कमी तापमानाच्या झडपाचा वापर आणि सीलिंग आवश्यकता कमी तापमानाच्या वाल्वची सामग्री कशी निवडावी

कमी तापमानाच्या झडपाचा वापर आणि सीलिंग आवश्यकता कमी तापमानाच्या वाल्वची सामग्री कशी निवडावी

2. वाल्वच्या सीलिंग कार्यक्षमतेवर कमी तापमानाचा प्रभाव
2.1 नॉन-मेटलिक सीलिंग जोड्या
खोलीच्या तपमानावर काम करणारे बॉल व्हॉल्व्ह आणि बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह सामान्यत: धातू ते नॉन-मेटलिक मटेरियल सील जोड्या वापरतात. नॉन-मेटलिक सामग्रीच्या उच्च लवचिकतेमुळे, सीलिंगसाठी आवश्यक विशिष्ट दाब लहान असतो, त्यामुळे सीलिंग चांगले असते. तथापि, कमी तापमानात, धातू नसलेल्या पदार्थांचा विस्तार गुणांक धातूच्या सामग्रीपेक्षा खूप मोठा असल्याने, कमी तापमानाचे संकोचन आणि धातूचे सील, व्हॉल्व्ह बॉडी आणि इतर भागांचे संकोचन बरेच वेगळे असते, ज्यामुळे सीलिंग विशिष्ट दाबाची गंभीर घट आणि सीलिंगचा परिणाम सील केला जाऊ शकत नाही. बहुतेक नॉन-मेटलिक पदार्थ क्रायोजेनिक तापमानात कडक होतात आणि ठिसूळ बनतात, कडकपणा गमावतात, परिणामी थंड प्रवाह आणि तणाव आराम होतो. जसे की काचेच्या तापमानापेक्षा कमी तापमानात रबर, पूर्णपणे लवचिकता गमावेल, काचयुक्त होईल, घट्टपणा गमावेल. याशिवाय, एलएनजी वाल्व्हसाठी रबर वापरता येत नाही कारण त्यात एलएनजी माध्यमात बबल विस्तार आहे. म्हणून, सध्या कमी तापमानाच्या झडपाच्या डिझाइनमध्ये, सामान्य तापमान -70 ℃ पेक्षा कमी आहे, यापुढे धातू आणि धातू नसलेल्या संमिश्र संरचना प्रकारात विशेष प्रक्रियेद्वारे नॉन-मेटॅलिक सीलिंग सहाय्यक सामग्री किंवा नॉन-मेटॅलिक सामग्रीचा वापर केला जात नाही.
परकीय नोंदीनुसार, काही गैर-धातू सामग्री क्रायोजेनिक अवस्थेत चांगल्या प्रकारे वापरली जाऊ शकते. 1970 च्या दशकात, “स्लिप शॉड”, आयरिश अलॉय कंपनी, लि. कडून एक नवीन प्लास्टिक, एक प्रकारचे अल्ट्रा-हाय मॉलिक्युलर वेट पॉलीथिलीन होते, ज्याची -269 डिग्री सेल्सिअस तापमानात चांगली कडकपणा होती, विशिष्ट प्रभावाच्या ताणामुळे तो तुटला नाही, आणि लक्षणीय पोशाख प्रतिकार राखला. फ्रान्समध्ये विकसित केलेले मायलार प्लास्टिक द्रव हायड्रोजन (-२५३ डिग्री सेल्सियस) तापमानात अजूनही लवचिक आहे. पूर्वीच्या सोव्हिएत युनियनच्या एचटी लोमनेन्कोच्या पॉली कार्बोनेट सील धारकाची द्रव नायट्रोजन (-196℃) मध्ये चाचणी करण्यात आली. डेटा दर्शवितो की कमी तापमानात पॉली कार्बोनेटचा चांगला सीलिंग प्रभाव असतो.
