Kriogeninis vožtuvas – Individualūs vožtuvų priedai liejykla

Kriogeninis vožtuvas yra specializuotas skysčio valdymo komponentas, sukurtas patikimai veikti temperatūra ≤ -150 ° C. (pagal ASME B31.3 ir ISO 2801)– diapazonas, kuriame standartiniai pramoniniai vožtuvai sugenda dėl medžiagos trapumo, ruonių degradacija, ir šiluminis stresas.

Šios vožtuvai reguliuoti kriogenų – suskystintų dujų, pavyzdžiui, suskystintų gamtinių dujų – srautą (SGD, -162 ° C.), skystas deguonis (LOX, -183 ° C.), skysto azoto (LIN, -196 ° C.), ir skystas vandenilis (LH₂, -253 ° C.)– taikant energiją, apimančią energiją, aviacijos ir kosmoso, sveikatos priežiūra, ir pramoninis perdirbimas.

Skirtingai nuo įprastų vožtuvų, kriogeninės konstrukcijos turi spręsti unikalius iššūkius: ekstremalus terminis susitraukimas,

trapių lūžių rizika, ir katastrofiškas kriogeno nutekėjimo pasekmes (Pvz., SGD išgaruoja 600 kartų daugiau nei skysčio tūris, sukuriant sprogstamąjį pavojų).

Šiame straipsnyje nagrinėjami techniniai kriogeniniai vožtuvai, dizainas, ir veiklos perspektyvas, pateikiant išsamų jų inžinerijos vadovą, Medžiagos pasirinkimas, testavimas, ir realaus pasaulio programa.

1. Kas yra kriogeninis vožtuvas: Pagrindinės funkcijos ir veiklos ribos

A kriogeninis vožtuvas yra tiksliai sukonstruotas įrenginys, skirtas valdyti srautas, spaudimas, arba kriogeninių skysčių kryptis išlaikant konstrukcijos vientisumą, sandarumas, ir eksploatacinis patikimumas itin žemos temperatūros.

Skirtingai nuo įprastų vožtuvų, kriogeniniai vožtuvai yra specialiai sukurti taip, kad atlaikytų ekstremalus terminis susitraukimas, materialinis trapumas, ir cheminis agresyvumas susiję

su skysčiais, pvz skysto azoto (LIN), suskystintomis gamtinėmis dujomis (SGD), skystas deguonis (LOX), ir skystas vandenilis (LH₂).

Veiklos ribos

Kriogeniniai vožtuvai turi veikti patikimai tokiomis sąlygomis, kurios viršija įprasto vožtuvo konstrukcijos ribas:

• Temperatūros diapazonas: Paprastai –150 °C iki –273 °C, su kai kuriais dizainais (Pvz., LH₂ paslauga) toleruoja žemesnę temperatūrą –253 °C.
• Slėgio reitingai: Span žemo slėgio sistemos (≤ 2 MPA, Pvz., LIN sveikatos priežiūros srityje) į itin aukšto slėgio programos (≥ 30 MPA, Pvz., aviacijos LH₂ kuro linijos).
• Nuotėkio tolerancija: Itin mažas leistinas nuotėkis, dažnai ≤ 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (helio ekvivalentas, skirtas ISO 15848-1), kad nesikauptų šerkšnas, skysčių praradimas, ir saugos rizika.
• Terminis dviratis: Turi ištverti pakartotinius aplinkos ir kriogeninės temperatūros pokyčius, kaip matyti SGD tanklaivio pakrovimas/iškrovimas arba pramoniniai saugojimo ciklai, nepažeidžiant konstrukcijos vientisumo.
• Materialiniai apribojimai: Vožtuvo korpuso pasirinkimas, apdaila, plombos, ir tvirtinimo detalės turi atsispirti trapumas, korozija, vandenilio trapumas, ir matmenų nestabilumas esant šiluminiam stresui.

