При взаимодействии с холодильной техникой ведется работа с разнообразными средами с пониженными температурами, которые нужно контролировать. Для этих целей промышленности необходима надежная трубопроводная арматура для отсекания и регулирования в криогенном оборудовании (ниже расскажем, что это такое).
Криогенная арматура доступна с широким спектром соединений и комбинаций материалов. Она может быть оснащена дополнительными функциями, такими как сильфонные уплотнения для повышенных требований к герметичности, или функцией невозврата. Криогенные клапаны доступны в размерах от DN10 до DN200 и обеспечивают давление до 50 бар при рабочих температурах от -255°C до + 120°C.
Содержание:
- Что такое криогенное оборудование?
- Требования к арматуре для криогенных сред
- Криогенная арматура высокого давления
- Каталог производителей криогенной арматуры
Что такое криогенное оборудование?
Криогенное оборудование производит или используется в производстве очень низкотемпературных материалов или процессов. Криогеника, исследование очень низких температур, включает температуры, которые ниже, чем те, которые могут быть достигнуты с помощью обычной холодильной техники.
Что такое криогенное оборудование?
Криогенное оборудование предназначено для достижения сверхнизких температур с низкой скоростью, чтобы предотвратить тепловой удар по обрабатываемым компонентам. Криогенные температуры находятся в диапазоне от -238 ° F (-150°C, 123,2°К) до абсолютного нуля. При таких низких температурах вещества, которые являются природными газами, могут быть сжижены, и некоторые металлы теряют электрическое сопротивление, поскольку они становятся холоднее.
В список криогенного оборудования входят:
- Криогенные стеллажи и ящики для хранения;
- Криогенные холодильники;
- Регуляторы температуры;
- Трубопроводы;
- Криогенные резервуары.
При работе с таким оборудованием необходимо строго придерживаться правил техники безопасности – вести журнал работы, соблюдать нормы заполнения сосудов, надевать индивидуальную защиту от опасных веществ, периодически промывать аппаратуру, не курить и т.д.
Криогенное оборудование используется во многих сферах. Некоторые примеры включают хранение и транспортировку сжиженных газов, консервацию пищевых продуктов, криохирургию, ракетное топливо и сверхпроводящие электромагниты.
Чтобы криогенные вещества нормально циркулировали по системе, создают специальные стойкие к низким температурам трубопроводы. Для их монтажа и регулирования потока используют криогенную арматуру.
Требования к арматуре для криогенных сред
Требования к арматуре для криогенных сред
Трубопроводы, по которых транспортируются криогенные среды, дополнены стандартной арматурой (ее виды рассмотрим ниже). От обычной она отличается тем, что может выдерживать очень низкие температуры - от -153oС до -260oС. По этой причине к характеристикам и устройству арматуры выдвигают повышенные требования:
- Такие изделия можно изготавливать только со сплавов и стали, способных продолжительное время сохранять основные характеристики, в том числе пластичность и прочность, в условиях -260oC. Предпочтение отдается медным, латунным и бронзовым сплавам. Допустимы нержавеющие стали марок АИСИ 316, АИСИ 321, АИСИ 409;
- Фитинги не должны пропускать теплопритоки из окружающей среды в криогенную массу. Именно поэтому делается удлиненный шток, выводится узел и прокладка в теплую среду не меньше, чем на 40 см от трубопроводной оси;
- Установка криогенных фитингов должна производиться при помощи высоковакуумного и фланцевого метода. Именно так можно получить максимальную герметичность при вероятных температурных колебаниях. Соединять арматуру с другими элементами системы желательно сварным методом;
- Перед установкой фитинги нужно заизолировать и обезжирить. Это делается для уменьшения притока тепла к среде и уменьшения риска ее испарения.
- Учитывая, что в экстремальных условиях очень низких температур на задействованные фитинги сильно влияет концентрация напряжения, материалы, из которых они производятся, не должны иметь неметаллические добавки. Также не должно быть сильных перепадов между тонкими и толстыми стенками.
Криогенная арматура высокого давления
Криогенная арматура высокого давления
Арматура для криогенной техники бывает таких типов:
- Клапаны;
- Задвижки;
- Затворы дисковые;
- Игольчатые клапаны;
- Краны шаровые;
- Обратные клапаны;
- Предохранительные клапаны
- Рассмотрим их детальнее.
- Клапаны
Клапан — это просто устройство, которое направляет или регулирует поток, открывая, закрывая или частично закрывая проходы. Клапаны играют важную роль во всем, от выкачивания мыла из дозатора до запуска струи.
Задвижки
Это самый популярный тип запорной арматуры криогенной в отрасли, представляющий собой клапаны, которые открываются при поднятии заслонки с пути следования субстанции. Задвижки разработаны для полного открытия или закрытия. Они постоянно выполняют роль запорного клапана для отделения трубных систем.
