la extensión del bonete es una característica muy importante, ya que determina la estanqueidad del sellador del vástago.
Hora de publicación: 13 de mayo de 2020