2. Kriogeninių vožtuvų projektavimo iššūkiai

Kriogeniniai vožtuvai veikia pagal ekstremalus terminis, mechaninis, ir chemines sąlygas, kurios nustato tris pagrindinius projektavimo apribojimus.

Šioms problemoms spręsti reikalingi tikslingi inžineriniai sprendimai, užtikrinantys patikimumą, saugumas, ir ilgas tarnavimo laikas.

Terminis susitraukimas ir streso valdymas

• Iššūkis: Atvėsusios visos medžiagos susitraukia, bet nesutampa šiluminio plėtimosi koeficientai (Cte) tarp komponentų (Pvz., vožtuvo korpusas ir kotas) sukelti destruktyvų šiluminį stresą.
• Pavyzdys: 316L nerūdijančio plieno vožtuvo korpusas (Cte: 13.5 × 10⁻⁶/° C.) ir titano stiebas (Cte: 23.1 × 10⁻⁶/° C.) virš 100 mm ilgio susitrauks 1.35 mm ir 2.31 mm, atitinkamai,
  nuo 20 ° C iki -196 ° C., sukurti a 0.96 mm diferencialas. Šis skirtumas gali sugriebti stiebą arba sugadinti sandariklius.
• Inžineriniai sprendimai:

• • Medžiagų derinimas: Pasirinkite komponentus su panašiais CTE (Pvz., 316L korpusas + 316L stiebas) kad būtų sumažintas diferencinis susitraukimas.
  • Atitinkami dizainai: Integruokite lanksčius elementus, tokius kaip Inconel 625 silfonai šiluminiam plėtimuisi/susitraukimui sugerti.
    Silfonai taip pat tarnauja kaip antriniai sandarikliai, užkirsti kelią stiebo nutekėjimui.
  • Šilumos izoliacija: Užtepkite vakuuminę izoliaciją arba uždarų porų kriogenines putas (Pvz., poliuretanas) sumažinti šilumos patekimą, šerkšno susidarymas, ir ciklinis šiluminis įtempis.

Trapių lūžių prevencija

• Iššūkis: Kriogeninėje temperatūroje metalai gali prarasti lankstumą, vyksta perėjimas nuo plastiškumo į trapumą (DBTT).
  Anglies plienas, pavyzdžiui, aplink yra DBTT -40 ° C., todėl jis netinkamas LN₂ arba LH₂ paslaugai.
• Sprendimai:

• • Medžiagos pasirinkimas: Pirmenybę teikite austenitiniam nerūdijančiam plienui (304L, 316L), Nikelio lydiniai (Inconel 625), ir titanas, kurios išlaiko plastiškumą žemiau -270 ° C..
  • Poveikio testavimas: Charpy V formos įpjova (CVN) bandymai pagal ASTM A370 – mažiausiai 27 J at -196 °C už 316L, 40 J už Inconel 625.
  • Streso sumažinimas: Venkite aštrių kampų ar įpjovų; naudokite suapvalintą filė (≥2 mm spinduliu) ir sklandus apdirbimas, siekiant sumažinti streso koncentraciją.

Sandarumas itin žemoje temperatūroje

• Iššūkis: Kriogeniniai skysčiai yra mažo klampumo ir labai lakūs; net mikrotarpai gali sukelti didelį nuotėkį.
  Įprasti elastomerai (Pvz., EPDM) apačioje tampa trapi -50 °C ir praranda sandarumą.
• Sprendimai:

• • Žemos temperatūros elastomerai: Perfluoroelastomerai (FFKM, Pvz., Kalrez® 8085, -200 ° C iki 327 ° C.) arba stiklo pluoštu sustiprintas PTFE (-269 ° C iki 260 ° C.) išlaikyti elastingumą kriogeninėje temperatūroje.
  • Metaliniai sandarikliai: Itin aukšto slėgio arba deguonies aptarnavimui, minkštieji metalai (atkaitintas varis, OFHC varis) deformuotis suspaudžiant, kad susidarytų sandarūs sandarikliai.
  • Dvigubas sandarinimas: Sujunkite pirminius lizdo sandariklius su antriniais silfonais arba riebokšlių sandarikliais, kad užtikrintumėte perteklinį darbą ir sumažintumėte nuotėkio riziką.

