Valve Enciclopedia Valvole criogeniche per applicazioni LNG

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Caratteristiche del settore marittimo

Il cantiere è molto minimalista. Di conseguenza, c'è pochissimo spazio a bordo. Gli operatori devono ridurre le dimensioni per rendere il serbatoio del gas il più piccolo possibile. Lo fanno liquefando il gas naturale (GNL, Gas naturale liquefatto). Raffreddandolo fino al punto in cui il gas naturale diventa liquido. A temperature di -165°C, la valvola di isolamento principale deve ancora funzionare.

Ciò che influenza il design della valvola?

La temperatura ha un impatto importante sulla progettazione della valvola. Per esempio, gli utenti potrebbero averne bisogno per ambienti caldi come il Medio Oriente. O, può essere adatto ad ambienti freddi come i mari polari. Entrambi questi ambienti possono influire sulla tenuta e sulla durata della valvola. I componenti di queste valvole includono il corpo valvola, cofano, stelo, guarnizione dello stelo, valvola a sfera e sede. A causa della loro composizione materiale, questi componenti si espandono e si contraggono a temperature diverse.

Opzioni di applicazione a bassa temperatura

Opzione 1.
Gli operatori utilizzano le valvole in ambienti freddi, come le piattaforme petrolifere nelle acque polari.

Opzione 2.
Gli operatori utilizzano valvole per gestire fluidi a temperature ben al di sotto dello zero.

Nel caso di gas altamente infiammabili, come gas naturale o ossigeno, la valvola deve essere azionata correttamente anche in caso di incendio.

Problemi di pressione

Si verifica un accumulo di pressione durante la normale movimentazione del refrigerante. Ciò è dovuto all'aumento del calore ambientale e alla conseguente formazione di vapore. È necessario prestare particolare attenzione nella progettazione del sistema valvola/tubazione. Ciò consente l'accumulo di pressione.

Problemi di temperatura

I drastici cambiamenti di temperatura possono compromettere la sicurezza dei lavoratori e degli impianti. Ciascun componente di una valvola criogenica si espande e si contrae a velocità diverse a causa delle diverse composizioni dei materiali e del periodo di tempo in cui sono sottoposti al refrigerante.

Un altro grosso problema quando si maneggia il refrigerante è l’aumento di calore proveniente dall’ambiente circostante. Questi aumenti di calore sono la ragione per cui i produttori isolano valvole e tubazioni.

Oltre all'intervallo di temperature elevate, anche le valvole devono affrontare sfide considerevoli. Per elio liquefatto, la temperatura del gas liquefatto scende a -270°C.

Problema di funzione

Al contrario, se la temperatura scende allo zero assoluto, il funzionamento della valvola diventa molto impegnativo. Una valvola criogenica collega un tubo a un gas liquido nell'ambiente. Lo fa a temperatura ambiente. Il risultato può essere una differenza di temperatura fino a 300°C tra la tubazione e l'ambiente.

Problemi di efficienza

La differenza di temperatura crea un flusso di calore dalla zona calda alla zona fredda. Può compromettere il corretto funzionamento delle valvole. In casi estremi può anche ridurre l’efficienza del sistema. Ciò è particolarmente preoccupante se si forma ghiaccio nella parte calda.

Tuttavia, questo processo di riscaldamento passivo viene utilizzato intenzionalmente anche in applicazioni a bassa temperatura. Questo processo viene utilizzato per sigillare lo stelo della valvola. In genere, gli steli delle valvole sono sigillati con plastica. Questi materiali non possono resistere alle basse temperature, ma una tenuta metallica ad alte prestazioni composta da due componenti che si muovono molto in direzioni opposte è semplicemente molto costosa e quasi impossibile.

Problemi di tenuta

Esiste una soluzione molto semplice a questo problema. Porta la plastica utilizzata per sigillare lo stelo della valvola in un'area dove la temperatura è relativamente normale. Ciò significa che il sigillante per lo stelo della valvola deve essere mantenuto distante dal fluido.

Il cofano del motore è come un tubo. Se il fluido sale attraverso questo tubo, si riscalderà dall'esterno. Quando il fluido raggiunge il sigillante dello stelo, è principalmente a temperatura ambiente ed è gassoso. Il cofano motore impedisce inoltre che la maniglia si congeli e non si avvii.

Una sfida per il sigillo! Esiste una soluzione molto semplice a questo problema! Porta la plastica utilizzata per sigillare lo stelo della valvola in un'area dove la temperatura è relativamente normale. Ciò significa che il sigillante per lo stelo della valvola deve essere mantenuto distante dal fluido.

Scelta di una valvola per servizio a bassa temperatura

La selezione delle valvole per applicazioni criogeniche può essere complessa. Gli acquirenti devono considerare sia le condizioni di bordo che quelle dell'impianto. Anche, le proprietà specifiche dei fluidi criogenici richiedono prestazioni specifiche della valvola. Una corretta selezione garantisce l'affidabilità dell'impianto, protezione delle apparecchiature e sicurezza operativa. Esistono due principali modelli di valvole utilizzati nel mercato globale del GNL.

Progettazione di valvole per il mercato globale del GNL

Valvola di isolamento ermetica rotativa a tre polarità

Queste deflessioni consentono alla valvola di aprirsi e chiudersi. Funzionano con pochissimo attrito e sfregamento. Una delle sfide dello stoccaggio del GNL sono le cavità intrappolate. In queste cavità, il liquido può espandersi in modo esplosivo oltre 600 volte. La valvola di isolamento ermetica a tre rotazioni elimina questa sfida.

Valvole di ritegno a deflettore singolo e doppio

Queste valvole sono componenti critici nelle apparecchiature di liquefazione perché prevengono i danni causati dall'inversione del flusso. Il materiale e le dimensioni sono considerazioni importanti, poiché le valvole criogeniche sono costose. Le conseguenze di una valvola di dimensioni errate possono essere dannose.

Come può un ingegnere garantire che una valvola criogenica sia sigillata??

Le perdite sono molto costose se si considera in primo luogo il costo di trasformazione del gas in un refrigerante. È anche pericoloso.

Un grosso problema con la tecnologia criogenica è il rischio di perdite dalle sedi delle valvole. Gli acquirenti spesso sottovalutano la crescita radiale e lineare dello stelo rispetto al corpo. Se l'acquirente sceglie la valvola giusta, possono evitare questi problemi.

Consiglio di utilizzare una valvola criogenica in acciaio inossidabile. Questo materiale risponde bene ai gradienti di temperatura durante le operazioni con gas liquefatti. La valvola criogenica deve essere realizzata con un materiale di tenuta adeguato con una tenuta fino a 100 sbarra.

Inoltre, l'estensione del cappello è una caratteristica molto importante in quanto determina la sigillabilità del sigillante dello stelo valvola.