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Merkmale der Schifffahrtsbranche
Die Werft ist sehr minimalistisch. Infolge, An Bord ist sehr wenig Platz. Betreiber müssen die Größe reduzieren, um den Gastank so klein wie möglich zu machen. Dies erreichen sie durch die Verflüssigung des Erdgases (LNG, Flüssigerdgas). Durch Abkühlung bis etwa zu dem Punkt, an dem das Erdgas flüssig wird. Bei Temperaturen von -165°C, Das Hauptabsperrventil muss weiterhin funktionieren.
Was beeinflusst das Ventildesign??
Die Temperatur hat einen wichtigen Einfluss auf die Konstruktion des Ventils. Zum Beispiel, Benutzer benötigen es möglicherweise für heiße Umgebungen wie den Nahen Osten. Oder, Es kann für kalte Umgebungen wie das Polarmeer geeignet sein. Beide Umgebungen können die Abdichtung und Haltbarkeit des Ventils beeinträchtigen. Zu den Bestandteilen dieser Ventile gehört der Ventilkörper, Motorhaube, Stängel, Schaftdichtung, Kugelhahn und Sitz. Aufgrund ihrer Materialzusammensetzung, Diese Komponenten dehnen sich bei unterschiedlichen Temperaturen aus und ziehen sich zusammen.
Anwendungsoptionen bei niedrigen Temperaturen
Option 1.
Bediener verwenden die Ventile in kalten Umgebungen, wie Bohrinseln in Polargewässern.
Option 2.
Bediener verwenden Ventile, um Flüssigkeiten bei Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt zu verwalten.
Bei leicht entzündlichen Gasen, wie Erdgas oder Sauerstoff, Auch im Brandfall muss das Ventil ordnungsgemäß betätigt werden.
Druckprobleme
Beim normalen Umgang mit dem Kältemittel kommt es zu einem Druckaufbau. Dies ist auf die Zunahme der Umgebungswärme und die daraus resultierende Dampfbildung zurückzuführen. Bei der Gestaltung des Ventil-/Rohrleitungssystems ist besondere Sorgfalt geboten. Dies ermöglicht einen Druckaufbau.
Temperaturprobleme
Dramatische Temperaturschwankungen können die Sicherheit von Arbeitern und Anlagen beeinträchtigen. Aufgrund unterschiedlicher Materialzusammensetzungen und der Zeitdauer, in der sie dem Kältemittel ausgesetzt sind, dehnt sich jede Komponente eines Kryoventils unterschiedlich schnell aus und zieht sich zusammen.
Ein weiteres großes Problem beim Umgang mit Kältemitteln ist die Zunahme der Wärme aus der Umgebung. Dieser Wärmeanstieg ist der Grund dafür, dass Hersteller Ventile und Rohrleitungen isolieren.
Zusätzlich zum Hochtemperaturbereich, Auch die Ventile müssen erhebliche Herausforderungen meistern. Für verflüssigtes Helium, die Temperatur des verflüssigten Gases sinkt auf -270°C.
Funktionsproblem
Umgekehrt, wenn die Temperatur auf den absoluten Nullpunkt sinkt, Die Ventilfunktion wird sehr anspruchsvoll. Ein Kryoventil verbindet ein Rohr mit einem flüssigen Gas in der Umgebung. Dies geschieht bei Umgebungstemperatur. Die Folge kann ein Temperaturunterschied von bis zu 300 °C zwischen der Rohrleitung und der Umgebung sein.
Effizienzprobleme
Durch den Temperaturunterschied entsteht ein Wärmefluss von der warmen Zone zur kalten Zone. Es kann die ordnungsgemäße Funktion von Ventilen beeinträchtigen. Es kann im Extremfall auch die Effizienz des Systems verringern. Dies ist besonders besorgniserregend, wenn sich am warmen Ende Eis bildet.