3. Kriogeninių vožtuvų tipai: Dizaino ir pritaikymo tinkamumas

Kriogeniniai vožtuvai skirstomi į kategorijas pagal jų srauto valdymo mechanizmą, kiekvienas optimizuotas konkrečioms funkcijoms (įjungti/išjungti, droselis, negrąžinimas). Žemiau pateikiami dažniausiai pasitaikantys tipai:

Kriogeninis Rutuliniai vožtuvai

• Dizainas: Sferinis rutulys su centrine anga sukasi 90°, kad valdytų srautą. Kriogeninių versijų funkcija:

• • Stiebai nuo išpūtimo (užkirsti kelią stiebo išstūmimui esant slėgiui).
  • Neperpučiamos sėdynės (ventiliacijos angos, kad sumažintų slėgį, jei sėdynės sugenda).
  • Korpusai su vakuuminiu apvalkalu (už SGD paslaugą) siekiant sumažinti šilumos patekimą.

    

• Spektaklis: Greitas įjungimo/išjungimo veikimas (0.5– 2 sekundės), Žemo slėgio kritimas (viso prievado dizainas), ir sandarumą (ISO 15848 AH klasė).
• Paraiškos: SGD pakrovimas/iškrovimas, LH₂ kuro linijos, ir pramoninis kriogeno perdavimas (įjungimo/išjungimo paslauga).
• Pavyzdys: API 6D kriogeniniai rutuliniai vožtuvai SGD terminalams (slėgio įvertinimas: 150–600 ANSI klasė, temperatūra: -162 ° C.).

Kriogeninis Žemės rutulio vožtuvai

• Dizainas: Kištukas (diskas) juda tiesiškai prieš sėdynę droselio srautui. Kriogeninės modifikacijos apima:

• • Prailginti variklio dangčiai (padidinti atstumą tarp aplinkos temperatūros pavaros ir kriogeninio skysčio, užkirsti kelią pavaros mechanizmo užšalimui).
  • Subalansuoti kištukai (sumažinkite darbinį sukimo momentą išlygindami slėgį abiejose disko pusėse).

    

• Spektaklis: Puikus droselio valdymas (srauto sumažinimo koeficientas: 100:1), bet didesnis slėgio kritimas nei rutuliniuose vožtuvuose.
• Paraiškos: Kriogeninio skysčio reguliavimas (Pvz., LOX srautas raketų varikliuose, LIN srautas MRT aušintuvuose).
• Pavyzdys: ASME B16.34 rutuliniai vožtuvai, skirti aviacijos ir kosmoso LH₂ sistemoms (temperatūra: -253 ° C., spaudimas: 20– 30 MPa).

Kriogeninis Vartų vožtuvai

• Dizainas: Stumdomi vartai (pleištas arba lygiagretus) atidaro/uždaro srauto kelią. Kriogeninio dizaino funkcija:

• • Lankstūs pleištai (prisitaikyti prie terminio susitraukimo be įpareigojimo).
  • Sutepti stiebai (naudojant kriogeninį tepalą, Pvz., Krytox®).

    

• Spektaklis: Žemo slėgio kritimas (pilnas srautas atidarius), tinka dideliems skersmenims (2– 24 colių), bet lėtas veikimas (5– 10 sekundžių).
• Paraiškos: SGD talpyklos, kriogeniniai vamzdynai, ir pramoninių procesų linijos (įjungimo/išjungimo paslauga dideliems srautams).
• Pavyzdys: API 600 sklendės SGD cisternų ūkiams (spaudimas: 600 ANSI klasė, temperatūra: -162 ° C.).

