Die gebruik en verseëling vereistes van lae temperatuur klep hoe om die materiaal van lae temperatuur klep te kies

Die gebruik en verseëling vereistes van lae temperatuur klep hoe om die materiaal van lae temperatuur klep te kies

2. Die invloed van lae temperatuur op die seëlprestasie van klep
2.1 Nie-metaal seëlpare
Kogelkleppe en vlinderkleppe wat by kamertemperatuur werk, gebruik gewoonlik metaal tot nie-metaal materiaal seël pare. As gevolg van die hoë elastisiteit van nie-metaalmateriaal, is die spesifieke druk wat benodig word vir verseëling klein, dus is die verseëling goed. Maar by lae temperatuur, omdat die uitsettingskoëffisiënt van nie-metaalmateriaal baie groter is as dié van metaalmateriale, is die krimping van die lae temperatuur en die krimping van metaalseëls, klepliggame en ander dele baie anders, wat lei tot die ernstige vermindering van verseëling spesifieke druk en die resultaat van verseëling kan nie verseël word nie. Die meeste nie-metaalmateriale styf en word bros by kryogeniese temperature, wat taaiheid verloor, wat lei tot koue vloei en spanningsverslapping. Soos rubber by 'n temperatuur laer as sy glastemperatuur, sal elastisiteit heeltemal verloor, glasagtig word, sy digtheid verloor. Boonop kan rubber nie vir LNG-kleppe gebruik word nie, want dit het borreluitbreiding in LNG-medium. Daarom, op die oomblik in die ontwerp van lae temperatuur klep, die algemene temperatuur is laer as -70 ℃ nie meer gebruik nie-metaal seël hulpmateriaal, of nie-metaal materiaal deur 'n spesiale proses in metaal en nie-metaal saamgestelde struktuur tipe.
Volgens buitelandse rekords kan sommige nie-metaalmateriale goed in kriogene toestand gebruik word. In die 1970's was "slip shod", 'n nuwe plastiek van Irish Alloy Co., LTD., 'n soort ultrahoë molekulêre gewig poliëtileen, wat goeie taaiheid by -269 ° C gehad het, nie onder sekere impakspanning gebreek het nie, en het aansienlike slytasieweerstand gehandhaaf. Die Mylar-plastiek wat in Frankryk ontwikkel is, is steeds redelik elasties by die temperatuur van vloeibare waterstof (-253 ℃). Die polikarbonaat seëlhouer van HT Lomanenko van die voormalige Sowjetunie is in vloeibare stikstof (-196 ℃) getoets. Die data toon dat die polikarbonaat 'n goeie seëleffek by lae temperatuur het.
2.2 Metaal seëlpaar
Onder die toestand van lae temperatuur neem die sterkte en hardheid van metaalmateriale toe, plastisiteit en taaiheid neem af, wat verskillende grade van lae temperatuur koue bros verskynsel toon, beïnvloed die werkverrigting en veiligheid van die klep ernstig. Ten einde lae spanning bros breuk van materiale by lae temperatuur te voorkom, wanneer lae temperatuur kleppe ontwerp word, word ferritiese vlekvrye staal materiale oor die algemeen gebruik wanneer die temperatuur hoër as -100 ℃ is, terwyl wanneer die temperatuur laer as -100 ℃ is, die klep liggaam, klepdeksel, klepsteel en seëlsitplek word meestal gebruik met gesiggesentreerde kubieke rooster austenitiese vlekvrye staal, koper en koperlegering, aluminium en aluminiumlegering, ens. Maar omdat die hardheid van aluminium en aluminiumlegering nie hoog is nie, is die skuurweerstand en skuurweerstand van die seëloppervlak swak, dus word dit selde in die laetemperatuurklep gebruik. Oor die algemeen gebruik austenitiese vlekvrye staal materiale, wat algemeen gebruik word 0Cr18Ni9, 00Cr17Ni12Mo2(304, 316L), ens., Hierdie materiale het geen lae temperatuur koue bros kritieke temperatuur, onder lae temperatuur toestande, kan steeds hoë taaiheid handhaaf.
