Lectura imprescindible para ingenieros: diseño de baja temperatura de válvulas de bola de mierda/válvulas de compuerta (BS 6364) y análisis de limitaciones de válvulas de mariposa

En el campo de la ingeniería de baja temperatura, la selección de válvulas es de importancia crucial, ya que se relaciona directamente con la seguridad y la eficiencia del sistema. El estándar BS 6364 proporciona especificaciones claras para el diseño, fabricación y prueba de válvulas de baja temperatura. Este artículo se centrará en explorar las características de diseño de baja temperatura de las válvulas de bola de Trunnion y las válvulas de compuerta bajo el estándar BS 6364 y ​​comparar las limitaciones de las válvulas de mariposa en aplicaciones de baja temperatura, para ayudar a los ingenieros a tomar decisiones más sabias en los proyectos.

I. Descripción general del estándar BS 6364

El BS 6364 es una especificación para las válvulas de baja temperatura emitidas por la Institución de Normas Británicas (BSI), aplicables a válvulas dentro del rango de temperatura de -50 ° C a -196 ° C. Este estándar cubre tipos como válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola y válvulas de mariposa, y estipula los requisitos de diseño de válvulas, selección de materiales, fabricación, pruebas y marcas. El objetivo central de BS 6364 es garantizar la confiabilidad y seguridad de las válvulas de baja temperatura en condiciones extremas, especialmente en el transporte y almacenamiento de medios de baja temperatura, como el gas natural licuado (GNL) y el oxígeno líquido (LO2).

II. Características de diseño de baja temperatura de las válvulas de bola de muelle

(1) Diseño estructural
Una válvula de bola de muescas es una válvula de bola especialmente diseñada con una estructura de mierda en su cuerpo de válvula, que facilita la instalación y el mantenimiento. En un entorno de baja temperatura, el diseño de la válvula de bola de Trunnion debe cumplir con los requisitos estrictos de BS 6364. Por ejemplo, la válvula debe estar equipada con una cubierta de válvula alargada o una glándula de empaquetado para garantizar que la temperatura del embalaje del válvula permanezca dentro del rango permitido del material. Este diseño puede reducir efectivamente la transferencia de calor y evitar que el embalaje falle a bajas temperaturas.

(2) Selección de material
En un entorno de baja temperatura, el rendimiento de los materiales cambiará significativamente. Las válvulas de bola de mierda generalmente adoptan materiales resistentes a la temperatura baja, como el acero inoxidable austenítico, que aún puede mantener una buena resistencia y resistencia a bajas temperaturas. Además, los materiales para el asiento de la válvula y la superficie de sellado también se tratan especialmente para garantizar un buen rendimiento de sellado a bajas temperaturas.

(3) Requisitos de prueba
Según BS 6364, las válvulas de bola de Trunnion deben someterse a una serie de pruebas de baja temperatura, incluidas las pruebas de concha, las pruebas de sellado y las pruebas de rendimiento operativo. Estas pruebas tienen como objetivo verificar el rendimiento del sellado y la flexibilidad operativa de las válvulas en condiciones de baja temperatura. Por ejemplo, en un entorno de nitrógeno líquido a -196 ° C, la válvula debe someterse a múltiples pruebas de operación de encendido apagado para garantizar que no se atasque a temperaturas extremadamente bajas.

Iii. Características de diseño de baja temperatura de las válvulas de puerta

(1)
Las válvulas de compuerta de diseño estructural también deben seguir los requisitos de diseño de BS 6364 en aplicaciones de baja temperatura. Sus cubiertas de válvula generalmente adoptan un diseño alargado para evitar que el calor se transfiera desde el vástago de la válvula hasta el embalaje. Además, el diseño de la válvula de puerta también debe considerar la dirección de flujo del medio y el ángulo de funcionamiento para garantizar un funcionamiento suave en un entorno de baja temperatura.

(2) Selección de material
La selección de material para las válvulas de compuerta de baja temperatura es igualmente crucial. Los componentes principales, como el cuerpo de la válvula, la cubierta de la válvula y el vástago de la válvula, generalmente adoptan acero resistente a la temperatura baja, como el acero al carbono de baja temperatura o el acero inoxidable. Estos materiales tienen buenas propiedades mecánicas y resistencia a la fragilidad a bajas temperaturas y pueden resistir los cambios de presión y temperatura de los medios de baja temperatura.

(3) Requisitos de prueba
Los requisitos de prueba de BS 6364 para válvulas de compuerta de baja temperatura son similares a los de las válvulas de bola de Trunnion, incluidas las pruebas de sellado de baja temperatura y las pruebas de rendimiento operativo. Estas pruebas aseguran que las válvulas de compuerta se puedan cerrar y abrir de manera confiable en un entorno de baja temperatura al tiempo que evita la fuga de mediana.

IV. Limitaciones de las válvulas de mariposa en aplicaciones de baja temperatura

(1) Rendimiento de sellado
El rendimiento de sellado de las válvulas de mariposa es relativamente débil en un entorno de baja temperatura. Dado que el sellado de las válvulas de mariposa se basa principalmente en el contacto entre el disco y el asiento de la válvula, las bajas temperaturas pueden hacer que el material de sellado se vuelva frágil, reduciendo así el efecto de sellado. Además, la estructura de las válvulas de mariposa es relativamente compacta, y es difícil diseñar cubiertas de válvulas alargadas o empacar glándulas como válvulas de bola o válvulas de puerta, lo que limita su capacidad de aislamiento térmico a bajas temperaturas.

(2) Flexibilidad operativa
La flexibilidad operativa de las válvulas de mariposa también puede verse afectada en un entorno de baja temperatura. El disco de la válvula de mariposa necesita girar dentro del cuerpo de la válvula. Las bajas temperaturas pueden hacer que el lubricante falle o el medio se congele, aumentando así la resistencia operativa. En comparación, los diseños de válvulas de bola y válvulas de compuerta permiten un funcionamiento más fácil a bajas temperaturas.

(3) de rango aplicable
Las válvulas de mariposa generalmente son adecuadas para sistemas de mediana y baja presión, y su aplicabilidad en entornos de baja temperatura y alta presión es limitada. Las válvulas de bola y las válvulas de puerta, debido a su diseño estructural y su selección de materiales, son más adecuadas para su uso en entornos de alta presión y baja temperatura.

V. Análisis comparativo

La siguiente tabla compara las características clave de las válvulas de bola de Trunnion, las válvulas de compuerta y las válvulas de mariposa en aplicaciones de baja temperatura:

VI. CONCLUSIÓN

En ingeniería de baja temperatura, la selección de válvulas apropiadas es de importancia crucial. Cuando se diseñan de acuerdo con el estándar BS 6364, las válvulas de bola de mierda y las válvulas de compuerta pueden proporcionar un excelente rendimiento de sellado y flexibilidad operativa y son adecuadas para entornos de alta presión y baja temperatura. En comparación, las válvulas de mariposa tienen ciertas limitaciones en aplicaciones de baja temperatura, especialmente en términos de rendimiento de sellado y flexibilidad operativa. Al seleccionar válvulas, los ingenieros deben considerar de manera integral las características de diseño, la selección de materiales y los requisitos de prueba de las válvulas de acuerdo con escenarios y requisitos específicos de la aplicación para garantizar la seguridad y la confiabilidad del sistema.