نحوه حل یخ زدن ساقه در سیستم های انتقال نیتروژن مایع

درک یخ زدن ساقه در سرویس نیتروژن مایع

نیتروژن مایع (LN2) به طور گسترده ای در تولید گاز صنعتی، واحدهای جدایی هوا، تولید الکترونیک، پردازش مواد غذایی و کاربردهای کریوجنیک استفاده می شود.با نقطه جوش طبیعی حدود-196°C، نیتروژن مایع باعث ایجاد تفاوت درجه حرارت قابل توجهی بین محیط فرآیند و محیط اطراف می شود.

هنگامی که دمای کریوجنیک از طریق بدن و ساقه دریچه منتقل می شود، سطوح خارجی دریچه می توانند زیر نقطه شبنم هوا اطراف سقوط کنند.رطوبت در اتمسفر ممکن است پس از آن تهویه و شکل یخ در اطراف ساقه شیر و منطقه هوت.

یخ زدگی ساقه لزوما نشان دهنده نشت دریچه نیست. با این حال، جمع آوری یخ بیش از حد می تواند بر دسترسی به مکانیسم کار تاثیر بگذارد و ممکن است مقاومت کار را افزایش دهد. به همین دلیل،ساختار شیر، انتخاب مواد، عایق بندی و شرایط نصب باید همه در هنگام مشخص کردن دریچه برای سیستم های انتقال LN2 در نظر گرفته شود.

چرا در دریچه های کریوجنیک از یک کپسول طولانی استفاده می شود؟

افزایش فاصله بین محیط سرد و بسته بندی ساقه

یککلاه کشویییک ویژگی ساختاری رایج در دریچه های کریوجنیک است. با افزایش فاصله بین مایع کریوجنیک و منطقه بسته بندی ساقه،طراحی به محدود کردن انتقال مستقیم گرما از محیط فرآیند سرد به قطعات بسته بندی و عملکرد کمک می کند..

این پیکربندی به طور معمول در شیرهای طراحی شده برای نیتروژن مایع، اکسیژن مایع، LNG و سایر خدمات کریوجنیک یافت می شود.ابعاد واقعی هاب و پیکربندی باید با توجه به اندازه شیر انتخاب شود، دمای کار، فشار نامی و شرایط نصب.

انتخاب مواد و مهر و موم نیز مهم است

انتخاب مواد یک بخش مهم از طراحی شیر کریوجنیک است.SS304، SS316 و 316Lمعمولاً برای ساخت دریچه های کریوجنیک در نظر گرفته می شوند زیرا ویژگی های مواد آنها برای کاربردهای دمای پایین مناسب است.

همچنین مواد صندلی و مهر و موم باید با شرایط واقعی استفاده مطابقت داشته باشند.PCTFEدر برخی از طراحی های شیرهای توپی کریوجنیک به عنوان یک ماده صندلی استفاده می شود. با این حال، انتخاب مواد نباید تنها بر اساس محیط فرآیند باشد. دمای، فشار، طراحی شیر، سازگاری،و مشخصات قابل اجرا نیز باید ارزیابی شود..

انقباض حرارتی عامل دیگری است. در دمای کریوجنیک، اجزای فلزی تغییرات ابعاد را تجربه می کنند. تعامل بین ساقه، صندلی، بدن،و اجزای مهر و موم بنابراین باید در طول طراحی شیر در نظر گرفته شودبرای دریچه هایی که تحت چرخه مکرر قرار می گیرند، عملکرد چرخه در دمای پایین و گشتاور عملیاتی نیز باید ارزیابی شود.

عوامل انتخاب کلیدی برای شیرهای نیتروژن مایع

یک فرآیند انتخاب عملی می تواند با چهار پارامتر آغاز شود:

1. محیط پردازش:نیتروژن مایع و سطح خالصیت مورد نیاز
2. محدوده دما:تأیید کنید که حداقل دمای طراحی مناسب برای تقریبا-۱۹۶ درجه سانتیگراد;
3. فشار و اندازه:اندازه اسمی و درجه فشار را با توجه به سیستم لوله انتخاب کنید.
4. استانداردهای طراحی و آزمایش:مشخص کردن استانداردهای قابل اجرا در مورد دریچه های کریوجنیک و الزامات آزمایش در دمای پایین.

همچنین باید منبع یخ را نیز در نظر گرفت. اگر یخ به طور عمده ناشی از جمع شدن رطوبت از محیط اطراف، عایق دریچه، عایق لوله، رطوبت محیط باشد،و پیکربندی نصب باید با هم بررسی شود به جای درمان glazing تنها به عنوان یک مشکل شیر.

نتیجه گیری

یخ زدایی ساقه در سیستم های انتقال نیتروژن مایع به طور معمول با انتقال گرما و رطوبت کریوجنیک در جو اطراف مرتبط است.و طراحی مناسب مهر و موم می تواند به مدیریت اثرات دمای پایین در اطراف منطقه کار شیر کمک کند..

برای انتخاب نهایی دریچه، مهندسان باید دمای واقعی، فشار، محیط، اندازه دریچه، محیط نصب و استانداردهای قابل اجرا را ارزیابی کنند.آزمایش عملکرد در دمای پایین نیز باید در نظر گرفته شود، در صورتی که مشخصات پروژه آن را مورد نیاز قرار دهد..