Austenitiese vlekvrye staal as 'n lae temperatuur klep metaal seël hulpmateriaal het egter ook 'n paar tekortkominge. Omdat die meeste van hierdie materiale in 'n metstabiele toestand by kamertemperatuur is, verander die austeniet in die materiaal in martensiet wanneer die temperatuur tot onder die fase-oorgangspunt (MS) verlaag word. Vir liggaamsgesentreerde kubieke rooster van martensietdigtheid is laer as dié van gesiggesentreerde kubieke rooster van austeniet, en omdat sommige koolstofatome liggaamsgesentreerde kubieke roosterposisieregulering rangskik, maak die rooster langs die C-as groei, dus die toename van die volume verander veroorsaak deur interne spanning, maak oorspronklik na slyp voldoen aan die verseëling vereistes van verseëling oppervlak knik vervorming, wat lei tot seël mislukking.
Benewens die vervormingsmislukking van verseëlingsoppervlak wat veroorsaak word deur laetemperatuurfasetransformasie, as gevolg van die temperatuurverskil van elke deel of die verskil van fisiese eienskappe tussen verskillende materiale, wat lei tot ongelyke krimping, sal temperatuurvariasiespanning ook voorkom. Wanneer die spanning onder die elastiese limiet van die materiaal is, word 'n omkeerbare elastiese vervorming in die seëloppervlak gevorm. Wanneer die temperatuurspanning van 'n onderdeel die opbrengsgrens van die materiaal oorskry, sal die dele onomkeerbare vervorming en vervorming hê, wat ook die mislukking van die seëloppervlak sal veroorsaak en die seëleffek beïnvloed.
Met die oog op die invloed van lae temperatuur op die metaalseëlpaar moet ooreenstemmende maatreëls getref word om die vervorming van die metaalseëloppervlak klein te maak of die vervorming van die seëloppervlak het min invloed op die seëlprestasie. Eerstens, in terme van materiale, moet ons probeer om materiale te kies met 'n hoë stabiliteit van metallografiese struktuur (soos 316L, maar met 'n hoë koste). Tweedens, vir die liggaam, moet deksel, stam, seël en ander austenitiese materiale wat van dele gemaak is, teen lae temperatuur verwerk word, sodat die martensiettransformasie en vervorming van die materiaal volledig uitgevoer word voor afwerking. Die temperatuur van laetemperatuurbehandeling moet laer wees as die materiaalfaseveranderingstemperatuur (MS) en laer as die werklike werkstemperatuur van die klep, en die behandelingstyd moet 2 ~ 4h wees. Indien nodig, kan meervoudige laetemperatuurbehandeling of toepaslike verouderingsbehandeling uitgevoer word. Benewens die bogenoemde maatreëls, moet die strukturele ontwerp ook oorweeg word om die impak van verseëling oppervlak vervorming op verseëling prestasie te verminder, soos in die ontwerp van hek kleppe, kogelkleppe en vlinder kleppe kan oorweeg om die gebruik van elastiese verseëling struktuur, so dat die lae temperatuur vervorming gedeeltelik vergoed kan word. Vir die aardbol klep moet koniese seël struktuur, sodat lae temperatuur vervorming op die verseëling oppervlak van die klein impak.
3. Invloed van lae temperatuur op die seëlprestasie van klep
3.1 Stamverpakking
As gevolg van die defekte van rubbermateriaal by lae temperatuur en die koue bros en ernstige kouevloeiverskynsel van die meeste nie-metaalmateriale, kan die verseëlingsontwerp tussen die stingel en die klepliggaam van die laetemperatuurklep nie die vorm van seëlring gebruik nie, kan gebruik slegs die verseëlingstruktuur van die pakdoos en die blaas seëlstruktuur. Algemene blaasseël word in die medium gebruik, laat nie spoorlekkasie toe nie en is nie geskik vir verpakkingsgeleenthede nie, die lewe van sy enkellaagstruktuur is baie kort, die koste van meerlaagstruktuur is hoog, verwerking is moeilik, so oor die algemeen nie gebruik word.
