เหล่านี้ บอลวาล์ว วาล์วปิดแบบหมุน 90 องศา ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำมาก สามารถจัดการกับของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำถึง -196°C ในการใช้งานกับไนโตรเจนเหลว และ -162°C ในการใช้งานกับ LNG วาล์วเหล่านี้แตกต่างจาก... วาล์วบอลมาตรฐาน ด้วยคุณสมบัติการออกแบบหลักสามประการ ได้แก่ ฝาครอบที่ยาวขึ้นซึ่งช่วยรักษาอุณหภูมิของซีลแกนวาล์วให้อยู่ในอุณหภูมิแวดล้อม วัสดุตัววาล์วที่ทนอุณหภูมิต่ำ เช่น สแตนเลสออสเทนิติก และลูกบอลที่มีช่องระบายอากาศซึ่งป้องกันแรงดันเกินในช่องวาล์ว คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้วาล์วชนิดนี้เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับสถานีขนถ่าย LNG โครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจน โรงงานแยกอากาศ และการจัดการก๊าซในอุตสาหกรรม ซึ่งวาล์วมาตรฐานมักจะชำรุดเสียหายอย่างรวดเร็วและคาดการณ์ได้.
วาล์วบอลสำหรับงานอุณหภูมิต่ำมาก (Cryogenic Ball Valve) คืออะไร?
วาล์วปิดแบบหมุน 90 องศา ออกแบบมาเพื่อใช้งานที่อุณหภูมิต่ำมาก ต่ำถึง -196 องศาเซลเซียสสำหรับไนโตรเจนเหลว และ -162 องศาเซลเซียสสำหรับก๊าซธรรมชาติเหลว ตัวเลขเหล่านี้มีความสำคัญ เพราะวาล์วบอลมาตรฐานมักเกิดความเสียหายในงานที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิต่ำมากในลักษณะที่คาดการณ์ได้.
ซีลแกนวาล์วแบบดั้งเดิมจะหดตัวและสูญเสียความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้เกิดการรั่วไหล วัสดุตัววาล์วมาตรฐานจะเปราะแตกง่ายเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด และของเหลวที่ติดอยู่ระหว่างลูกบอลกับช่องว่างภายในตัววาล์วอาจระเหยกลายเป็นไอภายใต้แรงดัน ทำให้เกิดแรงดันสูงเกินไปภายในตัววาล์ว ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่ง ความเสียหายในรูปแบบต่างๆ เหล่านี้เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ในสถานีขนถ่ายก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) หรือโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจน.
แนวทางการออกแบบนี้ตอบโจทย์ทั้งสามประการ ฝาครอบที่ยื่นออกมาช่วยให้ซีลแกนอยู่ห่างจากบริเวณที่เย็น ทำให้สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิแวดล้อม วัสดุของตัววาล์วและลูกบอลได้รับการคัดเลือกให้มีความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ โดยทั่วไปจะเป็นเหล็กออสเทนิติก สแตนเลสสตีล เกรดที่ยังคงความยืดหยุ่นได้ที่อุณหภูมิ 196 องศาเซลเซียส ลูกบอลที่มีรูระบายอากาศจะปล่อยของเหลวที่ติดอยู่ภายในออกก่อนที่จะทำให้เกิดแรงดันในโพรงร่างกาย คุณสมบัติเหล่านี้ไม่ใช่คุณสมบัติเสริม แต่เป็นนิยามของผลิตภัณฑ์ประเภทนี้.
การใช้งานหลักของวาล์วบอลแบบไครโอเจนิก
สถานีขนถ่ายและจัดเก็บก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG)
ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) มีอุณหภูมิอยู่ที่ลบ 162 องศาเซลเซียส วาล์วแยก วาล์วปิดกั้น และวาล์วระบายอากาศทุกตัวในสถานีขนถ่าย LNG ทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำมาก วาล์วบอลแรงดันสูงสำหรับงานระบบ LNG ต้องรับมือทั้งการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความดันที่เกิดขึ้นระหว่างการขนถ่าย การรั่วซึมของที่นั่งจึงไม่ใช่ปัญหาด้านการบำรุงรักษา แต่เป็นเรื่องความปลอดภัย.
โครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนเหลวมีอุณหภูมิอยู่ที่ลบ 253 องศาเซลเซียส ซึ่งใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ และเป็นสภาพแวดล้อมการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำมากที่ต้องการความแม่นยำสูงในงานอุตสาหกรรมทั่วไป สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน โรงเก็บไฮโดรเจน และสถานีจ่ายไฮโดรเจนต่าง ๆ กำหนดให้ใช้การออกแบบวาล์วแบบนี้ โดยมีข้อกำหนดด้านวัสดุและการซีลที่เข้มงวดที่สุดเท่าที่จะหาได้ และกลุ่มตลาดนี้กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว.