2.2 मेटल सील जोडी
कमी तापमानाच्या स्थितीत, धातूच्या सामग्रीची ताकद आणि कडकपणा वाढतो, प्लॅस्टिकिटी आणि कडकपणा कमी होतो, कमी तापमानाच्या थंड ठिसूळ घटनेचे भिन्न अंश दर्शविते, वाल्वच्या कार्यक्षमतेवर आणि सुरक्षिततेवर गंभीरपणे परिणाम करतात. कमी तपमानावर सामग्रीचे कमी ताणतणाव ठिसूळ फ्रॅक्चर टाळण्यासाठी, कमी तापमानाच्या झडपांची रचना करताना, सामान्यत: जेव्हा तापमान -100 ℃ पेक्षा जास्त असते तेव्हा फेरिटिक स्टेनलेस स्टील सामग्री वापरली जाते, जेव्हा तापमान -100 ℃ पेक्षा कमी असते तेव्हा वाल्व बॉडी, व्हॉल्व्ह कव्हर, व्हॉल्व्ह स्टेम आणि सीलिंग सीट हे मुख्यतः फेस-केंद्रित क्यूबिक लॅटिस ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलसह वापरले जातात, तांबे आणि तांबे मिश्रधातू, ॲल्युमिनियम आणि ॲल्युमिनियम मिश्र धातु, इ. परंतु ॲल्युमिनियम आणि ॲल्युमिनियम मिश्र धातुची कडकपणा जास्त नसल्यामुळे, सीलिंग पृष्ठभागाची घर्षण प्रतिरोधकता आणि घर्षण प्रतिरोधक क्षमता कमी आहे, त्यामुळे कमी तापमानाच्या वाल्वमध्ये ते क्वचितच वापरले जाते. सामान्यतः ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील मटेरियल वापरा, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या 0Cr18Ni9, 00Cr17Ni12Mo2(304, 316L), इत्यादी, या सामग्रीमध्ये कमी तापमान थंड ठिसूळ गंभीर तापमान नसते, कमी तापमानाच्या परिस्थितीत, तरीही उच्च कडकपणा टिकवून ठेवू शकतात.
तथापि, कमी तापमानाच्या वाल्व मेटल सील सहाय्यक सामग्री म्हणून ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलमध्ये देखील काही कमतरता आहेत. यातील बहुतेक पदार्थ खोलीच्या तपमानावर मेटास्टेबल स्थितीत असल्यामुळे, जेव्हा तापमान फेज ट्रान्झिशन पॉइंट (MS) च्या खाली कमी केले जाते तेव्हा सामग्रीमधील ऑस्टेनाइटचे मार्टेन्साइटमध्ये रूपांतर होते. बॉडी सेंटर्ड क्यूबिक लॅटिससाठी मार्टेन्साइट घनता ऑस्टेनाइटच्या फेस-केंद्रित घन जाळीपेक्षा कमी असते आणि काही कार्बन अणू शरीर केंद्रीत घन जाळीच्या स्थितीचे नियमन करतात, सी अक्षाच्या वाढीसह जाळी बनवतात, त्यामुळे व्हॉल्यूममध्ये वाढ होते. अंतर्गत तणावामुळे, मूळतः पीसल्यानंतर सीलिंग पृष्ठभागाच्या बकलिंग विकृतीची सीलिंग आवश्यकता पूर्ण करा, परिणामी सील अपयश मध्ये.
कमी तापमानाच्या फेज ट्रान्सफॉर्मेशनमुळे, प्रत्येक भागाच्या तापमानातील फरकामुळे किंवा भिन्न सामग्रीमधील भौतिक गुणधर्मांमधील फरकामुळे, असमान संकोचन परिणामी, तापमान भिन्नता तणावामुळे सीलिंग पृष्ठभागाच्या विकृतीच्या अपयशाव्यतिरिक्त. जेव्हा ताण सामग्रीच्या लवचिक मर्यादेपेक्षा कमी असतो, तेव्हा सीलिंग पृष्ठभागामध्ये एक उलट करता येण्याजोगा लवचिक विकृती निर्माण होते. जेव्हा एखाद्या भागाच्या तापमानाचा ताण सामग्रीच्या उत्पन्नाच्या मर्यादेपेक्षा जास्त असतो, तेव्हा भागांमध्ये अपरिवर्तनीय विकृती आणि विकृती असते, ज्यामुळे सीलिंग पृष्ठभाग देखील बिघडते आणि सीलिंग प्रभावावर परिणाम होतो.