Kriogeninis Atbuliniai vožtuvai

• Dizainas: Vienpusis vožtuvas, užkertantis kelią atvirkštiniam srautui, naudojant kamuolį, diskas, arba poppet. Kriogeninės versijos apima:

• • Spyruokliniai rutuliai (užtikrinti uždarymą vertikaliuose įrenginiuose, kur vien gravitacijos nepakanka).
  • Polimerinės sėdynės (FFKM) sandariam sandarinimui.

    

• Spektaklis: Greita reakcija į atvirkštinį srautą (0.05– 0,2 sekundės), užkirsti kelią kriogeno atgaliniam srautui, kuris gali sugadinti siurblius arba bakus.
• Paraiškos: SGD siurblių išleidimo linijos, LOX saugojimo grąžinimo linijos, ir LH₂ kuro sistemos.
• Pavyzdys: API 594 spyruokliniai rutuliniai atbuliniai vožtuvai (temperatūra: -196 ° C., spaudimas: 150 ANSI klasė).

4. Medžiagos pasirinkimas: Kriogeninio vožtuvo patikimumo pagrindas

Medžiagos pasirinkimas tiesiogiai lemia vožtuvo veikimą, su pasirinkimais, vadovaujantis atsparumu žemai temperatūrai, CTE atitikimas, ir cheminis suderinamumas su kriogenais. Žemiau pateikiamas pagrindinių medžiagų suskirstymas pagal komponentus:

Vožtuvo korpusas (Slėgio riba)

• Austenitinis Nerūdijantis plienas (316L, 304L):

• • Savybės: 316L (16–18% Kr, 10– 14 proc, 2-3% mėn) siūlo CVN = 27 J at -196 ° C., CTE = 13.5 × 10⁻⁶/° C., ir atsparumas SGD priemaišoms (H₂s, Chloridai).
  • Paraiškos: Bendra kriogeninė paslauga (SGD, LIN, LOX).

• Nikelio lydiniai (Inconel 625, Monel 400):

• • Inconel 625 (Ni-21% Cr-9% Mo): CVN = 40 J at -253 ° C., atsparumas tempimui = 1,200 MPa ir -196 °C – idealiai tinka LH₂ ir itin aukšto slėgio paslaugai.
  • Monel 400 (Ni-67% Cu): Atsparus LOX oksidacijai ir jūros vandens korozijai – naudojamas jūriniuose SGD vožtuvuose.

• Titanas Lydiniai (Ti-6Al-4v):

• • Savybės: Didelis stiprumo ir svorio santykis (tempimas = 1,100 MPa ir -196 ° C.), mažas tankis (4.5 g/cm³), ir vandenilio suderinamumas.
  • Paraiškos: Orlaivių erdvės LH₂ vožtuvai (jautrus svoriui).

Apdaila (Diskas, Sėdynė, Kamienas)

• 316L Nerūdijantis plienas (Šaltai apdirbtas): Kietumas = 250 HV (vs. 180 HV atkaitintas), padidina rutulio / sėdynės sąsajų atsparumą dilimui.
• Stellite 6: Kobalto lydinys (Co-270% cr-5% w) su kietumu = 38 HRC – atsparus LOX sukeltam nusidėvėjimui ir oksidacijai (naudojamas LOX vožtuvų lizduose).
• Inconel 718: Nikelio lydinys, pasižymintis dideliu atsparumu nuovargiui (10⁷ ciklai val -196 ° C.)– Idealiai tinka vožtuvų kotams cikliškai eksploatuojant (Pvz., raketų varikliai).

Antspaudai

• FFKM (Perfluoroelastomerai): Išlaiko elastingumą iki -200 ° C., suderinamas su visais kriogenais – naudojamas aukštos kokybės sandarikliuose (LH₂, LOX).
• Modifikuotas PTFE: Stiklo pluoštu arba bronza sustiprintas PTFE pagerina tvirtumą (CVN = 5 J at -196 ° C.)— ekonomiškai efektyvus LIN ir SGD paslaugoms.
• Variniai/Moneliniai sandarikliai: Minkštieji metalai, skirti metalo ir metalo sandarinimui (itin aukšto slėgio LH₂, 50 MPA)— plastinės deformacijos būdu suformuoti sandarius sandariklius.

