شیر کنترل کرایوژنیک

اندازه: 1/2" - 8" (DN15 - DN200)

فشار: Class 150 - 600 / PN 10-100

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

مواد بدنه: A351 CF8M, A182 F316, A182 F55, Monel

نشیمنگاه: فلز به فلز با روکش استلایت

طراحی: بدنه گلوب، بونیت کشیده، تریم چند مرحله‌ای یا متعادل موجود

شیر کنترل در سرویس برودتی دو مشکل دارد که شیرهای کنترل معمولی با آن مواجه نیستند. اول، عملگر. عملگرهای پنوماتیکی از دیافراگمهای لاستیکی و آببندهای الاستومری استفاده میکنند. عملگرهای الکتریکی از موتورها، گیربکسها و پوزیشنرها با قطعات الکترونیکی استفاده میکنند. هیچکدام از اینها در دمای ۱۹۶- درجه سانتیگراد کار نمیکنند. دیافراگمهای لاستیکی منجمد میشوند—هنگام تلاش عملگر برای حرکت ترک میخورند. موتورهای الکتریکی در دماهای برودتی گشتاور خود را از دست میدهند. پوزیشنرها دچار رانش یا خرابی میشوند زیرا کالیبراسیون آنها عملکرد محیطی را فرض میکند. بونیت کشیده روی شیر کنترل برودتی همان کار عایق حرارتی را انجام میدهد که روی شیرهای ایزولاسیون انجام میدهد—محفظه پکینگ را در دمای محیط نگه میدارد—اما مزیت دومی دارد که مخصوص شیرهای کنترل است: فاصله کافی بین بدنه برودتی و عملگر ایجاد میکند تا عملگر در دمای عادی محیط کار کند. فلنج نصب عملگر در بالای بونیت کشیده گرم است. عملگر بهطور عادی کار میکند. هیچ شوک حرارتی وجود ندارد. هیچ دیافراگم یخزدهای نیست. هیچ رانش پوزیشنری نیست.

دوم: تریم. شیرهای کنترل در سرویس برودتی دریچهگشایی میکنند—آنها جریان را بهطور پیوسته تعدیل میکنند، نه فقط باز و بسته شدن. این دریچهگشایی افت فشار در سراسر تریم ایجاد میکند. در کاهش فشار برودتی—مثلاً کاهش فشار LNG از مخزن ذخیره به خط انتقال—افت فشار باعث میشود بخشی از مایع برودتی فوراً به گاز تبدیل شود. جریان دوفازی—مخلوط مایع و گاز—تریم استاندارد را در چند ماه فرسایش میدهد. سرعت بالا است، چگالی در سراسر نشیمنگاه تغییر میکند، و گاز فلششده قطرات مایع را حمل میکند که مانند سندبلاست به سطوح تریم برخورد میکنند.

تریم چندمرحلهای فلش را متوقف میکند

تریم چندمرحلهای کل افت فشار را به چند مرحله در داخل بدنه شیر تقسیم میکند بهجای اینکه همه را روی یک حلقه نشیمنگاه تخلیه کند. هر مرحله فشار را بهطور تدریجی کاهش میدهد. شدت فلش در هر مرحله کمتر است زیرا پله فشار کوچکتر است. جریان دوفازی کمتر تهاجمی است زیرا مایع کمتری در هر مرحله فلش میشود. تریم دوام میآورد.

اینطور فکر کنید: افت ۱۰ بار روی یک روزنه منفرد در سرویس مایع برودتی جریان فلش شدید ایجاد میکند—بیشتر مایع در روزنه به گاز تبدیل میشود و جت دوفازی حاصل، تریم پایین دست را تخریب میکند. افت همان ۱۰ بار در چهار مرحله—۲.۵ بار در هر مرحله—فلش ملایم در هر مرحله ایجاد میکند. سیال در هر فشار میانی هنوز عمدتاً مایع است. تریم در هر مرحله شرایط جریان قابل مدیریتی را میبیند. شیر فشار را کنترل میکند بدون اینکه خودش را تخریب کند.

