- क्रायोजेनिक वाल्व के मानक और परिभाषाएँ
क्रायोजेनिक वाल्वों के लिए विभिन्न मानकों की अलग-अलग परिभाषाएँ हैं।
(1) ब्रिटिश वाल्व मानक बीएस6364 "निम्न तापमान के लिए वाल्व" -50 डिग्री ~-196 डिग्री के मध्यम तापमान रेंज पर लागू होता है;
(2) अमेरिकी मानक एमएसएसएसपी-134 "कम तापमान वाले वाल्वों और उनके वाल्व बॉडी/बोनट एक्सटेंशन के लिए आवश्यकताएं" कम तापमान की व्याख्या इस प्रकार करती हैं "मानक अभ्यास के लिए, कम तापमान सीमा -100 डिग्री ~ { के बीच होती है {4}} डिग्री ";
(3) चीनी राष्ट्रीय मानक जीबी/टी 24925 "क्रायोजेनिक वाल्व के लिए तकनीकी शर्तें" -29 डिग्री ~-196 डिग्री के मध्यम तापमान रेंज पर लागू है;
(4) शेल वाल्व मानक शेल एमईएससी एसपीई 77/200 "निम्न तापमान और अल्ट्रा-निम्न तापमान के लिए वाल्व" -30 डिग्री ~-196 डिग्री के मध्यम तापमान रेंज पर लागू होता है।
(5) सामान्य दबाव के तहत विभिन्न गैसों के द्रवीकरण तापमान के अनुसार, उन्हें आम तौर पर छह तापमान स्तरों में विभाजित किया जाता है।
लेवल एक 0~ -46 डिग्री है
स्तर दो -47~-60 डिग्री है
स्तर तीन -61~-70 डिग्री है
स्तर 4 -71~-101 डिग्री है
स्तर 5 -102~-196 डिग्री है
स्तर 6 -253 डिग्री से नीचे है
आम तौर पर, -46~-150 डिग्री को निम्न तापमान कहा जाता है, और -150 डिग्री से नीचे को अति-निम्न तापमान कहा जाता है।
पेट्रोकेमिकल उद्योग में क्रायोजेनिक वाल्व की परिभाषा संदेशवाहक माध्यम के डिज़ाइन तापमान पर आधारित है। आम तौर पर, -40 डिग्री से नीचे के मध्यम तापमान में उपयोग किए जाने वाले वाल्वों को क्रायोजेनिक वाल्व कहा जाता है, और -101 डिग्री से नीचे के मध्यम तापमान में उपयोग किए जाने वाले वाल्वों को अल्ट्रा-लो तापमान वाल्व कहा जाता है।
- क्रायोजेनिक वाल्वों की डिज़ाइन सुविधाएँ
1. क्रायोजेनिक वाल्वों के लिए सामग्री का चयन
क्रायोजेनिक वाल्वों का कार्यशील माध्यम न केवल तापमान में कम होता है, बल्कि अधिकतर या, और मजबूत पारगम्यता होता है, जो वाल्व सामग्री के लिए कई विशेष आवश्यकताओं को निर्धारित करता है। कम तापमान पर स्टील के यांत्रिक गुण सामान्य तापमान से भिन्न होते हैं। ताकत के अलावा, कम तापमान वाले स्टील के लिए महत्वपूर्ण संकेतक इसकी कम तापमान प्रभाव क्रूरता है। सामग्री की निम्न-तापमान प्रभाव कठोरता सामग्री के भंगुर संक्रमण तापमान से संबंधित है। सामग्री का भंगुर संक्रमण तापमान जितना कम होगा, सामग्री की कम तापमान प्रभाव कठोरता उतनी ही बेहतर होगी। बॉडी-केंद्रित क्यूबिक जाली वाली धातु सामग्री, जैसे कार्बन स्टील, कम तापमान वाली ठंडी भंगुरता से पीड़ित होती है, जबकि फेस-केंद्रित क्यूबिक जाली वाली धातु सामग्री, जैसे ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, में प्रभाव क्रूरता होती है जो मूल रूप से कम तापमान से प्रभावित नहीं होती है।