Tvirtinimo detalės

• A4-80 (316L Nerūdijantis plienas): Tempimo stipris = 800 MPa ir -196 ° C., atitinka ISO 898-4 – naudojamas bendriesiems kriogeniniams varžtams / veržlėms.
• Inconel 718: Tempimo stipris = 1,400 MPa ir -253 °C – itin aukšto slėgio tvirtinimo detalėms (LH₂ sistemos).

5. Testavimas ir sertifikavimas: Kriogeninio patikimumo užtikrinimas

Kriogeniniai vožtuvai yra kruopščiai tikrinami, kad būtų patvirtintas jų veikimas pagal pramonės standartus. Pagrindiniai testai apima:

Kriogeninis terminis važiavimo dviračiu testas (ASTM E1457)

Vožtuvai keičiami tarp aplinkos temperatūros (20 ° C.) ir darbinė kriogeninė temperatūra (Pvz., -162 °C SGD) 50– 100 kartų.

Po važiavimo dviračiu, jie tikrinami, ar nėra sandarumo, struktūriniai pažeidimai, ir veikimo funkcionalumą. Išlaikymo kriterijai: Jokių matomų įtrūkimų, nuotėkio greitis ≤ 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.

Helio nuotėkio tyrimas (ISO 15848-1)

Auksinis nuotėkio aptikimo standartas – vožtuvai yra suslėgti heliu (maža molekulė, prasiskverbianti pro mikrotarpelius) ir išbandytas masės spektrometru. Klasės:

• AH klasė: ≤ 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (kritinė paslauga: SGD, LH₂).
• BH klasė: ≤ 1 × 10⁻⁸ Pa·m³/s (nekritiškas: LIN).

Poveikio testavimas (ASTM A370)

Charpy V formos įpjovos bandiniai paimti iš vožtuvo komponentų (kūno, kamienas) ir išbandytas darbinėje temperatūroje.

Minimalūs reikalavimai: 27 J už 316L at -196 ° C., 40 J už Inconel 625 adresu -253 ° C..

Slėgio bandymas (API 598)

Vožtuvai yra veikiami:

• Shell testas: 1.5 × vardinis slėgis (vandens arba azoto) patikrinti kūno vientisumą – nėra nuotėkio ar deformacijos.
• Sėdynės testas: 1.1 × vardinis slėgis (helis arba azotas) sėdynės sandarumui patikrinti – nuotėkio rodiklis ≤ ISO 15848 ribos.

6. Paraiškos: Kur būtini kriogeniniai vožtuvai

Kriogeniniai vožtuvai leidžia atlikti svarbias operacijas įvairiose pramonės šakose, kiekvienas turi unikalius reikalavimus:

SGD pramonė (-162 ° C.)

• Skystinimo augalai: Sklendės reguliuoja tiekiamųjų dujų srautą; rutuliniai vožtuvai droselio aušinimo skystis (Pvz., propanas) aušinimo cikluose.
• Tanklaiviai ir terminalai: Rutuliniai vožtuvai valdo SGD pakrovimą / iškrovimą (greitas įjungimas/išjungimas, sandarumas); atbuliniai vožtuvai neleidžia tekėti atgal perdavimo linijose.
• Išdujinimo įrenginiai: SGD garavimą reguliuoja rutuliniai vožtuvai (droselio valdymas); rutuliniai vožtuvai izoliuoja rezervuarus.

Aviacijos ir kosmoso ir gynybos (-183 ° C iki -253 ° C.)

• Raketos varymas: Gaubtiniai vožtuvai drosuoja LOX ir LH₂ srautą į variklius (aukšto slėgio, 30 MPA); atbuliniai vožtuvai neleidžia degalams tekėti atgal.
• Palydovinis aušinimas: Miniatiūriniai rutuliniai vožtuvai (1/4– 1/2 colio) valdyti LIN srautą palydoviniam šilumos valdymui (žemas slėgis, ≤ 2 MPA).