मेटल सीलिंग जोडीवर कमी तापमानाचा प्रभाव लक्षात घेता, मेटल सीलिंग पृष्ठभागाची विकृती लहान करण्यासाठी किंवा सीलिंग पृष्ठभागाच्या विकृतीचा सीलिंग कार्यक्षमतेवर थोडासा प्रभाव पडण्यासाठी संबंधित उपाययोजना करणे आवश्यक आहे. प्रथम, सामग्रीच्या संदर्भात, आपण उच्च स्थिरतेसह मेटॅलोग्राफिक संरचना (जसे की 316L परंतु उच्च किंमतीसह) सामग्री निवडण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे. दुसरे म्हणजे, शरीरासाठी, कव्हर, स्टेम, सील आणि भागांपासून बनवलेल्या इतर ऑस्टेनिटिक सामग्रीवर कमी तापमानात प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून पूर्ण होण्यापूर्वी सामग्रीचे मार्टेन्साइट रूपांतर आणि विकृत रूप पूर्णपणे पार पाडले जाईल. कमी तापमानाच्या उपचाराचे तापमान मटेरियल फेज चेंज तापमान (MS) पेक्षा कमी आणि वाल्वच्या वास्तविक कार्यरत तापमानापेक्षा कमी असावे आणि उपचार वेळ 2 ~ 4h असावा. आवश्यक असल्यास, अनेक कमी तापमान उपचार किंवा योग्य वृद्धत्व उपचार केले जाऊ शकतात. वरील उपायांव्यतिरिक्त, सीलिंगच्या कार्यक्षमतेवर सीलिंग पृष्ठभागाच्या विकृतीचा प्रभाव कमी करण्यासाठी स्ट्रक्चरल डिझाइनचा देखील विचार केला पाहिजे, जसे की गेट वाल्वच्या डिझाइनमध्ये, बॉल व्हॉल्व्ह आणि बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह लवचिक सीलिंग स्ट्रक्चरच्या वापराचा विचार करू शकतात. कमी तापमानाच्या विकृतीची अंशतः भरपाई केली जाऊ शकते. ग्लोब व्हॉल्व्हसाठी शंकूच्या आकाराचे सील रचना असावी, जेणेकरून लहान प्रभावाच्या सीलिंग पृष्ठभागावर कमी तापमानाचे विकृतीकरण होईल.
3. वाल्वच्या सीलिंग कार्यक्षमतेवर कमी तापमानाचा प्रभाव
3.1 स्टेम पॅकिंग
कमी तापमानात रबर सामग्रीच्या दोषांमुळे आणि बहुतेक नॉन-मेटलिक सामग्रीच्या थंड ठिसूळ आणि गंभीर शीत प्रवाहाच्या घटनेमुळे, स्टेम आणि कमी तापमानाच्या वाल्वच्या वाल्व बॉडीमधील सीलिंग डिझाइन सीलिंग रिंगच्या स्वरूपात वापरू शकत नाही. फक्त पॅकिंग बॉक्स सीलिंग स्ट्रक्चर आणि बेलोज सीलिंग स्ट्रक्चर वापरा. सामान्य बेलोज सील माध्यमात वापरले जाते ट्रेस गळती होऊ देत नाही आणि पॅकिंग प्रसंगी योग्य नाही, त्याच्या सिंगल-लेयर स्ट्रक्चरचे आयुष्य खूप लहान आहे, मल्टी-लेयर स्ट्रक्चरची किंमत जास्त आहे, प्रक्रिया करणे कठीण आहे, त्यामुळे सामान्यतः नाही वापरले.