क्रायोजेनिक वाल्व बॉडी और वाल्व कवर जैसे दबाव-प्रतिरोधी भागों की सामग्री आमतौर पर अच्छी कम तापमान वाली ताकत वाली कठोर सामग्री से बनी होती है। वेल्डेबिलिटी, मशीनिंग प्रदर्शन, स्थिरता और अर्थव्यवस्था जैसे कारकों पर भी विचार किया जाना चाहिए। डिज़ाइन के दौरान, आमतौर पर तीन निम्न तापमान स्तरों का उपयोग किया जाता है: -46 डिग्री, -101 डिग्री और -196 डिग्री। निम्न-तापमान कार्बन स्टील का उपयोग आम तौर पर -46 डिग्री कम-तापमान ग्रेड के लिए किया जाता है, और 300 श्रृंखला ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील का उपयोग आम तौर पर -101 डिग्री और -196 डिग्री कम-तापमान ग्रेड के लिए किया जाता है। इस स्टेनलेस स्टील में मध्यम ताकत, अच्छी कठोरता और अच्छा प्रसंस्करण प्रदर्शन है।
2. पेट्रोकेमिकल क्रायोजेनिक वाल्वों का संरचनात्मक डिजाइन
(1) वाल्व कवर संरचनात्मक डिजाइन
क्रायोजेनिक वाल्वों की एक स्पष्ट विशेषता यह है कि उनके वाल्व कवर में आम तौर पर लंबी गर्दन वाली संरचना होती है। GB/T24925 "क्रायोजेनिक वाल्व के लिए तकनीकी शर्तें" में यह भी स्पष्ट रूप से कहा गया है कि "क्रायोजेनिक गेट वाल्व, ग्लोब वाल्व, बॉल वाल्व और बटरफ्लाई वाल्व के वाल्व कवर का उपयोग अलग-अलग उपयोगों के अनुसार किया जाना चाहिए। तापमान की आवश्यकता एक डिजाइन करने के लिए है लंबी-गर्दन वाल्व कवर संरचना जो ठंड संरक्षण की सुविधा प्रदान करती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि स्टफिंग बॉक्स के नीचे का तापमान 0 डिग्री से ऊपर बना रहे। विस्तारित वाल्व कवर संरचना का डिज़ाइन मुख्य रूप से वाल्व ऑपरेटिंग हैंडल और स्टफिंग बॉक्स संरचना को कम तापमान वाले क्षेत्रों से दूर रखने के लिए है, जो न केवल बहुत कम तापमान के कारण ऑपरेटरों के लिए शीतदंश से बच सकता है, बल्कि यह भी सुनिश्चित करता है कि स्टफिंग बॉक्स और दबाव पैकिंग क्षति को रोकने के लिए आस्तीन का उपयोग सामान्य तापमान पर किया जाता है। सीलिंग प्रदर्शन कम हो जाता है और पैकिंग का सेवा जीवन बढ़ जाता है। क्योंकि कम तापमान पर, जैसे-जैसे तापमान घटता है, पैकिंग की लोच धीरे-धीरे गायब हो जाती है, और रिसाव-रोधी प्रदर्शन कम हो जाता है। मध्यम रिसाव के कारण, पैकिंग और वाल्व स्टेम जम जाता है, जो वाल्व स्टेम के सामान्य संचालन को प्रभावित करता है। उसी समय, वाल्व स्टेम ऊपर और नीचे चलता रहता है। और पैकिंग को खरोंचें, जिससे गंभीर रिसाव हो सकता है। इसलिए, क्रायोजेनिक वाल्वों को लंबी गर्दन वाले वाल्व कवर संरचना को अपनाना चाहिए। इसके अलावा, लंबी गर्दन वाली संरचना ठंडी ऊर्जा के नुकसान को रोकने के लिए ठंडी इन्सुलेशन सामग्री को लपेटने की सुविधा भी देती है। चूंकि कम तापमान वाली पाइपलाइनों में आम तौर पर मोटी ठंडी इन्सुलेशन परत होती है, लंबी गर्दन वाला वाल्व कवर ठंड इन्सुलेशन निर्माण की सुविधा देता है और पैकिंग ग्रंथि को ठंड इन्सुलेशन परत के बाहर रखता है, जो ग्रंथि बोल्ट को कसने या बिना किसी नुकसान के किसी भी समय आवश्यक होने पर भराव जोड़ने की सुविधा देता है। ठंडी इन्सुलेशन परत.