การผลิตก๊าซอุตสาหกรรม
ออกซิเจนเหลว ไนโตรเจนเหลว และอาร์กอนเหลว ถูกผลิตและจำหน่ายที่อุณหภูมิเยือกแข็งในภาคการแพทย์ การแปรรูปอาหาร และการผลิต หน่วยแยกอากาศเพียงหน่วยเดียวสามารถควบคุมวาล์วเหล่านี้ได้หลายร้อยตัวตลอดกระบวนการผลิต ความน่าเชื่อถือและการปิดผนึกที่สม่ำเสมอเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ในระดับดังกล่าว.
การแพทย์และการแปรรูปอาหาร
ไนโตรเจนเหลวในงานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมอาหารต้องการการควบคุมการไหลที่เชื่อถือได้ควบคู่ไปกับการปฏิบัติตามหลักสุขอนามัย วัสดุของวาล์วและสารซีลต้องตอบสนองทั้งประสิทธิภาพในอุณหภูมิต่ำและข้อกำหนดด้านการปนเปื้อนไปพร้อมกันในบางกรณี.
การออกแบบบอลวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำมาก: อะไรที่ทำให้มันแตกต่าง
ฝาครอบที่ยื่นออกมาเป็นคุณลักษณะการออกแบบที่เห็นได้ชัดที่สุด มันช่วยสร้างระยะห่างทางกายภาพระหว่างของเหลวในกระบวนการกับซีลกันรั่ว ทำให้ซีลแกนวาล์วมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิแวดล้อม ไม่ว่าอะไรจะเกิดขึ้นภายในตัววาล์วก็ตาม หากไม่มีฝาครอบนี้ ซีลกันรั่วจะเสียหายที่อุณหภูมิต่ำอย่างแน่นอน.
การเลือกวัสดุสำหรับลูกบอลและที่นั่งวาล์วเป็นปัจจัยสำคัญที่สุด เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก โดยเฉพาะเกรด 304L และ 316L จะคงความเหนียวไว้ได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่เปราะ วัสดุที่นั่งวาล์ว PTFE และ PCTFE รักษาความสมบูรณ์ของการซีลได้ดีกว่าอีลาสโตเมอร์ทั่วไปที่อุณหภูมิต่ำ PCTFE มีอัตราการไหลที่อุณหภูมิต่ำต่ำกว่า PTFE ภายใต้ภาระคงที่ ซึ่งมีความสำคัญสำหรับงานวาล์วลูกบอลแรงดันสูง เนื่องจากความเสียรูปของที่นั่งวาล์วภายใต้ภาระส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการรั่วไหล.
ลูกบอลที่มีรูระบายอากาศเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในงานออกแบบส่วนใหญ่ในประเภทนี้ รูเล็กๆ ที่ทะลุผ่านตัวลูกบอลช่วยให้ของเหลวที่ติดอยู่ภายในระบายออกไปยังด้านต้นน้ำเมื่อวาล์วปิด หากไม่มีรูระบายอากาศนี้ แรงดันเกินในช่องว่างของวาล์วที่ใช้งานกับของเหลวถือเป็นความเสี่ยงอย่างแท้จริง.
วิธีการเลือกบอลวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำที่เหมาะสม
ระดับอุณหภูมิ
ตรวจสอบอุณหภูมิออกแบบขั้นต่ำสำหรับงานเฉพาะนั้นๆ ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ต้องการอุณหภูมิใช้งานขั้นต่ำที่ -162 °C ส่วนไนโตรเจนเหลวและไฮโดรเจนเหลวต้องการอุณหภูมิใช้งานที่ -196 °C หรือต่ำกว่า วัสดุของตัววาล์ว ลูกบอล ก้านวาล์ว และที่นั่งวาล์วทั้งหมด ต้องมีคุณสมบัติรองรับอุณหภูมิออกแบบขั้นต่ำ ไม่ใช่อุณหภูมิใช้งานเฉลี่ย.
ระดับความกดดัน
การเลือกวาล์วแรงดันสูงเป็นไปตามหลักการจัดระดับแรงดันของ ASME โดยระดับแรงดันตั้งแต่ Class 150 ถึง Class 2500 ครอบคลุมการใช้งานในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิต่ำมากเป็นส่วนใหญ่ ควรตรวจสอบแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาตได้ที่อุณหภูมิออกแบบต่ำสุด ระดับแรงดันอาจลดลงได้ที่อุณหภูมิต่ำ ขึ้นอยู่กับเกรดของวัสดุ.
วัสดุที่นั่ง
PCTFE นิยมใช้ในงานที่มีแรงดันสูง ซึ่งการไหลตัวในอุณหภูมิต่ำและการเสียรูปของซีลภายใต้แรงกดต่อเนื่องเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึง ส่วนซีลโลหะจะใช้ในกรณีที่ต้องการใบรับรองความปลอดภัยจากอัคคีภัยควบคู่ไปกับประสิทธิภาพในอุณหภูมิต่ำมาก.
