วิธีการเลือกวาล์วประตูสภาพแวดล้อมอุณหภูมิต่ำ

การเลือกของวาล์วประตูสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำควรได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุมจากสามด้าน: ความเหนียวของวัสดุ ประสิทธิภาพการปิดผนึก และการออกแบบโครงสร้าง ดังต่อไปนี้:

ความเหนียวของวัสดุ: แกนกลางของอุณหภูมิต่ำที่ไม่เปราะ

ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ วัสดุมีแนวโน้มที่จะสูญเสียความเหนียวเนื่องจาก "การเปราะที่อุณหภูมิต่ำ" ซึ่งนำไปสู่การแตกร้าวของวาล์วประตู เมื่อเลือก ควรให้ความสำคัญกับวัสดุที่มีความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำเป็นเลิศ:

เหล็กกล้าคาร์บอน/เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ: เหมาะสำหรับสถานการณ์อุณหภูมิปานกลางและต่ำตั้งแต่ -20 ℃ ถึง -40 ℃ เช่น เหล็กกล้าภาชนะรับความดันอุณหภูมิต่ำ 16MnDR ที่มีความเหนียวกระแทก (Ak) ≥ 27J ที่ -40 ℃ ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมทั่วไป

เหล็กกล้าไร้สนิม: เหมาะสำหรับสถานการณ์อุณหภูมิต่ำลึกที่ต่ำกว่า -196 ℃ (จุดเดือดของไนโตรเจนเหลว) เช่น สแตนเลส 304 (คงความเหนียวไว้ที่ -196 ℃) และสแตนเลส 316 (ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า เหมาะสำหรับสื่อที่มีอุณหภูมิต่ำแบบเปียกหรือกัดกร่อน)

โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นหลัก เช่น โลหะผสม Monel (โลหะผสม Ni Cu) และโลหะผสมนิกเกิล Inconel (โลหะผสม Ni Cr Fe) เหมาะสำหรับอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ (-253 ℃ สภาพการทำงานของไฮโดรเจนเหลว) และสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง โดยไม่มีความเสี่ยงของการเปราะที่อุณหภูมิต่ำ

ประสิทธิภาพการปิดผนึก: รับประกันการรั่วไหลเป็นศูนย์

ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่อุณหภูมิต่ำวาล์วประตูส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของระบบ และควรเลือกรูปแบบการปิดผนึกตามสภาพการทำงาน:

การปิดผนึกด้วยโลหะ: โลหะที่เคลือบด้วยทองแดง อลูมิเนียม หรือกราไฟท์แบบยืดหยุ่น เหมาะสำหรับสื่อที่มีแรงดันสูง ความบริสุทธิ์สูง และอุณหภูมิต่ำ (เช่น ออกซิเจนเหลว) ที่มีความน่าเชื่อถือในการปิดผนึกสูง แต่มีความต้องการความแม่นยำในการประมวลผลสูง

การปิดผนึกที่ไม่ใช่โลหะ: โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (PTFE, ทนต่ออุณหภูมิ -200 ℃~260 ℃), PTFE ที่ดัดแปลงแล้ว (เพิ่มความต้านทานการสึกหรอ), เหมาะสำหรับสถานการณ์แรงดันปานกลางและต่ำ; กราไฟท์แบบยืดหยุ่น (ทนต่ออุณหภูมิ -200 ℃~1650 ℃) มีทั้งทนต่ออุณหภูมิต่ำและสูง เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่มีอุณหภูมิสูงและต่ำสลับกัน

การปิดผนึกเครื่องสูบลม: เครื่องสูบลมโลหะ (เช่น เครื่องสูบลมสแตนเลส 316) สามารถ "รั่วไหลเป็นศูนย์" และเหมาะสำหรับสื่อที่มีพิษสูง ไวไฟ และอุณหภูมิต่ำ (เช่น คลอรีนเหลว) ในขณะที่หลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างก้านวาล์วและตัวกลาง ช่วยยืดอายุการใช้งาน

การออกแบบโครงสร้าง: การเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ

อุณหภูมิต่ำวาล์วประตูจำเป็นต้องลดการสูญเสียความเย็นและหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียดผ่านการปรับโครงสร้างให้เหมาะสม:

โครงสร้างคอยาว: ก้านวาล์วใช้การออกแบบคอยาว (ปกติจะมีความยาว 100-300 มม.) ซึ่งสามารถปิดกั้นการส่งพลังงานเย็นจากตัววาล์วไปยังส่วนปฏิบัติการ ป้องกันผู้ปฏิบัติงานจากอาการบวมเป็นน้ำเหลือง และลดการถ่ายเทความร้อนภายนอกไปยังตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำ (หลีกเลี่ยงการเกิดก๊าซปานกลางและแรงดันเกิน)

การป้องกันและฉนวนกันความร้อนแข็งตัว: สามารถติดตั้งชั้นฉนวน (เช่น โฟมโพลียูรีเทนหรือใยหิน) ที่ด้านนอกของตัววาล์วเพื่อลดการสูญเสียความสามารถในการทำความเย็น วาล์วประตูบางรุ่นได้รับการออกแบบให้มี "รูหายใจ" เพื่อระบายการรั่วไหลของตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำได้อย่างปลอดภัย และหลีกเลี่ยงการสะสมของน้ำค้างแข็งที่ซีลก้านวาล์ว

การออกแบบค้อนน้ำป้องกัน: แกนวาล์วและที่นั่งใช้การออกแบบที่คล่องตัวเพื่อลดค้อนน้ำที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของอัตราการไหลปานกลาง (ตัววาล์วมีความต้านทานแรงกระแทกต่ำที่อุณหภูมิต่ำ และค้อนน้ำอาจทำให้เกิดการแตกร้าว)