Die seëlstruktuur van die stopbus is maklik om te vervaardig en te verwerk, maklik om te onderhou en te vervang, en is redelik algemeen in praktiese toepassing. Die algemene werkstemperatuur van die verpakking kan egter nie laer as -40 ℃ wees nie. Om die seëlprestasie van die verpakking te verseker, moet die verpakkingsbokstoestel van die lae-temperatuurklep onder die toestand van naby aan die omgewingstemperatuur bedryf word. By lae temperatuur, met die afname in temperatuur, verdwyn die elastisiteit van die vuller geleidelik, en die lekvaste werkverrigting verminder. As gevolg van media lekkasie wat veroorsaak word deur pakking en klep stingel ys, sal die normale werking van die klep stingel beïnvloed, maar ook as gevolg van die beweging van die klep stingel sal pak kras, wat veroorsaak dat ernstige lekkasie. Daarom, onder normale omstandighede, moet die lae-temperatuur klepverpakking werk teen 'n temperatuur bo 0 ℃, wat die ontwerp van die langnekklepdekselstruktuur vereis, sodat die pakkas weg van laetemperatuurmedium, en die keuse van verpakking met lae temperatuur eienskappe. Algemeen gebruikte vullers is politetrafluoroethyleen, asbes, geïmpregneerde politetrafluoroethylene asbes tou en buigsame grafiet, waaronder, omdat asbes nie deurlaatbaarheidslekkasie kan vermy nie, politetrafluoroethylene lineêre uitbreidingskoëffisiënt baie groot is, koue vloei verskynsel is ernstig, so oor die algemeen nie gebruik nie. Buigsame grafiet is 'n uitstekende seëlmateriaal, gas, vloeistof is ondeurdringbaar, kompressietempo is groter as 40%, veerkragtigheid is groter as 15%, spanningsverslapping is minder as 5%, die laer bevestigingsdruk kan verseël word. Dit het ook selfsmeerbaarheid, wat gebruik word as klepverpakking kan pakking en klepstamslytasie effektief voorkom, sy seëlprestasie is natuurlik beter as die tradisionele asbesmateriaal, so dit is een van die mees uitstekende seëlmateriaal.
Omdat die vuller oor die algemeen nie-metaalmateriaal is, is die lineêre uitsettingskoëffisiënt baie groter as die metaalvulkas en klepstam. Daarom, wanneer die verpakking wat by kamertemperatuur aanmekaargesit is tot 'n sekere temperatuur daal, is die krimping daarvan groter as dié van die pakkinggat en die klepsteel, wat lekkasie kan veroorsaak as gevolg van die afname in die voorlaaidruk. In die ontwerp kan die pakklierbout vooraf gelaai word met veelvuldige groepe skyfveerpakkings, sodat die voorlaaikrag van die verpakking by lae temperatuur voortdurend vergoed kan word om die seëleffek van die verpakking te verseker.
Die lae lekkasie gekombineerde stamverpakking vervaardig deur Garlock Company in die Verenigde State, die eindring is gemaak van koolstofvesel gevlegte skyfwortel, die seëlring is gemaak van hoë suiwer diamanttekstuur grafietstrookvorm, deur die beker- en keëlstruktuur en radiale uitsetting eienskappe, sodat die seëlprestasie verbeter word.
Die lae temperatuur vervorming van die stammateriaal sal ook die seëlprestasie van die verpakking beïnvloed. Daarom, dieselfde as die klep liggaam, klep deksel, verseëling bykomstige materiaal, die stam moet ook kryogeniese verwerking na afwerking, ten einde te maak die lae temperatuur vervorming is klein. Daarbenewens, omdat die austenitiese vlekvrye staal wat in die kryogeniese stammateriaal gebruik word, nie hittebehandel kan word om die oppervlakhardheid te verbeter nie, is die las tussen die stam en die pakking meer geneig om mekaar te kneus, wat lei tot lekkasie by die pakking. Daarom moet die stamoppervlak met harde chroom of nitried bedek word om die oppervlak hardheid te verbeter.