Sveikatos priežiūra ir tyrimai (-196 ° C.)

• MRT aparatai: Maži atbuliniai vožtuvai reguliuoja LIN srautą, kad atvėsintų superlaidžius magnetus (Sandarumas yra labai svarbus, kad būtų išvengta magneto gesinimo).
• Kriokonservavimas: Gaubtiniai vožtuvai drosuoja LIN/LH₂ srautą biologiniams mėginiams saugoti (tikslus temperatūros valdymas).

Pramoninis perdirbimas (-78 ° C iki -196 ° C.)

• Chemijos gamyba: Rutuliniai vožtuvai valdo skystą CO₂ (-78 ° C.) karbonizacijos procesuose; vartų vožtuvai kontroliuoja kriogeninius tirpiklius (Pvz., skystas etanas).
• Metalo apdirbimas: Apsauginiai vožtuvai reguliuoja LIN srautą terminiam apdorojimui (Pvz., kriogeninis plieno grūdinimas).

7. Priežiūra ir eksploatavimo trukmė

Kriogeniniams vožtuvams reikalinga specializuota priežiūra, kad būtų užtikrintas ilgas tarnavimo laikas (10– 20 metų gerai prižiūrimiems blokams):

Eilinis patikrinimas

• Nuotėkio patikrinimai: Kasmėnesinis sandariklių helio nuotėkio bandymas (sutelkti dėmesį į stiebo ir kūno sąnarius) nustatyti ankstyvą degradaciją.
• Šalčio susidarymas: Patikrinkite, ar nepažeista izoliacija – šerkšnas ant vožtuvo korpuso rodo šilumos patekimą (nedelsdami pakeiskite izoliaciją).
• Pavaros funkcija: Išbandykite elektrines/pneumatines pavaras esant aplinkos ir kriogeninei temperatūrai, kad užtikrintumėte sklandų veikimą (jei reikia, venkite pavaros užšalimo naudodami šildymo juostas).

Prevencinė priežiūra

• Sandarinimo keitimas: FFKM sandarikliai cikliškai tarnauja 2–3 metus; PTFE sandariklius keisti kas 1–2 metus (anksčiau, jei nuotėkis viršija ribas).
• Tepimas: Naudokite kriogeninį tepalą (Pvz., DuPont Krytox® GPL 227) ant stiebų ir judančių dalių – venkite mineralinių alyvų (jie sukietėja kriogeninėje temperatūroje).
• Šiluminio streso mažinimas: Po kapitalinės priežiūros (Pvz., kėbulo remontas), atlikti vieną terminį ciklą (ambient į -196 ° C.) liekamajam stresui pašalinti.

Dažni gedimų režimai ir sprendimai

8. Kriogeninių vožtuvų technologijos ateities tendencijos

Kriogeninių vožtuvų naujoves skatina auganti SGD paklausa, vandenilio energija, ir kosmoso tyrinėjimai:

• Išmanieji kriogeniniai vožtuvai: Integruoti jutiklius (temperatūra, spaudimas, vibracija) ir daiktų interneto ryšį, kad būtų galima stebėti nuotėkio rodiklius ir komponentų būklę realiuoju laiku.
  Pavyzdžiui, Šviesolaidiniai jutikliai, įmontuoti vožtuvų korpusuose, nustato šiluminį įtampą prieš įtrūkimą.
• Pažangios medžiagos: Aukštos entropijos lydiniai (Gerai, Pvz., AlCoCrFeNi) pasiūlyti puikų tvirtumą -270 ° C. (CVN = 50 J) ir atsparumas korozijai – skirtas LH₂ ir kosmoso tyrinėjimams.
• Priedinė gamyba (Am): 3D formos vožtuvų korpusai (Inconel 718) įgalina sudėtingas vidines geometrijas (Pvz., integruotos dumplės) kurie mažina svorį 30% vs. liejiniai dizainai.
  AM taip pat pagerina medžiagų vienodumą, sumažina trapių lūžių riziką.
• Mažos energijos suvartojimas: Elektrinės pavaros su kriogeniniais varikliais (Pvz., nuolatinės srovės varikliai be šepetėlių) pakeisti pneumatines pavaras, sumažinti energijos suvartojimą ir panaikinti suslėgto oro sistemas nutolusiuose SGD įrenginiuose.