स्टफिंग बॉक्सची सीलिंग रचना तयार करणे आणि प्रक्रिया करणे सोपे आहे, देखरेख करणे आणि बदलणे सोपे आहे आणि व्यावहारिक वापरामध्ये सामान्य आहे. तथापि, पॅकिंगचे सामान्य कार्यरत तापमान -40 ℃ पेक्षा कमी असू शकत नाही. पॅकिंगचे सीलिंग कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करण्यासाठी, कमी-तापमान वाल्व्हचे पॅकिंग बॉक्स डिव्हाइस सभोवतालच्या तापमानाच्या जवळच्या स्थितीत ऑपरेट केले जावे. कमी तापमानात, तपमान कमी झाल्यामुळे, फिलरची लवचिकता हळूहळू अदृश्य होते आणि लीक-प्रूफ कार्यक्षमता कमी होते. पॅकिंग आणि वाल्व स्टेम बर्फामुळे मीडिया गळतीमुळे, वाल्व स्टेमच्या सामान्य ऑपरेशनवर परिणाम होईल, परंतु वाल्व स्टेमच्या हालचालीमुळे पॅकिंग स्क्रॅच होईल, ज्यामुळे गंभीर गळती होईल. त्यामुळे, सामान्य परिस्थितीत, कमी तापमानाच्या वाल्व पॅकिंगला ० डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात काम करणे आवश्यक असते, ज्यासाठी लांब नेक व्हॉल्व्ह कव्हर स्ट्रक्चरची रचना आवश्यक असते, जेणेकरून पॅकिंग बॉक्स कमी तापमानाच्या माध्यमापासून दूर असेल आणि पॅकिंगची निवड करता येईल. कमी तापमानाच्या वैशिष्ट्यांसह. सामान्यतः वापरलेले फिलर्स पॉलिटेट्राफ्लुओरोइथिलीन, एस्बेस्टोस, गर्भवती पॉलिटेट्राफ्लोरोइथिलीन एस्बेस्टोस दोरी आणि लवचिक ग्रेफाइट आहेत, त्यापैकी, एस्बेस्टोस पारगम्यता गळती टाळू शकत नाही, पॉलीटेट्राफ्लोरोइथिलीन रेखीय विस्तार गुणांक खूप मोठा आहे, शीत प्रवाह घटना सामान्यपणे वापरली जात नाही, गंभीरपणे वापरली जात नाही. लवचिक ग्रेफाइट एक उत्कृष्ट सीलिंग सामग्री आहे, गॅस, द्रव अभेद्य आहेत, कॉम्प्रेशन रेट 40% पेक्षा जास्त आहे, लवचिकता 15% पेक्षा जास्त आहे, तणाव विश्रांती 5% पेक्षा कमी आहे, कमी फास्टनिंग प्रेशर सील केले जाऊ शकते. यात स्वयं वंगण देखील आहे, वाल्व पॅकिंग म्हणून वापरलेले पॅकिंग आणि वाल्व स्टेम वेअर प्रभावीपणे रोखू शकते, त्याची सीलिंग कामगिरी पारंपारिक एस्बेस्टोस सामग्रीपेक्षा स्पष्टपणे चांगली आहे, म्हणून ती सर्वात उत्कृष्ट सीलिंग सामग्रींपैकी एक आहे.
