Những cái này van bi Van đóng cắt xoay một phần tư vòng được thiết kế cho hoạt động ở nhiệt độ cực thấp, xử lý chất lỏng xuống đến -196°C trong các ứng dụng nitơ lỏng và -162°C trong ứng dụng LNG. Chúng khác với... van bi tiêu chuẩn Nhờ ba đặc điểm thiết kế cốt lõi: nắp van kéo dài giúp giữ cho gioăng trục ở nhiệt độ môi trường, vật liệu thân van chịu nhiệt độ thấp như thép không gỉ Austenit, và bi van có lỗ thông hơi giúp ngăn ngừa áp suất quá cao trong khoang van. Những đặc điểm này khiến chúng trở thành lựa chọn tiêu chuẩn cho các nhà ga LNG, cơ sở hạ tầng hydro, nhà máy tách khí và xử lý khí công nghiệp, nơi các van tiêu chuẩn thường hỏng hóc nhanh chóng và dễ dự đoán.
Van bi đông lạnh là gì?
Van khóa xoay một phần tư vòng được thiết kế để hoạt động ở nhiệt độ cực thấp. Xuống đến âm 196°C đối với nitơ lỏng. Âm 162°C đối với LNG. Những con số này rất quan trọng vì các van bi tiêu chuẩn thường hỏng theo những cách có thể dự đoán được trong điều kiện nhiệt độ cực thấp.
Các loại gioăng phớt trục van thông thường bị co lại và mất độ đàn hồi ở nhiệt độ thấp. Điều này dẫn đến rò rỉ. Vật liệu thân van tiêu chuẩn trở nên giòn dưới một ngưỡng nhiệt độ nhất định. Và chất lỏng bị kẹt giữa bi van và khoang thân van có thể bốc hơi dưới áp suất, tạo ra áp suất quá cao nguy hiểm bên trong thân van. Không có kiểu hỏng hóc nào trong số đó là chấp nhận được tại các nhà ga LNG hoặc cơ sở hạ tầng hydro.
Cách tiếp cận thiết kế này giải quyết cả ba vấn đề. Nắp van kéo dài giúp giữ cho gioăng trục van tránh xa vùng lạnh, đảm bảo chúng hoạt động ở nhiệt độ môi trường. Vật liệu thân van và bi van được lựa chọn dựa trên độ bền ở nhiệt độ thấp, thường là vật liệu austenit. thép không gỉ Các loại vật liệu vẫn giữ được độ dẻo ở 196 °C. Một quả cầu có lỗ thông hơi sẽ giải phóng chất lỏng bị kẹt trước khi nó có thể tạo áp suất trong khoang thân. Đây không phải là các tính năng tùy chọn. Chúng là định nghĩa của loại sản phẩm này.
Các ứng dụng chính của van bi đông lạnh
Các kho chứa và trạm tiếp nhận LNG
LNG có nhiệt độ âm 162°C. Mọi van cách ly, van chặn và van thông hơi trong một trạm tiếp nhận LNG đều hoạt động trong điều kiện đông lạnh. Van bi áp suất cao trong dịch vụ LNG Nó xử lý cả sự thay đổi nhiệt độ và áp suất trong quá trình chất tải và dỡ tải. Rò rỉ ở chỗ ngồi không phải là sự bất tiện về bảo trì, mà là sự cố an toàn.
Cơ sở hạ tầng hydro
Hydro lỏng có nhiệt độ âm 253°C. Nhiệt độ này gần bằng độ không tuyệt đối và là môi trường làm lạnh khắc nghiệt nhất trong sử dụng công nghiệp thông thường. Các trạm tiếp nhiên liệu hydro, cơ sở lưu trữ và các trạm phân phối đều yêu cầu thiết kế van này với các yêu cầu về vật liệu và độ kín khắt khe nhất hiện có. Phân khúc này đang phát triển nhanh chóng.
Sản xuất khí công nghiệp
Oxy lỏng, nitơ lỏng và argon lỏng được sản xuất và phân phối ở nhiệt độ cực thấp trong các lĩnh vực y tế, chế biến thực phẩm và sản xuất công nghiệp. Một thiết bị tách khí duy nhất có thể vận hành hàng trăm van này trên toàn bộ dây chuyền sản xuất. Độ tin cậy và khả năng làm kín ổn định là điều không thể thiếu ở quy mô đó.
