- ตามเงื่อนไขการใช้งาน การออกแบบวาล์วไครโอเจนิกมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:
- วาล์วควรจะสามารถทำงานได้เป็นเวลานานในตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำและอุณหภูมิแวดล้อม อายุการใช้งานโดยทั่วไปคือ 10 ปีหรือ 3,000 ถึง 5,000 รอบ
- วาล์วไม่ควรเป็นแหล่งความร้อนที่สำคัญในระบบอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากความร้อนที่ไหลเข้ามาไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพเชิงความร้อนเท่านั้น แต่ยังทำให้ของไหลภายในระเหยอย่างรวดเร็วหากมีการไหลเข้ามากเกินไป ส่งผลให้แรงดันเพิ่มขึ้นผิดปกติและก่อให้เกิดอันตรายได้
- สื่อที่มีอุณหภูมิต่ำไม่ควรส่งผลเสียต่อการทำงานของล้อเลื่อนและประสิทธิภาพการปิดผนึกบรรจุภัณฑ์
- ชุดวาล์วที่สัมผัสโดยตรงกับตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำควรมีโครงสร้างป้องกันการระเบิดและกันไฟ
- ชุดวาล์วที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำไม่สามารถหล่อลื่นได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีมาตรการทางโครงสร้างเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนเสียดสีเกิดรอยขีดข่วน
- ปัจจัยที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกวัสดุตัวเครื่องหลักของวาล์วไครโอเจนิกรวมถึงข้อกำหนดต่อไปนี้:
อุณหภูมิการทำงานขั้นต่ำของวาล์ว
วัสดุโลหะรักษาคุณสมบัติทางกลที่จำเป็นสำหรับสภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเหนียวในการรับแรงกระแทก การยืดตัวสัมพัทธ์ และความเสถียรของโครงสร้าง
วัสดุมีแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำเพียงพอ
วัสดุมีคุณสมบัติการหดตัวเย็นที่แตกต่างกัน
มีความต้านทานการสึกหรอได้ดีภายใต้อุณหภูมิต่ำและสภาวะการหล่อลื่นแบบไร้น้ำมัน
มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี
เมื่อใช้การเชื่อมต้องพิจารณาประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุด้วย
หลักการเลือกวัสดุ เช่น ตัวฝาครอบวาล์ว บ่าวาล์ว และจานวาล์วของส่วนประกอบหลักของวาล์วไครโอเจนิก ได้แก่: เหล็กเฟอร์ริติกจะใช้เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า {{0}} องศา ; เหล็กออสเทนนิติกจะใช้เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -100 องศา และวาล์วแรงดันต่ำและเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กสามารถทำจากวัสดุเช่นเหล็กและอลูมิเนียม การเลือกใช้วัสดุสำหรับก้านวาล์วและตัวยึด: เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า -100 องศา ก้านวาล์วและสลักเกลียวทำจากเหล็กโลหะผสม เช่น Ni, Cr-Mo เป็นต้น และผ่านการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุง แรงดึงและป้องกันการกัดด้าย เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -100 องศา มันทำจากเหล็กสเตนเลสออสเทนนิติกที่ทนกรด ในเวลาเดียวกัน ก้านวาล์วจะต้องชุบฮาร์ดโครเมียม (ความหนาการชุบ 0.04 มม.