تریم بالانسشده برای تنظیم فشار بالا برودتی در دسترس است. بالانسشده به این معنی است که پلاگ دارای مجاری تعادل فشار است که نیروی هیدرولیک خالصی که عملگر باید غلبه کند را کاهش میدهد. در سرویس برودتی فشار بالا—مثلاً تنظیم LNG از ۵۰ بار به ۵ بار—نیروی نامتعادل روی پلاگ به عملگر بزرگتری نیاز دارد. تریم بالانسشده آن نیرو را کاهش میدهد تا یک عملگر با اندازه استاندارد بتواند تنظیم را بدون تأمین هوای اضافی یا قدرت موتور اضافی انجام دهد.

شیرهای کنترل برودتی از بدنههای گلوب استفاده میکنند، نه بدنههای توپی. هندسه بدنه گلوب شکل مسیر جریان را میدهد که برای دریچهگشایی مناسب است—سیال وارد بدنه میشود، از حلقه نشیمنگاه و پلاگ عبور میکند، و با افت فشار کنترلشده خارج میشود. هندسه شیر توپی خوب تعدیل نمیکند—مسیر جریان اساساً یک استوانه مستقیم با یک مانع چرخان است. میتوانید شیر توپی را کمی دریچهگشایی کنید، اما فرسایش نشیمنگاه سریع است و مشخصه جریان غیرخطی است.

تریم قفسه-راهنما پلاگ را در طول حرکت در مرکز قفسه نگه میدارد—بهتر برای کاربردهای جریان بالا که پایداری پلاگ مهم است. تریم ساقه-راهنما پلاگ را از اتصال ساقه هدایت میکند—ساختار سادهتر، مناسب برای اندازههای کوچکتر و نرخ جریان پایینتر. هر دو با روکش استلایت روی سطوح نشیمنگاه در دسترس هستند. استلایت در برابر اثر فرسایشی جریان دوفازی برودتی بهتر از فولاد ضدزنگ خام مقاومت میکند و عمر تریم را در سرویس فلش افزایش میدهد.

جزئیات مشخصات که اهمیت دارند

انتخاب مواد تریم به افت فشار و شدت فلش شما بستگی دارد. روکش استلایت روی تریم فولاد ضدزنگ فلش برودتی متوسط را مدیریت میکند—افت فشار زیر ۵ بار در هر مرحله، نسبت فلش زیر ۱۵٪. شدت فلش بالاتر به مواد تریم سختتر نیاز دارد—روکش اینکونل، درجهای کاربید تنگستن، یا تریم تمام مونل برای سرویس شدید. برای همهچیز استلایت مشخص نکنید. هزینه آن بیشتر از فولاد ضدزنگ خام است و اگر کاربرد شما به آن نیاز ندارد، پول هدر میدهید. اما اگر کاربرد شما به آن نیاز دارد و شما فولاد ضدزنگ خام مشخص کنید، در شش ماه تریم را تعویض خواهید کرد.

طول کشیدگی بونیت روی شیرهای کنترل معمولاً بیشتر از شیرهای ایزولاسیون در همان اندازه است زیرا سطح نصب عملگر باید از بدنه برودتی دورتر باشد—جرم عملگر یک مسیر هدایت حرارتی از طریق بونیت ایجاد میکند، و خود عملگر به یک ناحیه دمای محیطی وسیعتر برای عملکرد قابل اعتماد نیاز دارد. شرایط نصب کامل را مشخص کنید: محدوده دمای محیط، نوع عملگر، و جهتگیری. سازنده طول کشیدگی را از آن ورودیها محاسبه میکند.

پاسخ: میتوانید، اما برای وظیفه ایزولاسیون گران است. بدنه شیر کنترل با تریم و عملگر هزینه بیشتری نسبت به شیر توپی برودتی یا پروانهای در همان اندازه دارد. اگر...