बोनट एक्सटेंशन BS6364, MSS SP-134 और SHELL MESC SPE77/200 मानकों में निर्दिष्ट हैं। उनमें से, बीएस6364 ठंडे बक्सों के साथ 15 से 500 मीटर के विस्तारित आयामों को निर्धारित करता है, और यह निर्धारित करता है कि गैर-ठंडे बक्सों की न्यूनतम विस्तारित लंबाई 250 मिमी होनी चाहिए; एमएसएस एसपी-134 में कोल्ड बॉक्स और नॉन-कोल्ड बॉक्स के साथ 15 से 300 मीटर के विस्तारित आयामों की आवश्यकताएं शामिल हैं। इसकी तुलना में, नॉन-कोल्ड बॉक्स के विस्तारित आयाम बीएस6364 में निर्दिष्ट आयामों से अधिक लंबे हैं, और कोल्ड बॉक्स के विस्तारित आयाम बीएस6364 में निर्दिष्ट आयामों से छोटे हैं। शेल एमईएससी एसपीई 77/200 ठंडे बक्से और गैर-ठंडे बक्से के बीच अंतर नहीं करता है, और विभिन्न तापमान सीमाओं में 15 से 1200 की लंबाई निर्धारित करता है।
व्यापक विचार से, शेल एमईएससी एसपीई 77/200 में विस्तारित लंबाई की एक विस्तृत श्रृंखला है, जो इसे उपयोग करने के लिए अधिक सुविधाजनक और विश्वसनीय बनाती है। यदि इसका उपयोग गंभीर निम्न-तापमान स्थितियों में किया जाता है, तो आप डिज़ाइन इकाई की विशेष लंबाई आवश्यकताओं के अनुसार डिज़ाइन या डिज़ाइन के लिए शेल एमईएससी एसपीई 77/200 मानक का उल्लेख कर सकते हैं। इसके अलावा, लंबाई का चयन करते समय, यह विचार करना भी आवश्यक है कि क्या शीत इन्सुलेशन परत की डिज़ाइन की गई मोटाई इस लंबाई से अधिक है। यदि हां, तो इसे शीत इन्सुलेशन परत की मोटाई से मेल खाने के लिए लंबा किया जाना चाहिए।
(2) ड्रिप बोर्ड का संरचनात्मक डिजाइन
चूँकि कम तापमान वाला माध्यम वाल्व में संचारित होता है, वाल्व स्टेम और उसके ऊपरी सिरे पर भरने वाली सामग्री में मध्यम तापमान के संचरण को रोकने या कम करने के लिए, और इन सामग्रियों को ठंड के कारण विफल होने से रोकने के लिए, एक ड्रिप प्लेट का उपयोग किया जाता है। संरचना को वाल्व में जोड़ा जा सकता है। कुछ शोध संस्थानों ने ड्रिप प्लेट संरचना वाले इस प्रकार के वाल्व पर प्रायोगिक सत्यापन किया है, और साबित किया है कि ड्रिप प्लेट वाले वाल्व कवर का ऊपरी अंत तापमान अधिक है। चूंकि विस्तारित वाल्व कवर के ऊपरी हिस्से का तापमान कम होता है, वाल्व आमतौर पर हवा के संपर्क में रहता है। कम तापमान वाले वाल्व कवर का सामना करने पर हवा में मौजूद जल वाष्प पानी की बूंदों में बदल जाएगा। ड्रिप प्लेट का व्यास मध्य निकला हुआ किनारा के व्यास से अधिक है, जो कम तापमान वाले द्रवीकरण को रोक सकता है। बोल्ट की जंग को ऑनलाइन रखरखाव को प्रभावित करने से रोकने के लिए मध्य फ्लैंज बोल्ट पर जल वाष्प टपकता है। इसके अलावा, ड्रिप प्लेट को ठंडे इन्सुलेशन परत के बाहर स्थापित करने की आवश्यकता होती है ताकि संघनित पानी को ठंडे इन्सुलेशन परत और वाल्व बॉडी के ऊपरी हिस्से पर टपकने से रोका जा सके, ठंड इन्सुलेशन परत की रक्षा की जा सके और शीतलन क्षमता के नुकसान को रोका जा सके।
(3) दबाव राहत घटकों का संरचनात्मक डिजाइन