ความยาวของส่วนต่อขยายฝากระโปรง
เลือกใช้ตามข้อกำหนดด้านฉนวน วาล์วในท่อที่มีฉนวนหุ้มแบบสุญญากาศหรือที่มีความหนาของฉนวนมาก จำเป็นต้องมีส่วนต่อขยายฝาครอบที่ยาวกว่า เพื่อให้ซีลอยู่เหนือพื้นผิวฉนวน.
การรับรอง
ผู้ผลิตวาล์วบอลไครโอเจนิก ผู้จัดหาก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ไฮโดรเจน หรือก๊าซอุตสาหกรรม ต้องแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตามมาตรฐาน BS 6364, ISO 21011 หรือข้อกำหนดการทดสอบอุณหภูมิต่ำเฉพาะโครงการ ตรวจสอบว่าผู้จัดหาได้รับการรับรองที่เกี่ยวข้องและสามารถจัดทำรายงานการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำได้.
YKY รองรับการกำหนดค่าวาล์วแบบกำหนดเองสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ำมาก (cryogenic service) ด้วยการออกแบบฝาครอบแบบขยาย ตัวเลือกตัววาล์วสแตนเลสและเหล็กอัลลอย และการเลือกใช้ซีล PTFE หรือ PCTFE วาล์วทุกตัวได้รับการทดสอบอย่างครบถ้วนก่อนจัดส่ง พร้อมรายงานการทดสอบที่สมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ส่งออกไปยังกว่า 30 ประเทศในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, เคมี, และการใช้งานก๊าซในอุตสาหกรรม.
รายการตรวจสอบสำหรับผู้ซื้อในการจัดหาบอลวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำมาก
- อุณหภูมิออกแบบขั้นต่ำได้รับการยืนยันตามพิกัดวัสดุสำหรับตัวลูกบอล ก้าน และที่นั่ง.
- ระดับความดันได้รับการตรวจสอบที่อุณหภูมิออกแบบต่ำสุด ไม่ใช่ที่อุณหภูมิแวดล้อม.
- วัสดุที่ใช้ทำที่นั่งวาล์วจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากแรงดัน ความเสี่ยงต่อการไหลตัวในอุณหภูมิต่ำ และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย.
- ความยาวของส่วนต่อขยายฝาครอบจะเหมาะสมกับความหนาของฉนวน.
- ซัพพลายเออร์ในหมวดหมู่นี้สามารถให้บริการทดสอบที่อุณหภูมิต่ำได้ ใบรับรอง และเอกสารการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ.
- ลูกบอลระบายอากาศ ออกแบบมาสำหรับใช้งานกับของเหลว เพื่อป้องกันแรงดันเกินในช่องว่าง.
- ระยะเวลานำส่งได้รับการยืนยันตามกำหนดการของโครงการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับฝากระโปรงหน้าแบบขยายที่ออกแบบเป็นพิเศษ.
คำถามที่พบบ่อย
วาล์วไครโอเจนิกมีการใช้งานอย่างไรบ้าง?
สถานีขนถ่ายก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG), การจัดเก็บและกระจายไฮโดรเจนเหลว, โรงงานแยกอากาศ, ระบบก๊าซทางการแพทย์ และกระบวนการแปรรูปอาหารโดยใช้ไนโตรเจนเหลว กระบวนการใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการจัดการของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า -50 องศาเซลเซียส โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้วาล์วที่ทนต่ออุณหภูมิเยือกแข็ง (cryogenic-rated valves).
ปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกวาล์วควบคุมสำหรับงานเฉพาะด้านมีอะไรบ้าง?
ข้อกำหนดมาตรฐาน ได้แก่ ระดับอุณหภูมิ ระดับความดัน ความเข้ากันได้ของวัสดุตัววาล์วและที่นั่งวาล์ว วิธีการทำงาน ระดับการรั่วไหล และข้อกำหนดการรับรอง สำหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ำมาก (ไครโอเจนิก) การออกแบบฝาครอบแบบขยายและคุณสมบัติของวัสดุที่อุณหภูมิต่ำ จะเป็นเกณฑ์เพิ่มเติมในการเลือกมาตรฐาน.
มาตรฐานสำหรับการออกแบบบอลวาล์วคืออะไร?
มาตรฐาน API 6D สำหรับงานท่อส่ง มาตรฐาน API 608 สำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป และมาตรฐาน BS 6364 สำหรับงานอุณหภูมิต่ำโดยเฉพาะ นอกจากนี้ มาตรฐาน ISO 21011 ยังครอบคลุมถึงข้อกำหนดการทดสอบวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำที่ผู้ผลิตในหมวดหมู่นี้ใช้ทั่วโลกด้วย.
วัสดุใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานในอุณหภูมิต่ำมาก?
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกเกรด 304L และ 316L เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปสำหรับตัวเรือนและลูกบอล วัสดุเหล่านี้ยังคงความยืดหยุ่นได้ที่อุณหภูมิ -196°C PTFE และ PCTFE เป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับทำที่นั่งวาล์ว เหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กหล่อมาตรฐานจะเปราะที่อุณหภูมิเยือกแข็งและควรหลีกเลี่ยง.
