Válvula de Control Criogénica

Tamaño: 1/2" - 8" (DN15 - DN200)

Presión: Clase 150 - 600 / PN 10-100

Estándar: BS 6364, MSS SP-134, IEC 60534, ISA 75

Materiales del Cuerpo: A351 CF8M, A182 F316, A182 F55, Monel

Asiento: Metal contra metal con recubrimiento de Stellite

Diseño: Cuerpo tipo globo, bonete extendido, tapón multietapa o balanceado disponible

El Actuador Tiene que Permanecer Caliente

Una válvula de control en servicio criogénico tiene dos problemas que las válvulas de control regulares no enfrentan. Primero, el actuador. Los actuadores neumáticos usan diafragmas de caucho y sellos de elastómero. Los actuadores eléctricos usan motores, trenes de engranajes y posicionadores con componentes electrónicos. Ninguno de estos funciona a -196°C. Los diafragmas de caucho se congelan sólidos—se agrietan cuando el actuador intenta desplazarse. Los motores eléctricos pierden torque a temperaturas criogénicas. Los posicionadores se desvían o fallan porque su calibración asume operación ambiente. El bonete extendido en una válvula de control criogénica realiza el mismo trabajo de aislamiento térmico que en las válvulas de aislamiento—mantiene la cámara de empaque a temperatura ambiente—pero tiene un segundo beneficio específico para válvulas de control: coloca suficiente distancia entre el cuerpo criogénico y el actuador para que este opere a temperatura ambiente normal. La brida de montaje del actuador en la parte superior del bonete extendido está caliente. El actuador funciona normalmente. Sin choque térmico. Sin diafragmas congelados. Sin desviación del posicionador.

Segundo: el trim. Las válvulas de control en servicio criogénico estrangulan—modulan el flujo continuamente, no solo abren y cierran. Esa estrangulación crea caídas de presión a través del trim. En la reducción de presión criogénica—reduciendo la presión de GNL desde almacenamiento a transferencia, por ejemplo—la caída de presión fuerza parte del líquido criogénico a flashar a gas instantáneamente. Flujo bifásico—líquido y gas mezclados—erosiona el trim estándar en meses. La velocidad es alta, la densidad cambia a través del asiento, y el gas que flashea arrastra gotas de líquido que impactan las superficies del trim como un chorro de arena.

El recorte multietapa detiene el destello.

El sistema de ajuste multietapa distribuye la caída de presión total en varias etapas dentro del cuerpo de la válvula, en lugar de descargarla toda en un solo anillo de asiento. Cada etapa reduce la presión gradualmente. La intensidad de la vaporización instantánea es menor en cada etapa debido a que el incremento de presión es menor. El flujo bifásico es menos agresivo porque se vaporiza menos líquido en cada etapa. El sistema de ajuste se mantiene intacto.

Piénsalo de esta manera: bajar 10 bar a través de un solo orificio en servicio de líquido criogénico crea flujo de flash violento—la mayor parte del líquido flashea a gas en el orificio, y el chorro bifásico resultante destruye el trim aguas abajo. Bajar los mismos 10 bar a través de cuatro etapas—2.5 bar por etapa—crea flash suave en cada etapa. El fluido en cada presión intermedia sigue siendo mayormente líquido. El trim ve condiciones de flujo manejables en cada etapa. La válvula controla la presión sin destruirse a sí misma.

El trim balanceado está disponible para regulación criogénica de alta presión. Balanceado significa que el tapón tiene pasajes de ecualización de presión que reducen la fuerza hidráulica neta que el actuador debe superar. En servicio criogénico de alta presión—digamos, regulando 50 bar de GNL a 5 bar—la fuerza desbalanceada en el tapón requeriría un actuador sobredimensionado. El trim balanceado reduce esa fuerza para que un actuador de tamaño estándar maneje la regulación sin suministro de aire excesivo ni potencia de motor.

Las válvulas de control criogénicas usan cuerpos tipo globo, no cuerpos de bola. La geometría del cuerpo globo te da la forma del camino de flujo que funciona para estrangulación—el fluido entra al cuerpo, gira a través del anillo de asiento y el tapón, y sale con una caída de presión controlada. La geometría de válvula de bola no modula bien—el camino de flujo es esencialmente un cilindro de paso directo con una obstrucción rotatoria. Puedes estrangular una válvula de bola ligeramente, pero la erosión del asiento es rápida y la característica de flujo es no lineal.

El trim guiado por jaula mantiene el tapón centrado en la jaula durante el recorrido—mejor para aplicaciones de alto flujo donde la estabilidad del tapón importa. El trim guiado por vástago guía el tapón desde la conexión del vástago—construcción más simple, adecuado para tamaños más pequeños y caudales más bajos. Ambos están disponibles con recubrimiento de Stellite en las superficies de asiento. El Stellite resiste el efecto erosivo del flujo bifásico criogénico mejor que el acero inoxidable desnudo, extendiendo la vida...