बंद गुहा संरचना वाले क्रायोजेनिक वाल्वों के लिए, जब ज्वलनशील, विस्फोटक और आसानी से वाष्पीकृत मीडिया में उपयोग किया जाता है, तो वाल्व सीलिंग संरचना के लिए विशेष आवश्यकताएं होती हैं। वाष्पीकरण के बाद कुछ कम तापमान वाले मीडिया का आयतन बढ़ जाएगा। उदाहरण के लिए, वाष्पीकरण के बाद तरलीकृत प्राकृतिक गैस की मात्रा तरल अवस्था से 600 गुना अधिक है। जब वाल्व बंद होता है और परिवेश का तापमान अपेक्षाकृत अधिक होता है, तो वाल्व बॉडी में कम तापमान वाला माध्यम पर्यावरण को अवशोषित करता है। मध्यम गर्मी के कारण यह धीरे-धीरे वाष्पीकृत हो जाता है, और इसकी मात्रा तेजी से बढ़ जाती है, जिससे वाल्व के अंदर अत्यधिक दबाव होता है, और यहां तक कि वाल्व की सुरक्षा को भी खतरा होता है, जिससे मध्यम रिसाव और यहां तक कि आग दुर्घटनाएं भी होती हैं। वाल्व और कारखाने की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, ऐसे वाल्वों में स्व-निर्वहन के लिए मध्य गुहा की आवश्यकता होती है। जब वाल्व गुहा में दबाव असामान्य रूप से अधिक हो जाता है तो दबाव संरचना स्वचालित राहत को सक्षम बनाती है। उदाहरण के लिए, कम तापमान वाले गेट वाल्व और बॉल वाल्व में अलग-अलग सीलिंग सिद्धांत होते हैं, इसलिए दबाव राहत डिजाइन में स्पष्ट अंतर होंगे। हालाँकि, विभिन्न निर्माताओं के पास दबाव राहत संरचनाओं के डिजाइन में अलग-अलग विशेषताएं हैं।
(4) एंटी-स्टैटिक और फायर-प्रूफ संरचनात्मक डिजाइन
चूंकि क्रायोजेनिक वाल्व आमतौर पर ज्वलनशील और विस्फोटक मीडिया में उपयोग किए जाते हैं, इसलिए एंटी-स्टैटिक डिजाइन और फायर-प्रूफ डिजाइन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। एंटी-स्टैटिक डिज़ाइन मुख्य रूप से बिजली की छड़ के समान वाल्व स्टेम और वाल्व बॉडी के बीच करंट का संचालन करता है, जिससे सुरक्षा खतरों को खत्म करने और पूरे सिस्टम की आपूर्ति सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए स्थैतिक बिजली का निर्वहन होता है। उदाहरण के लिए, जीबी/टी24925 स्पष्ट रूप से निर्धारित करता है कि "ज्वलनशील वाष्प या तरल पदार्थ के लिए उपयोग किए जाने वाले नरम सीटों या नरम समापन आवेषण वाले वाल्वों के लिए, डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि वाल्व बॉडी और वाल्व स्टेम में प्रवाहकीय निरंतरता है, और डिस्चार्ज पथ का अधिकतम प्रतिरोध होना चाहिए 10Ω से अधिक नहीं।" अग्नि-रोधी संरचना का डिज़ाइन मुख्य रूप से तापमान में भारी बदलाव के कारण होने वाले मध्यम रिसाव की समस्या पर केंद्रित है। अग्निरोधक संरचना का डिज़ाइन सामान्य वाल्वों की डिज़ाइन आवश्यकताओं के समान है।
(5) वाल्व बॉडी
वाल्व बॉडी को तापमान परिवर्तन के कारण होने वाले विस्तार और संकुचन को पूरी तरह से झेलने में सक्षम होना चाहिए। इसके अलावा, तापमान परिवर्तन के कारण वाल्व सीट की संरचना ख़राब नहीं होगी।
(6) वाल्व डिस्क