3.2 Middelflenspakking
Beide die middelste flensseël van die klep en die eksterne verbinding van die flensverbindingsklep is oor die algemeen in die vorm van pakkings. Aangesien pakkingmateriaal sal verhard en plastisiteit by lae temperatuur verminder, het die pakking vir lae temperatuur kleppe hoër vereistes. Dit moet betroubare verseëling en herstel hê by normale temperatuur, lae temperatuur en temperatuurveranderinge. Die invloed van lae temperatuur op pakking seëlwerkverrigting moet omvattend oorweeg word.
Volgens die algemeen gebruikte pakking seëlvorms sal die boutlengte, pakking en flensdikte krimp soos die temperatuur afneem. Om die betroubare pakking by lae temperatuur te verseker, moet dit nagekom word
Δ HT3 Δ HT – Δ HT1 – Δ H1 Tik die
ΔH1 — Trekvervorming van boutsamestelling, mm
Δ H1 = 1 / E1H sigma
ΔHT1 — Boutkrimping in temperatuurreeks van ΔT, mm
Δ HT1 Δ T = H alfa 1
ΔHT — krimp van pakking in ΔT temperatuursone, mm
Δ HT = alfa 2 Δ h T
ΔHT3 — Krimp van boonste en onderste flense in ΔT temperatuursone, mm
Δ HT3 = alfa 3 Δ T1 (H – H)
σ1 — Boutvoorlading, N/mm
E1 — elastiese modulus van bout, N/mm
α1, α2, α3 — is die lineêre uitsettingskoëffisiënt van onderskeidelik bout-, pakking- en flensmateriale, mm/m
H, H – mm
Wanneer die pakking seël die ontwerpte werkende lae temperatuur vanaf kamertemperatuur bereik, moet die som van die krimping van die boonste en onderste flense en die krimping van die pakking minder wees as die som van die krimping van die bout en die trekvervorming van die bout samestelling, om te verseker dat die pakking steeds 'n deel van die voorlading by die werkstemperatuur het en die seëlvermoë behou.
Gevolglik moet vier aspekte in die ontwerp oorweeg word. ① Die bout is gemaak van materiaal met 'n groter lineêre uitsettingskoëffisiënt, wat groter krimp by lae temperatuur het. ② Die flens is gemaak van materiaal met 'n kleiner lineêre uitsettingskoëffisiënt om ΔHT3 te verminder. ③ Verminder die dikte van die pakking, en gebruik die materiaal met 'n klein lineêre uitsettingskoëffisiënt as die pakking. (4) Verhoog die trekvervorming van boute.
Vir lae temperatuur kleppe onder -100 ℃, die liggaam materiaal en bout materiaal is oor die algemeen gemaak van austenitiese vlekvrye staal, die lineêre uitsettingskoëffisiënt is dieselfde, so dit is belangriker om die toepaslike pakking materiaal te kies en die trek vervorming van boute te verhoog. Ideale lae temperatuur pakking materiaal, by kamertemperatuur is sy hardheid laag, by lae temperatuur kan veerkragtigheid goed wees, lineêre uitsettingskoëffisiënt is klein en het 'n sekere meganiese sterkte. In praktiese toepassings word wikkelpakkings gemaak van vlekvrye staalband gevul met asbes of politetrafluoretileen of buigsame grafiet oor die algemeen gebruik, en die seëleffek van wikkelpakkings gemaak van buigsame grafiet en vlekvrye staal is ideaal. Wat die verhoogde trekvervorming van die bout betref, as gevolg van die limiet van die boutinstallasievoorspanning, is die verhoogde marge nie veel nie, dus kan dit oorweeg word om die skyfveerpakking te stel om te vergoed.