~0.06 มม.) หรือไนไตรด์เพื่อปรับปรุงความแข็งของพื้นผิว เพื่อป้องกันไม่ให้น็อตและโบลต์ยึด โดยทั่วไปน็อตจึงทำจากเหล็ก Mo หรือเหล็ก Ni และเคลือบโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์บนพื้นผิวเกลียว ปะเก็นสำหรับวาล์วอุณหภูมิต่ำต้องมีคุณสมบัติการซีลและการคืนตัวที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิปกติ อุณหภูมิต่ำ และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เนื่องจากวัสดุปะเก็นจะแข็งตัวและลดความเป็นพลาสติกที่อุณหภูมิต่ำ จึงควรเลือกวัสดุปะเก็นที่มีการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพเล็กน้อย เมื่ออุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -200 องศา และความดันการทำงานสูงสุดที่อุณหภูมิต่ำคือ 3MPa จะใช้แผ่นยางใยหินที่เป็นแร่ใยหินสีขาวเส้นใยยาว เมื่ออุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -200 องศา และความดันการทำงานสูงสุดคือ 5MPa จะใช้ปะเก็นแผลแบบเกลียวที่ทำจากเทปเหล็กทนกรดประกบด้วยแร่ใยหิน หรือปะเก็นแผลแบบเกลียวที่ทำจากเทปเหล็กทนกรดโพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีนถูกนำมาใช้ ปะเก็นบาดแผลที่ทำจากกราไฟท์ขยายและเหล็กทนกรดเหมาะอย่างยิ่งสำหรับวาล์วอุณหภูมิต่ำที่ -200 องศา การเลือกบรรจุภัณฑ์สำหรับวาล์วไครโอเจนิกควรพิจารณาถึงคุณลักษณะอุณหภูมิต่ำของบรรจุภัณฑ์ด้วย โดยทั่วไป การบรรจุโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนชนิด V ที่ชุบแล้วจะถูกใช้ในวาล์วไครโอเจนิก
- การออกแบบโครงสร้างของวาล์วไครโอเจนิกมีข้อกำหนดพื้นฐานดังต่อไปนี้:
- ใช้ตัววาล์วที่สามารถทนต่อการขยายตัวและการหดตัวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้อย่างเต็มที่ และโครงสร้างของบ่าวาล์วจะไม่เสียรูปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
- ใช้โครงสร้างฝาครอบวาล์วคอยาวที่สามารถปกป้องกล่องบรรจุได้ วัตถุประสงค์หลักของการใช้โครงสร้างนี้คือเพื่อลดความร้อนในอุปกรณ์ถ่ายโอนและป้องกันไม่ให้ก้านวาล์วและส่วนบนของฝาครอบวาล์วเกิดน้ำค้างแข็งและแข็งตัวเนื่องจากการระบายความร้อนมากเกินไปของกล่องบรรจุ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิของกล่องบรรจุอยู่ที่ 0 สูงกว่าองศา
- ใช้จานวาล์วที่สามารถรักษาการซีลที่เชื่อถือได้โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น วาล์วประตูใช้ประตูยางยืดหรือประตูเปิด วาล์วหยุดใช้บ่าวาล์วแบบแบน และวาล์วแบบเข็มใช้แผ่นวาล์วรูปปลั๊ก
- ใช้โครงสร้างการปิดผนึกด้านบน โดยทั่วไปแล้ววาล์วไครโอเจนิกจำเป็นต้องมีโครงสร้างการปิดผนึก พื้นผิวการปิดผนึกด้านบนโดยทั่วไปจะซ้อนทับด้วยโคบอลต์โครเมียม-ทังสเตนคาร์ไบด์ จากนั้นจึงกราวด์หลังจากเสร็จสิ้น
- ใช้โครงสร้างพื้นผิวโคบอลต์-โครเมียม-ทังสเตนคาร์ไบด์สำหรับพื้นผิวซีลบ่าวาล์วและแผ่นวาล์ว (แผ่นประตู)
- หมายเหตุ: โครงสร้างการซีลแบบอ่อนมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวสูงและเปราะที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับวาล์วไครโอเจนิกที่มีอุณหภูมิสูงกว่า -70 องศาเท่านั้น แต่โพลีไตรคลอโรเอทิลีนสามารถใช้กับวาล์วไครโอเจนิกที่มีอุณหภูมิสูงถึง 162 องศา . วาล์วไครโอเจนิกยังสามารถใช้โครงสร้างการปิดผนึกลูกฟูกโดยไม่ต้องบรรจุ
- ใช้รูระบายแรงดันเพื่อป้องกันแรงดันที่เพิ่มขึ้นผิดปกติ ตำแหน่งของรูระบายแรงดันขึ้นอยู่กับโครงสร้างของวาล์ว บางส่วนอยู่ที่ตัววาล์ว และบางส่วนอยู่บนแผ่นประตู สามารถติดตั้งท่อระบายบนวาล์วหรือติดตั้งวาล์วนิรภัยเพื่อระบายแรงดันสูงผิดปกติได้