Tại sao van bi trục được sử dụng trong các ứng dụng đông lạnh?

Điều kiện đông lạnh đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất của van, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về độ kín, khả năng chịu nhiệt độ thấp, khả năng chống va đập và độ ổn định khi vận hành. Do thiết kế cấu trúc của nó, van bi Trunnion hình trụ (còn được gọi là van bi cố định) có những ưu điểm rõ ràng trong các ứng dụng đông lạnh và đã trở thành loại van ưa thích của LNG, ethylene, oxy lỏng và các hệ thống vận chuyển phương tiện đông lạnh khác.

1. Đảm bảo niêm phong kép chống rò rỉ đông lạnh
độ nhớt thấp và độ thấm cao của môi trường đông lạnh thấp đòi hỏi hiệu suất bịt kín cực cao. Van bi trunnion được thiết kế với bóng cố định cộng với thiết kế làm kín hai chiều. Quả cầu được cố định bằng các trục trên và dưới, làm giảm tác động của dòng vật liệu lên bề mặt bịt kín. Đồng thời, đế van được cài đặt sẵn-lò xo thực hiện việc bịt kín hai chiều. Ngay cả khi một bên bị hỏng, bên kia vẫn phải đóng kín để tránh những rủi ro về an toàn do rò rỉ môi trường đông lạnh. Ngoài ra, một số thiết kế sử dụng kết hợp phốt cứng kim loại và phốt mềm, cân bằng khả năng chống mài mòn và khả năng thích ứng đông lạnh, đảm bảo không rò rỉ ngay cả ở -196 độ (ví dụ: đối với các ứng dụng LNG).

2.Khả năng thích ứng của vật liệu ở nhiệt độ thấp-và chống gãy xương giòn
Trong môi trường nhiệt độ thấp, hiện tượng gãy giòn của các vật liệu kim loại thông thường rất dễ xảy ra do độ co ngót không đều. Van bi loại trunnion-thường sử dụng thép không gỉ austenit (ví dụ:. 304L, 316L), hợp kim gốc niken-(ví dụ: Inconel) hoặc thép cacbon nhiệt độ thấp để chế tạo hình cầu, mặt tựa và van. Những vật liệu này duy trì độ dẻo dai và sức mạnh tốt ở nhiệt độ thấp. Cấu trúc trục giúp phân tán ứng suất, giảm nồng độ ứng suất cục bộ do giãn nở và co ngót nhiệt, đồng thời giảm hơn nữa nguy cơ gãy giòn.

3. Chống va đập, rung và môi trường làm việc phức tạp.
Van có thể tiếp xúc với búa nước, dao động áp suất hoặc rung động bên ngoài trong quá trình vận chuyển môi trường đông lạnh. Van bi hướng trục sử dụng cấu trúc bi cố định, được hỗ trợ bởi van bi trục, giúp tách bi ra khỏi ghế và giảm ảnh hưởng trực tiếp của môi chất lên bề mặt bịt kín. Đồng thời, bản thân cổ trục có đặc tính chống-rung, ngăn ngừa hư hỏng phốt do rung động. Ngoài ra, thiết kế nhỏ gọn của nó giúp giảm trọng lượng tổng thể của van, giảm tải trọng va đập do quán tính gây ra và khiến nó phù hợp với các điều kiện làm việc năng động như giàn khoan và máy lắc ngoài khơi.

4. Thiết kế nắp ca-pô có cổ dài-để tránh đóng băng bao bì
Môi trường đông lạnh có thể dễ dàng dẫn đến đóng băng trong hộp nhồi và ảnh hưởng đến hoạt động của van. Van bi kiểu trục-thường sử dụng cấu trúc nắp ca-pô cổ dài. Bằng cách kéo dài chiều dài của nắp, hộp nhồi được tránh xa môi trường đông lạnh, duy trì nhiệt độ của khu vực đóng gói trên 0 độ và ngăn ngừa đóng băng. Một số thiết kế còn bao gồm rãnh thoát nước ở cổ dài để dẫn hướng ngưng tụ, ngăn ngừa đóng băng hơn nữa bao bì. Tính năng này làm cho nó trở nên tuyệt vời cho các cảnh như bể chứa đông lạnh và ổ cắm máy bơm đông lạnh.