Y tế và Chế biến Thực phẩm
Nitơ lỏng trong các ứng dụng y tế và thực phẩm đòi hỏi khả năng kiểm soát dòng chảy đáng tin cậy đồng thời tuân thủ các quy định vệ sinh. Trong một số cấu hình, vật liệu van và hợp chất làm kín cần đáp ứng đồng thời cả yêu cầu về hiệu suất đông lạnh và khả năng chống ô nhiễm.
Thiết kế van bi dùng cho môi trường đông lạnh: Điều gì làm nên sự khác biệt
Phần nắp mở rộng là đặc điểm thiết kế dễ nhận thấy nhất. Nó tạo khoảng cách vật lý giữa chất lỏng trong quá trình và gioăng làm kín, giữ cho gioăng trục ở nhiệt độ môi trường xung quanh hoặc gần nhiệt độ đó bất kể điều gì đang xảy ra bên trong thân van. Nếu không có nó, việc gioăng bị hỏng ở nhiệt độ thấp chỉ là vấn đề thời gian.
Việc lựa chọn vật liệu cho bi và gioăng van quyết định mọi thứ khác. Thép không gỉ Austenit, đặc biệt là các loại 304L và 316L, giữ được độ bền trong khi thép carbon trở nên giòn. Vật liệu gioăng PTFE và PCTFE duy trì độ kín ở nhiệt độ thấp tốt hơn so với các chất đàn hồi tiêu chuẩn. PCTFE có độ biến dạng ở nhiệt độ thấp thấp hơn PTFE dưới tải trọng duy trì, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng van bi áp suất cao, nơi sự biến dạng của gioăng dưới tải trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chống rò rỉ.
Van bi có lỗ thông hơi là tiêu chuẩn trên hầu hết các thiết kế trong loại này. Một lỗ nhỏ xuyên qua thân van cho phép chất lỏng bị kẹt thoát ra phía thượng nguồn khi van đóng. Nếu không có nó, hiện tượng quá áp trong khoang van khi sử dụng chất lỏng là một rủi ro thực sự.
Cách chọn van bi đông lạnh phù hợp
Xếp hạng nhiệt độ
Xác định nhiệt độ thiết kế tối thiểu cho ứng dụng cụ thể. Khí hóa lỏng (LNG) cần nhiệt độ định mức tối thiểu -162 °C. Nitơ lỏng và hydro cần nhiệt độ -196°C trở xuống. Vật liệu thân van, bi van, trục van và đế van đều cần được đánh giá theo nhiệt độ thiết kế tối thiểu, chứ không phải nhiệt độ hoạt động trung bình.
Lớp áp suất
Việc lựa chọn van áp suất cao tuân theo logic cấp áp suất ASME. Các cấp từ 150 đến cấp 2500 bao gồm hầu hết các ứng dụng công nghiệp đông lạnh. Xác nhận áp suất làm việc tối đa cho phép ở nhiệt độ thiết kế tối thiểu. Áp suất định mức có thể giảm ở nhiệt độ thấp tùy thuộc vào loại vật liệu.
Vật liệu ghế
PCTFE được ưu tiên sử dụng trong các ứng dụng áp suất cao, nơi cần quan tâm đến hiện tượng chảy dẻo ở nhiệt độ thấp và biến dạng gioăng dưới tải trọng kéo dài. Gioăng kim loại được sử dụng khi cần chứng nhận an toàn cháy nổ cùng với khả năng hoạt động ở nhiệt độ cực thấp.
Chiều dài phần mở rộng nắp ca-pô
Được lựa chọn dựa trên yêu cầu cách nhiệt. Các van trong đường ống có lớp cách nhiệt chân không hoặc có độ dày lớp cách nhiệt đáng kể cần phần mở rộng nắp van dài hơn để giữ cho gioăng đệm nằm phía trên bề mặt lớp cách nhiệt.