Когда эта запорная арматура открыта, на пути потока нет препятствий, приводящих к очень небольшим потерям на трение. Задвижки используются, когда желателен прямой поток жидкости и минимальное ограничение.
Они могут регулироваться маховиком, пневматической мембраной, электромотором или поршневым приводом.
Затворы дисковые
Затворы дисковые — это устройства управления потоком, которое включает вращающийся диск для регулирования силы потока среды. Диск всегда находится в проходе, но, поскольку он относительно тонкий, он мало сопротивляется потоку.
Раннее использование дроссельных заслонок было сосредоточено на применении в воде, но новые конструкции и материалы оборудования позволили их использовать в растущих промышленных применениях для жидкостей, в том числе криогенных. В настоящее время дроссельные клапаны можно найти практически на каждом заводе, где проходят испытания криогенного оборудования.
Размеры дроссельных заслонок сильно варьируются и большинство из них способны выдерживать большое холодное рабочее давление. Общая номинальная температура для упругого седельного клапана составляет от 25оF до 300оF и от 400оF до 450оградусов F для высокопроизводительного дроссельного клапана.
Дроссельная заслонка может использоваться для двухпозиционного или модулирующего обслуживания. Как правило, приведение в действие осуществляется либо вручную (рукоятка, гаечный ключ, привод зубчатой передачи), либо с помощью внешнего источника питания для автоматического включения клапана.
Игольчатые клапаны
Игольчатый клапан, по сути, представляет собой разновидность дискового клапана, используемого для очень точного контроля потока. Такая трубопроводная арматура содержит тонкую коническую пробку, в отличие от более крупного и менее точного диска шарового затвора.
Краны шаровые
Дроссельная шаровая заслонка также предназначена для регулирования потока, но с ограниченными возможностями управления. Это более простой промышленный клапан и фитинг, которым легко управлять, поворачивая рукоятку на 90 градусов.
Дроссельная заслонка состоит только из четырех основных компонентов: корпуса, шара, штока и седла.
Преимущества кранов шаровых:
- Легко и быстро открываются. Поворот ручки на 90° обеспечивает полное закрытие или открытие клапана;
- Относительно недорогие. Клапаны-бабочки требуют меньше материала благодаря своей конструкции. Наиболее экономичным является тип пластины, который устанавливается между двумя фланцами трубопровода. Другой тип, конструкция с ушками, удерживается на месте между двумя фланцами трубы болтами, которые соединяют два фланца и проходят через отверстия во внешнем корпусе клапана.;
- Занимают меньше места. Это связано с их компактной конструкцией, которая требует значительно меньше места по сравнению с другими клапанами;
- Надежность и сниженные требования к обслуживанию. Уменьшенный уровень износа позволяет увеличить срок службы клапана. Это снижает прямые эксплуатационные расходы и сокращает часы, необходимые для технического обслуживания детали;
- Широкий спектр применений. Дроссельные клапаны могут использоваться в самых разных областях. Они хорошо работают для перекачки больших объемов воды и суспензий.
Обратные клапаны
Обратные клапаны пропускают жидкость только в одном направлении. Их цель - предотвратить обратный поток. Существует несколько типов «стопоров», которые препятствуют обратному потоку в криогенной среде. Шаровые и поршневые обратные клапаны работают, требуя минимального давления входящего потока. Обратный поток недостаточно силен, чтобы поднять шар или поршень назад, чтобы двигаться в другом направлении.
Поток в такой арматуре проталкивается через шарнирную заслонку, которая открывается только в одном направлении, гарантируя, что жидкость не сможет двигаться назад.
Предохранительные клапаны
Предохранительный клапан является промышленным фитингом, используемым для установки предела величины давления в системе. Этот тип подающего клапана предназначен исключительно для предотвращения избыточного давления, которое может привести к повреждению системы.
Каталог производителей криогенной арматуры
Рынок криогенного оборудования в России предлагает большой выбор продукции от международных и российских компаний.
Каталог производителей криогенной арматуры
В нашей стране оборудования криогенного производство осуществляют:
- АО «УКЗ»;
- ООО «Технические Газы – Традиции Качества»;
- ООО «ТД «Сибкриомаркет»;
- ООО «Криотехника»;
- Standard Gas Company;
- ОАО НПО «Гелиймаш»;
- Eurasia-ADR GmbH;
- ООО «Научно-технический комплекс «Криогенная техника»;
- ООО «МедКриоТех» и т.д.
Последняя компания производит медицинское криогенное оборудование.
Известными международными брендами данной категории товаров являются ROTAREX (Люксембург), TECHNEX (Украина), SIAD (Италия), LINDE (Ирландия), Messer (Корея), CRYOTHERM (Германия) и т.д.