गेट वाल्व लचीले गेट या खुले गेट का उपयोग करते हैं; स्टॉप वाल्व अपनी सपाट सीटों और सुई वाल्वों के लिए प्लग-आकार वाले वाल्व डिस्क का उपयोग करते हैं। ये संरचनात्मक रूप तापमान परिवर्तन की परवाह किए बिना विश्वसनीय सीलिंग बनाए रख सकते हैं।
(7) वाल्व स्टेम
वाल्व स्टेम की सतह की कठोरता में सुधार करने और वाल्व स्टेम, पैकिंग और पैकिंग ग्रंथि (ग्रंथि) को एक-दूसरे को पकड़ने, सीलिंग पैकिंग को नुकसान पहुंचाने और उत्पन्न होने से रोकने के लिए वाल्व स्टेम को क्रोमियम-प्लेटेड, निकेल-फॉस्फोरस-प्लेटेड या नाइट्राइडेड करने की आवश्यकता होती है स्टफिंग बॉक्स का रिसाव।
(8) गैस्केट
गैस्केट का चयन करते समय, गैस्केट सामग्री के कम तापमान वाले गुणों पर विचार किया जाना चाहिए, जैसे संपीड़न लचीलापन, पूर्व-कसने का बल, बन्धन दबाव वितरण और तनाव विश्राम विशेषताएँ।
(9) स्टफिंग बॉक्स और पैकिंग
स्टफिंग बॉक्स निम्न तापमान अनुभाग के सीधे संपर्क में नहीं हो सकता है, लेकिन लंबी गर्दन वाले वाल्व कवर के शीर्ष पर स्थित है ताकि स्टफिंग बॉक्स कम तापमान से बहुत दूर रहे और {{1} से ऊपर के तापमान वाले वातावरण में काम करे। } डिग्री । इस तरह, स्टफिंग बॉक्स के सीलिंग प्रभाव में सुधार होता है। रिसाव की स्थिति में, या जब कम तापमान वाला तरल पदार्थ सीधे पैकिंग से संपर्क करता है और सीलिंग प्रभाव कम हो जाता है, तो स्टफिंग बॉक्स में दबाव के अंतर को कम करने के लिए तेल सील परत बनाने के लिए स्टफिंग बॉक्स के बीच से ग्रीस जोड़ा जा सकता है। एक सहायक सीलिंग उपाय. स्टफिंग बॉक्स ज्यादातर मध्य धातु अलगाव रिंग के साथ दो-चरण पैकिंग संरचना को अपनाता है। हालाँकि, कुछ अन्य प्रकारों का उपयोग करते हैं जैसे सामान्य वाल्व स्टफिंग बॉक्स संरचना और स्वयं-कसने वाले वाल्व स्टेम के साथ डबल स्टफिंग बॉक्स संरचना।
(10) ऊपरी मुहर
क्रायोजेनिक वाल्व सभी ऊपरी सीलिंग सीट संरचना से सुसज्जित हैं। ऊपरी सीलिंग सतह को कोबाल्ट-क्रोमियम-टंगस्टन कार्बाइड से ढका जाना चाहिए, और फिर परिष्करण के बाद पॉलिश किया जाना चाहिए।
(11) वाल्व सीट, वाल्व डिस्क (गेट) सीलिंग सतह
क्रायोजेनिक वाल्व के समापन भाग कोबाल्ट-क्रोमियम-टंगस्टन कार्बाइड सतह संरचना को अपनाते हैं। नरम सील संरचना केवल पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन के बड़े विस्तार गुणांक के कारण -70 डिग्री से अधिक तापमान वाले क्रायोजेनिक वाल्वों के लिए उपयुक्त है और कम तापमान पर भंगुर हो जाती है, लेकिन पॉलीट्राइफ्लुओरोएथिलीन का उपयोग क्रायोजेनिक वाल्वों के लिए {{3) तक के तापमान के लिए किया जा सकता है। }} डिग्री ।
(12) मध्य निकला हुआ किनारा बोल्ट
बोल्ट में पर्याप्त ताकत होनी चाहिए क्योंकि बार-बार लोड के तहत काम करने पर बोल्ट अक्सर थकान के कारण टूट जाते हैं। क्योंकि बोल्ट आसानी से थ्रेड रूट पर तनाव एकाग्रता का कारण बन सकते हैं, पूरी तरह से थ्रेडेड संरचनाओं वाले बोल्ट का उपयोग किया जाता है।