फिलर सामान्यत: नॉन-मेटलिक मटेरियल असल्यामुळे, रेखीय विस्तार गुणांक मेटल फिलर बॉक्स आणि व्हॉल्व्ह स्टेमपेक्षा खूप मोठा असतो. म्हणून, खोलीच्या तपमानावर एकत्रित केलेले पॅकिंग विशिष्ट तापमानापर्यंत खाली येते तेव्हा, त्याचे संकोचन पॅकिंग छिद्र आणि वाल्व स्टेमपेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे प्रीलोडिंग दाब कमी झाल्यामुळे गळती होऊ शकते. डिझाइनमध्ये, पॅकिंग ग्रंथी बोल्ट डिस्क स्प्रिंग गॅस्केटच्या अनेक गटांसह प्रीलोड केले जाऊ शकते, जेणेकरून पॅकिंगचा सीलिंग प्रभाव सुनिश्चित करण्यासाठी कमी तापमानात पॅकिंगच्या प्रीलोडिंग फोर्सची सतत भरपाई केली जाऊ शकते.
युनायटेड स्टेट्समधील गारलॉक कंपनीद्वारे उत्पादित कमी गळती एकत्रित स्टेम पॅकिंग, शेवटची रिंग कार्बन फायबर ब्रेडेड डिस्क रूटपासून बनलेली आहे, सीलिंग रिंग उच्च शुद्धता डायमंड टेक्सचर ग्रेफाइट स्ट्रिप मोल्डिंगद्वारे बनलेली आहे, कप आणि शंकूच्या संरचनेद्वारे आणि रेडियल विस्ताराद्वारे. वैशिष्ट्ये, जेणेकरून सीलिंग कार्यप्रदर्शन सुधारले जाईल.
स्टेम मटेरियलचे कमी तापमानाचे विकृती पॅकिंगच्या सीलिंग कार्यक्षमतेवर देखील परिणाम करेल. म्हणून, वाल्व बॉडी, व्हॉल्व्ह कव्हर, सीलिंग ऍक्सेसरी सामग्री प्रमाणेच, स्टेम देखील पूर्ण झाल्यानंतर क्रायोजेनिक प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे, कमी तापमानाचे विकृत रूप कमी करण्यासाठी. याव्यतिरिक्त, क्रायोजेनिक स्टेम मटेरियलमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलवर पृष्ठभागाची कडकपणा सुधारण्यासाठी उष्णता-उपचार करता येत नसल्यामुळे, स्टेम आणि पॅकिंगमधील जोड एकमेकांना जखम होण्याची शक्यता असते, परिणामी पॅकिंगमध्ये गळती होते. म्हणून, पृष्ठभागाची कडकपणा सुधारण्यासाठी स्टेम पृष्ठभागावर कठोर क्रोमियम किंवा नायट्राइडचा मुलामा असणे आवश्यक आहे.
3.2 मिडल फ्लँज गॅस्केट
व्हॉल्व्हचा मध्यम फ्लँज सील आणि फ्लँज कनेक्शन वाल्वचे बाह्य कनेक्शन दोन्ही सामान्यतः गॅस्केटच्या स्वरूपात असतात. कमी तापमानात गॅस्केट सामग्री कडक होईल आणि प्लास्टीसीटी कमी करेल, कमी तापमानाच्या वाल्व्हसाठी गॅस्केटची आवश्यकता जास्त आहे. त्यात सामान्य तापमान, कमी तापमान आणि तापमान बदलांवर विश्वसनीय सीलिंग आणि पुनर्प्राप्ती असणे आवश्यक आहे. गॅस्केट सीलिंग कार्यक्षमतेवर कमी तापमानाचा प्रभाव सर्वसमावेशकपणे विचारात घेतला पाहिजे.
सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या गॅस्केट सीलिंग प्रकारांनुसार, बोल्टची लांबी, गॅस्केट आणि फ्लँजची जाडी तापमान कमी झाल्यामुळे कमी होईल. कमी तापमानात विश्वसनीय गॅस्केट सीलिंग सुनिश्चित करण्यासाठी, ते पूर्ण करणे आवश्यक आहे
Δ HT3 Δ HT – Δ HT1 – Δ H1 मध्ये टाइप करा
ΔH1 - बोल्ट असेंब्लीचे तन्य विरूपण, मिमी
Δ H1 = 1 / E1H सिग्मा
ΔHT1 - ΔT, मिमी तापमान श्रेणीमध्ये बोल्ट संकोचन
Δ HT1 Δ T = H अल्फा 1
ΔHT - ΔT तापमान झोनमध्ये गॅस्केटचे संकोचन, मिमी
Δ HT = अल्फा 2 Δ h T
ΔHT3 - ΔT तापमान झोनमध्ये वरच्या आणि खालच्या फ्लँजचे संकोचन, मिमी
Δ HT3 = अल्फा 3 Δ T1 (H – H)
σ1 — बोल्ट प्रीलोड, N/mm
E1 — बोल्टचे लवचिक मॉड्यूलस, N/mm
α1, α2, α3 — अनुक्रमे mm/m बोल्ट, गॅस्केट आणि फ्लँज सामग्रीचे रेखीय विस्तार गुणांक आहेत
एच, एच - मिमी
जेव्हा गॅस्केट सील खोलीच्या तपमानापासून डिझाइन केलेल्या कमी तापमानापर्यंत पोहोचते तेव्हा वरच्या आणि खालच्या फ्लँजच्या संकोचन आणि गॅस्केटच्या संकोचनची बेरीज बोल्टच्या संकोचन आणि बोल्टच्या तन्य विकृतीच्या बेरीजपेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. असेंब्ली, जेणेकरुन हे सुनिश्चित करण्यासाठी की गॅस्केटमध्ये अद्याप कार्यरत तापमानात प्रीलोडचा काही भाग आहे आणि सीलिंग क्षमता राखली जाईल.
त्यानुसार रचनेत चार बाबींचा विचार केला पाहिजे. ① बोल्ट मोठ्या रेखीय विस्तार गुणांक असलेल्या सामग्रीचा बनलेला असतो, ज्यामध्ये कमी तापमानात मोठे संकोचन असते. ② फ्लँज ΔHT3 कमी करण्यासाठी लहान रेषीय विस्तार गुणांक असलेल्या सामग्रीपासून बनलेले आहे. ③ गॅस्केटची जाडी कमी करा आणि गॅस्केट म्हणून लहान रेखीय विस्तार गुणांक असलेली सामग्री वापरा. (4) बोल्टचे तन्य विरूपण वाढवा.
-100 ℃ पेक्षा कमी तापमानाच्या वाल्व्हसाठी, बॉडी मटेरियल आणि बोल्ट मटेरियल सामान्यत: ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलचे बनलेले असते, रेखीय विस्तार गुणांक समान असतो, त्यामुळे योग्य गॅस्केट सामग्री निवडणे आणि बोल्टचे तन्य विकृती वाढवणे अधिक महत्त्वाचे आहे. आदर्श कमी तापमानाची गॅस्केट सामग्री, खोलीच्या तपमानावर त्याची कठोरता कमी असते, कमी तापमानात लवचिकता चांगली असू शकते, रेखीय विस्तार गुणांक लहान असतो आणि विशिष्ट यांत्रिक शक्ती असते. व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये, एस्बेस्टोस किंवा पॉलिटेट्राफ्लुओरेथिलीन किंवा लवचिक ग्रेफाइटने भरलेल्या स्टेनलेस स्टील टेपने बनवलेल्या विंडिंग गॅस्केटचा वापर केला जातो आणि लवचिक ग्रेफाइट आणि स्टेनलेस स्टीलच्या विंडिंग गॅस्केटचा सीलिंग प्रभाव आदर्श आहे. बोल्टच्या वाढलेल्या तन्य विकृतीबद्दल, बोल्ट इंस्टॉलेशन प्रीलोडच्या मर्यादेमुळे, वाढीव मार्जिन जास्त नाही, म्हणून डिस्क स्प्रिंग गॅस्केटची भरपाई करण्यासाठी सेट करण्याचा विचार केला जाऊ शकतो.