Регулирующий клапан криогенный

Краткие характеристики

Размер: 1/2" - 8" (DN15 - DN200)

Давление: Class 150 - 600 / PN 10-100

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

Материалы корпуса: A351 CF8M, A182 F316, A182 F55, Monel

Уплотнение: Металл по металлу с наплавкой Stellite

Конструкция: Корпус запорного типа, удлинённая крышка, многоступенчатый или сбалансированный трим

Привод должен оставаться тёплым

Регулирующий клапан в криогенном сервисе имеет две проблемы, с которыми обычные регулирующие клапаны не сталкиваются. Первая: привод. Пневматические приводы используют резиновые диафрагмы — резина при -196°C становится хрупкой и трескается. Удлинённая крышка решает эту проблему, отводя зону сальника и штока от криогенной среды к зоне, где температура выше точки замерзания. Привод монтируется на удлинённой крышке, в зоне умеренных температур.

Вторая: трим. Регулирующие клапаны в криогенном сервисе дросселируют — они модулируют поток криогенной жидкости. Перепад давления через одну ступень трима при криогенных температурах вызывает флешинг — жидкость вскипает при падении давления ниже давления пара, создавая двухфазный поток газа и жидкости, который эродирует поверхности трима с высокой скоростью. Стандартный одноступенчатый трим не выживает.

Многоступенчатый трим останавливает флешинг

Многоступенчатый трим разделяет общий перепад давления на несколько ступеней внутри трима. Каждая ступень снижает давление на контролируемую величину, которая держит локальное давление выше давления пара жидкости. Жидкость остаётся жидкостью на каждой ступени — нет вскипания, нет двухфазного потока, нет эрозии от флешинга.

Подумайте об этом так: снижение на 10 бар через одно отверстие в криогенной жидкости создаёт резкое вскипание. Снижение на 10 бар через пять ступеней по 2 бар каждая — каждая ступень держит жидкость выше давления пара. Общий перепад тот же, но эрозия от флешинга устранена.

Сбалансированный трим доступен для высокобарического криогенного регулирования. Сбалансированный означает, что давление среды действует на обе стороны плунжера, компенсируя гидростатические силы. Это снижает требуемое тяговое усилие привода — важно при высоких перепадах давления, где несбалансированный плунжер требует oversized привода.

Корпус запорного типа, не шаровой

Криогенные регулирующие клапаны используют корпуса запорного типа, а не шаровые. Геометрия корпуса запорного типа обеспечивает направленный поток через трим, зону восстановления давления после vena contracta и путь потока, который поддерживает жидкость в состоянии выше давления пара. Шаровые корпуса не обеспечивают контролируемую геометрию потока для дросселирования.

Клеточно-направляемый трим удерживает плунжер центрированным в клетке при ходе — лучше для высокоточных регулирующих применений, где боковое смещение плунжера вызывает неравномерный износ седла.

Детали спецификации, которые имеют значение

Выбор материала трима зависит от перепада давления и интенсивности флешинга. Stellite 6 — стандарт для многоступенчатого трима, обеспечивает стойкость к эрозии при остаточном флешинге. Inconel 625 — для агрессивных криогенных сред с высокой коррозионной активностью.

Длина удлинения крышки на регулирующих клапанах обычно больше, чем на запорных клапанах — трим длиннее, и зона сальника должна быть дальше от криогенной среды. Удлинённая крышка также даёт больше места для рассеяания тепла по штоку, повышая температуру в зоне сальника.

Можно ли использовать этот клапан для изоляции? Можно, но это дорого для изоляции. Корпус регулирующего клапана с тримом стоит больше, чем запорный клапан того же размера. Для изоляции используйте запорный клапан.

Что такое несбалансированный трим? Несбалансированный трим означает, что полное технологическое давление действует на одну сторону плунжера — привод должен преодолеть это усилие. Для высоких перепадов это требует большого привода. Сбалансированный трим компенсирует давление, снижая требуемое усилие привода.

Можно ли использовать стандартный регулирующий клапан для криогенного сервиса? Физически да, но трим не выживет. Стандартный трим регулирующего клапана — мягкие сёдла, одноступенчатый трим — не рассчитан на криогенные температуры и флешинг. Нужен специализированный криогенный регулирующий клапан с удлинённой крышкой, многоступенчатым тримом и материалами для криогенных температур.

Можно ли использовать электропривод? Пневматические мембранные приводы — наиболее распространённые: простые, надёжные, удлинённая крышка обеспечивает достаточное рассеяние тепла. Электрические приводы возможны, но требуют защиты от криогенных температур.

Какой класс утечки седла? Металл по металлу с наплавкой Stellite — Class IV-V. Для криогенных регулирующих клапанов герметичное перекрытие (Class VI) обычно не требуется — это регулирующие клапаны, не запорные.