9. Išvada

Kriogeniniai vožtuvai yra neapsakomi itin žemos temperatūros sistemų herojai, sudėtingus inžinerinius principus paverčiant saugiais, patikimas skysčių valdymas.

Jų dizainas turi subalansuoti medžiagų mokslą (Tvirtumas, CTE atitikimas), sandarinimo technologija (sandarumas), ir veiklos poreikiai (Šiluminis ciklas, spaudimas), visa tai laikantis griežtų pramonės standartų.

Nuo SGD terminalų, maitinančių miestus, iki raketų variklių, tyrinėjančių kosmosą, šie vožtuvai leidžia efektyviai, saugiai naudoti kriogenus, kurie yra labai svarbūs šiuolaikinei energijai ir technologijoms.

Pasauliui pereinant prie švaresnės energijos (SGD, vandenilis) ir pažangūs kosmoso pajėgumai, kriogeninių vožtuvų technologija ir toliau vystysis dėl didesnio našumo poreikio, mažesnės emisijos, ir didesnis patvarumas.

Inžinieriams ir operatoriams, suprasti kriogeninio vožtuvo konstrukcijos niuansus, Medžiagos pasirinkimas, priežiūra yra ne tik techninis reikalavimas, bet ir strateginė būtinybė užtikrinti naujos kartos kriogeninių sistemų sėkmę.

DUK

Ar įprastinius vožtuvus galima modifikuoti kriogeniniam aptarnavimui?

Ne – įprastiems vožtuvams trūksta svarbių savybių, tokių kaip prailginti gaubtai, žemos temperatūros sandarikliai, ir CTE suderinti komponentai.

Jų modifikavimas (Pvz., pridedant izoliaciją) gresia trapus lūžis, nuotėkis, arba pavaros gedimas esant kriogeninei temperatūrai.

Koks didžiausias leistinas SGD vožtuvų nuotėkis?

Dėl ISO 15848-1 AH klasė, SGD vožtuvų nepastovus išmetamųjų teršalų kiekis turi būti ≤ 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (helio nuotėkio greitis). Tai apsaugo nuo pavojingų SGD garų kaupimosi uždarose patalpose.

Kodėl kriogeniniuose vožtuvuose pirmenybė teikiama austenitiniam nerūdijančiam plienui, o ne angliniam plienui?

Austenitiniai nerūdijantys plienai (304L, 316L) neturi plastiškumo perėjimo į trapumą temperatūros (DBTT) aukščiau -270 ° C., išlaiko lankstumą kriogeninėje temperatūroje.

Anglies plienas tampa trapus, kai ≤ -40 ° C., todėl jis linkęs dūžti.

Kaip kriogeniniai vožtuvai apsaugo nuo pavaros užšalimo?

Prailginti gaubtai padidina atstumą tarp kriogeninio skysčio ir pavaros, išlaikant pavarą aplinkos temperatūroje.

Kai kuriuose modeliuose taip pat yra elektrinės šildymo juostos arba izoliacija aplink variklio dangtį, kad būtų išvengta šalčio susidarymo.

Koks yra kriogeninio vožtuvo tarnavimo laikas?

Gerai prižiūrimi kriogeniniai vožtuvai (316L korpusas, FFKM sandarikliai) SGD eksploatavimo laikas yra 10–20 metų.

Reiklesnėse programose (LH₂, aviacijos ir kosmoso), tarnavimo laikas yra 5–10 metų dėl didesnio ciklinio krūvio.