Chứng nhận
Các nhà sản xuất van bi đông lạnh Các nhà cung cấp LNG, hydro hoặc khí công nghiệp cho các dự án cần chứng minh tuân thủ tiêu chuẩn BS 6364, ISO 21011 hoặc các yêu cầu thử nghiệm ở nhiệt độ thấp cụ thể của dự án. Hãy xác nhận nhà cung cấp có các chứng chỉ liên quan và có thể cung cấp báo cáo thử nghiệm ở nhiệt độ thấp.
YKY hỗ trợ cấu hình van tùy chỉnh cho dịch vụ đông lạnh với thiết kế nắp van mở rộng, tùy chọn thân van bằng thép không gỉ và thép hợp kim, và lựa chọn gioăng PTFE hoặc PCTFE. Mỗi van đều được kiểm tra đầy đủ trước khi xuất xưởng với báo cáo kiểm tra chi tiết. Sản phẩm được xuất khẩu sang hơn 30 quốc gia trong ngành dầu khí., hóa chất, và các ứng dụng khí công nghiệp.
Danh sách kiểm tra dành cho người mua khi tìm nguồn cung cấp van bi đông lạnh
- Nhiệt độ thiết kế tối thiểu được xác nhận dựa trên thông số vật liệu của thân, bi, trục và đế.
- Cấp áp suất được xác nhận ở nhiệt độ thiết kế tối thiểu chứ không phải nhiệt độ môi trường.
- Vật liệu làm bệ ngồi được lựa chọn dựa trên áp suất, nguy cơ biến dạng do nhiệt và các yêu cầu an toàn cháy nổ.
- Chiều dài phần mở rộng của nắp ca-pô phải phù hợp với độ dày lớp cách nhiệt.
- Các nhà cung cấp trong lĩnh vực này có thể cung cấp dịch vụ kiểm tra ở nhiệt độ thấp. chứng chỉ và tài liệu chứng minh khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu.
- Loại bi có lỗ thông hơi được thiết kế dành cho môi trường chất lỏng nhằm ngăn ngừa áp suất quá cao trong khoang.
- Thời gian giao hàng được xác nhận dựa trên tiến độ dự án, đặc biệt là đối với các cấu hình nắp ca-pô mở rộng theo yêu cầu riêng.
Câu hỏi thường gặp
Các van đông lạnh có những ứng dụng nào?
Các trạm tiếp nhận LNG, lưu trữ và phân phối hydro lỏng, nhà máy tách khí, hệ thống khí y tế và chế biến thực phẩm sử dụng nitơ lỏng. Bất kỳ quy trình nào xử lý chất lỏng ở nhiệt độ dưới -50°C thường yêu cầu van đạt tiêu chuẩn đông lạnh.
Những yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn van điều khiển cho một ứng dụng cụ thể là gì?
Các yếu tố cần xem xét bao gồm: định mức nhiệt độ, cấp áp suất, khả năng tương thích vật liệu thân và đế, phương pháp vận hành, cấp độ rò rỉ và các yêu cầu chứng nhận. Đối với dịch vụ ở nhiệt độ cực thấp, thiết kế nắp mở rộng và tiêu chuẩn vật liệu chịu nhiệt độ thấp được bổ sung vào các tiêu chí lựa chọn thông thường.
Tiêu chuẩn thiết kế van bi là gì?
API 6D dành cho các ứng dụng đường ống, API 608 dành cho dịch vụ công nghiệp nói chung, và BS 6364 dành riêng cho dịch vụ đông lạnh. ISO 21011 cũng bao gồm các yêu cầu thử nghiệm van đông lạnh được các nhà sản xuất trong lĩnh vực này trên toàn cầu sử dụng.
Vật liệu nào là tốt nhất cho các ứng dụng ở nhiệt độ cực thấp?
Thép không gỉ Austenit loại 304L và 316L là những vật liệu phổ biến nhất cho thân và bi van. Chúng vẫn giữ được độ dẻo ở nhiệt độ âm 196°C. PTFE và PCTFE là vật liệu làm đế van được ưa chuộng. Thép cacbon và gang tiêu chuẩn trở nên giòn ở nhiệt độ cực thấp và nên tránh sử dụng.