Jedoch, Dieses passive Heizverfahren wird auch gezielt in Niedertemperaturanwendungen eingesetzt. Dieser Vorgang dient der Abdichtung des Ventilschafts. Typischerweise, Ventilschäfte sind mit Kunststoff abgedichtet. Diese Materialien können niedrigen Temperaturen nicht standhalten, Aber eine Hochleistungs-Metalldichtung aus zwei Bauteilen, die sich viel gegenläufig bewegen, ist einfach sehr teuer und nahezu unmöglich.
Dichtungsprobleme
Es gibt eine sehr einfache Lösung für dieses Problem. Sie bringen den Kunststoff, der zum Abdichten des Ventilschafts verwendet wird, in einen Bereich, in dem die Temperatur relativ normal ist. Das bedeutet, dass das Dichtmittel für den Ventilschaft von der Flüssigkeit ferngehalten werden muss.
Die Motorhaube ist wie ein Rohr. Wenn Flüssigkeit durch dieses Rohr aufsteigt, es wird von außen wärmer. Wenn die Flüssigkeit das Schaftdichtmittel erreicht, Es liegt überwiegend bei Umgebungstemperatur vor und ist gasförmig. Die Motorhaube verhindert außerdem, dass der Griff einfriert und nicht startet.
Eine Herausforderung für das Siegel! Es gibt eine sehr einfache Lösung für dieses Problem! Sie bringen den Kunststoff, der zum Abdichten des Ventilschafts verwendet wird, in einen Bereich, in dem die Temperatur relativ normal ist. Das bedeutet, dass das Dichtmittel für den Ventilschaft von der Flüssigkeit ferngehalten werden muss.
Auswahl eines Ventils für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen
Die Auswahl von Ventilen für kryogene Anwendungen kann komplex sein. Käufer müssen sowohl die Bedingungen an Bord als auch im Werk berücksichtigen. Auch, Die spezifischen Eigenschaften kryogener Flüssigkeiten erfordern eine spezifische Ventilleistung. Die richtige Auswahl gewährleistet die Zuverlässigkeit der Anlage, Geräteschutz und Betriebssicherheit. Auf dem globalen LNG-Markt werden hauptsächlich zwei Ventilkonstruktionen verwendet.
Ventildesign für den globalen LNG-Markt
Drehbares, dichtes Absperrventil mit drei Vorspannungen
Diese Auslenkungen ermöglichen das Öffnen und Schließen des Ventils. Sie arbeiten mit sehr geringer Reibung und Reibung. Eine der Herausforderungen bei der LNG-Speicherung sind eingeschlossene Hohlräume. In diesen Hohlräumen, Die Flüssigkeit kann sich explosionsartig ausdehnen 600 mal. Das dichte Absperrventil mit drei Rotationen beseitigt diese Herausforderung.
Rückschlagventile mit einfacher und doppelter Prallfläche
Diese Ventile sind wichtige Komponenten in Verflüssigungsanlagen, da sie Schäden durch Strömungsumkehr verhindern. Material und Größe sind wichtige Überlegungen, da Kryoventile teuer sind. Die Folgen eines falsch dimensionierten Ventils können schädlich sein.
Wie kann ein Ingenieur sicherstellen, dass ein Kryoventil dicht ist??
Lecks sind sehr teuer, wenn man die Kosten bedenkt, die für die Umwandlung des Gases in ein Kältemittel anfallen. Es ist auch gefährlich.
Ein großes Problem bei der Kryotechnik ist die Möglichkeit von Ventilsitzlecks. Käufer unterschätzen oft das radiale und lineare Wachstum des Stiels im Verhältnis zum Körper. Wenn der Käufer das richtige Ventil wählt, Sie können diese Probleme vermeiden.
Ich empfehle die Verwendung eines Kryoventils aus Edelstahl. Dieses Material reagiert gut auf Temperaturgradienten beim Betrieb mit Flüssiggasen. Das Kryoventil sollte aus einem geeigneten Dichtungsmaterial mit einer Dichtung bis zu bestehen 100 Bar.
Zusätzlich, Die Verlängerung der Motorhaube ist ein sehr wichtiges Merkmal, da sie die Dichtigkeit des Ventilschaftdichtmittels bestimmt.