5. Luồng gió hai chiều và lỗ thông hơi kép để đảm bảo an toàn cho hệ thống
Môi trường đông lạnh có thể bay hơi do nhiệt độ cao hơn, dẫn đến áp suất tăng bất thường trong khoang van (áp suất tăng bất thường). Van bi loại trục-hỗ trợ dòng chảy hai chiều và có thể đóng lại để đạt được khả năng thông hơi-khối kép. Điều này có nghĩa là môi chất còn sót lại trong khoang van sẽ bị đẩy ra ngoài qua các lỗ thông hơi trên thân van, ngăn không cho áp suất tích tụ. Chức năng này rất cần thiết để ngăn ngừa vỡ thân van hoặc hỏng vòng đệm trong quá trình bảo trì đường ống LNG hoặc tắt khẩn cấp và để đảm bảo an toàn cho nhân viên và thiết bị.

6. Thiết kế mô-đun để bảo trì trực tuyến
Thời gian ngừng hoạt động kéo dài rất quan trọng đối với việc duy trì bảo trì van đông lạnh vì nó có thể gây ra hiện tượng bay hơi trung bình hoặc biến động nhiệt độ hệ thống. Van bi kiểu trục-có cấu trúc lối vào ở phía trên, với thân và nắp được bắt vít với nhau, cho phép các bộ phận bên trong như đế van và quả cầu được thay thế trực tuyến mà không cần phải tháo đường ống. Một số thiết kế cũng hỗ trợ bảo trì-theo thời gian thực, cho phép điều chỉnh tải trước vòng đệm hoặc thay thế vòng đệm khi hệ thống đang chạy bằng các công cụ chuyên dụng, nhờ đó giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì.

Câu 1: Sự khác biệt giữa van bi trụ và van bi nổi trong ứng dụng đông lạnh là gì?
Trả lời: Trong van bi nổi, quả bóng nổi tự do và bịt kín bằng cách ấn vào đế van bằng áp suất điện môi. Ở nhiệt độ thấp, sự thay đổi độ nhớt của môi trường sẽ dẫn đến độ kín không ổn định. Trong van bi kiểu trục-, bi được cố định và mặt tựa van được điều áp bằng lò xo, giúp hiệu suất bịt kín đáng tin cậy hơn, khả năng chống va đập tốt hơn và phù hợp hơn với điều kiện đông lạnh.

Câu hỏi 2: Làm cách nào để chọn vật liệu cho van bi loại{1}}trục đông lạnh?

A2: Vật liệu đế van đông lạnh đòi hỏi sự cân bằng về khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và độ bền ở nhiệt độ thấp. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm vật liệu polytetrafluoroethylene (PTFE) đã biến đổi, chẳng hạn như PTFE chứa đầy than chì-và than chì kim loại. Các phớt làm kín bằng kim loại cứng (chẳng hạn như hợp kim Stellite) hoặc các phớt làm kín bằng than chì linh hoạt được ưu tiên ở nhiệt độ cực-thấp (ví dụ:. -196 độ C) để tránh vật liệu làm kín mềm dễ vỡ.

Câu hỏi 3: Có thể sử dụng van bi loại trục-trong điều kiện nhiệt độ cao và thấp luân phiên không?
A3: Có, nhưng hãy chọn vật liệu và thiết kế có khả năng thích ứng với nhiệt độ. Ví dụ: thân van phải được làm bằng thép cacbon nhiệt độ thấp hoặc thép không gỉ, trong khi cổ trục và vòng đệm phải được làm bằng vật liệu chịu nhiệt độ cao (ví dụ: hợp kim gốc niken). Đồng thời, cần loại bỏ ứng suất dư bằng cách xử lý nhiệt để tránh biến dạng hoặc rò rỉ do thay đổi nhiệt độ.

Câu hỏi 4: Các yêu cầu đặc biệt để lắp đặt van bi loại-trục đông lạnh là gì?
A4: Trong quá trình lắp đặt, đảm bảo dòng chảy của van phù hợp với dòng chảy của môi trường để tránh áp suất ngược ảnh hưởng đến nắp bịt kín; nắp van có cổ dài{1}}phải được lắp theo chiều dọc để ngăn chặn sự tích tụ hơi nước; cần làm mát trước-chậm trước khi sử dụng lần đầu để tránh ứng suất nhiệt làm nứt thân van; và các bu lông được siết chặt theo đường chéo để tránh lực căng không đều lên nắp bịt kín.

Câu hỏi 5: Làm cách nào để xác định xem van bi-có cần sửa chữa hay không?
Câu trả lời 5: Nếu mô-men xoắn vận hành tăng, rò rỉ bịt kín, đóng băng bất thường trên thân van hoặc rò rỉ phương tiện đầu ra, điều đó có thể cho thấy vòng đệm bị mòn, vòng đệm bị lão hóa hoặc áp suất khoang van bất thường. Cần phải kiểm tra và thay thế linh kiện kịp thời. Kiểm tra trực tuyến thường xuyên, chẳng hạn như kiểm tra siêu âm, có thể phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn và kéo dài tuổi thọ của van.