Криогенная арматура и комплектующие

Трубопроводная арматура должна обеспечивать достаточно надёжную конструкцию для возможности безопасной работы при долговременном использовании. 

При использовании арматуры, работающей при обычных погодных условиях, достаточно применения углеродистых материалов. По мере снижения температуры рабочей среды, конструкция арматуры все больше отличается от арматуры, используемой при обычных погодных условиях.

В ряде случаев допускается применение типовых конструкций, но с использованием материалов, не теряющих прочностных показателей при низкой температуре рабочей среды. 

Криогенная арматура используется в экстремальных условиях, связанных со спецификой поведения сред для транспортировки низкотемпературных, окисляющих сред. При этом криогенная арматура должна безотказно выполнять свои функции, как при положительных, так и при криогенных температурах и быть устойчивой к окислению и охрупчиванию. 

Поэтому при ее производстве используются не только материалы, устойчивые к коррозии и химическому воздействию, но и с учётом низких температур транспортируемой среды применяются некоторые конструктивные решения, обеспечивающие безотказность работы. Как пример - удлинённые штоки запорной арматуры, использование термоизоляции. При этом, чтобы не допустить избыточный теплоприток, толщина стенок арматуры должна быть минимально допустимой, а используемые материалы не должны иметь склонности к охрупчиванию.

При производстве криогенной арматуры, помимо физических параметров, учитывают экономический фактор. Криогенная арматура, ввиду высокой стоимости производства, должна обеспечивать безотказную долговременную эксплуатацию.

Классификация криогенной арматуры

Трубопроводная криогенная арматура характеризуется двумя главными параметрами: 

- Условный проход (номинальный размер) DN или ДУ - параметр, характеризующий присоединительные размеры. Условный проход не имеет единицы измерения и приблизительно равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, выраженному в миллиметрах.
- Условное давление (номинальное) давление PN или PУ — наибольшее избыточное рабочее давление, при котором обеспечивается заданный срок службы соединений арматуры и трубопровода.

Классификация по функциональному назначению:

  • Запорная. Предназначена для полного перекрытия (или полного открытия) потока рабочей среды в трубопроводе в зависимости от требований технологического режима. Сюда относятся: клапаны, шаровые краны, задвижки, затворы и т.д. 
  • Регулирующая (редукционная). Предназначена для регулирования параметров рабочей среды посредством изменения ее расхода. К ней относятся: регуляторы давления, редукторы, и т. п. 
  • Предохранительная. Предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого роста давления посредством сброса избытка рабочей среды. Сюда относятся: предохранительные клапаны, мембранные разрывные устройства, перепускные клапаны. 
  • Защитная. Предназначена для автоматической защиты оборудования и трубопроводов от недопустимого направления потока рабочей среды. Сюда относятся: обратные клапаны и т.д. 
  • Фазоразделительная. Предназначена для автоматического разделения рабочих сред в зависимости от их фазового состояния. Сюда относятся сильфоны и т.д.

Технические требования к криогенной арматуре

Независимо от функционального назначения, главное требование к криогенной арматуре — это сохранение прочностных характеристик и базовых физических параметров в экстремальных условиях. Это обеспечивается соблюдением характеристик материалов изготовления. 

Криогенная арматура имеет следующие особенности:

  • Надёжное перекрытие потока рабочей среды;
  • Регулирование (редуцирование) давления рабочей среды;
  • Предохранение трубопровода от превышения давления;
  • Минимальное количество дополнительных проверок;
  • Возможность быстрого проведения технического обслуживания.;
  • Компактность.

Конструктивные особенности криогенной арматуры

В отличие от обычной трубопроводной арматуры, криогенная арматура имеет ряд конструктивных особенностей, связанных с назначением. 

Арматура, длительно работающая в условиях криогенных температур, имеет свойство покрываться конденсатом и инеем на корпусе и маховике, что в итоге может вызвать затруднения в эксплуатации. Поэтому одной из характерных конструктивных особенностей является удлинённый шток. За счёт длины штока удаётся создать газовую подушку, которая препятствует обмерзанию уплотнителя, сальника и органа управления (привод или вороток). Расстояние от стенки трубопровода до тёплой зоны принимается 200 мм и больше, и чем больше диаметр трубопровода или ниже температура транспортируемой среды, тем длиннее шток. Установочное положение арматуры принимается с отклонением не более 150 к вертикальной оси для предотвращения затекания жидкой криогенной среды в верхнюю часть штока. 

Также, длинный шток позволяет выполнить термоизоляцию клапана, общую с термоизоляцией трубопровода, тем самым обеспечить уменьшение теплопритока к транспортируемой среде и снизить её испарение.

По причине нелинейности термодеформации стали, деформация корпуса будет большей в той области, где криогенный продукт воздействовал дольше. В связи с этим детали, четко подогнанные друг к другу при комнатной температуре, могут не сопрягаться при криогенной температуре. Поэтому в криогенной арматуре используются уплотнительные материалы, менее всего подверженные термодеформации и обладающие достаточной эластичностью и упругостью при экстремальных параметрах работы. Большое распространение имеет способ уплотнения разъёмного соединения «шип-паз». Для диаметров трубопровода до Ду32 эффективно используется способ уплотнения без использования прокладок, основанный на принципе упругих деформаций. Наиболее часто используется соединение сфера в конус. 

Учитывая конструктивные и технологические особенности криогенной арматуры, её стоимость несколько отличается от трубопроводной арматуры, используемой при нормальных условиях, но в долгосрочной перспективе такие факторы как надёжность, безотказность и безопасность, дают положительный экономический эффект. Криогенная арматура оправдывает экономическую эффективность при долгосрочной эксплуатации.

Конструкция криогенной арматуры определяются следующими стандартами:

•    ISO 9001 — серия международных стандартов, содержащих термины и определения, основные принципы менеджмента качества, требования к системе менеджмента качества организаций и предприятий, а также руководство по достижению устойчивого результата;
•    BS 6364 — описывает особенности применения арматуры для криогенных сред;
•    MSS SP-134 — устанавливает требования к материалам, конструкции, размерам, изготовлению, неразрушающему контролю и испытаниям под давлением криогенных клапанов с удлинённым штоком, изготовленных из нержавеющей стали и других сплавов; 
•    ISO 28921-1 — устанавливает требования к разработке, размерам, материалу, изготовлению и контролю в процессе изготовления криогенной трубопроводной арматуры;
•    14001- стандарт в области управления воздействием на природу; 
•    OSHAS - 18001 — стандарт в области охраны труда и безопасности здоровья;
•    ASME (American Society of Mechanical Engineers) — американская общественная организация в области инженерии;
•    API (American Petroleum Institute) — Американский институт нефти;
•    PVD (physical vapour deposition) — напыление конденсацией из паровой фазы.

Последние три стандарта опциональны и используются для специализированных артикулов, чаще не одновременно. 

Материалы, из которых выполнена арматура, производится согласно техническому регламенту технических норм AD-2000 W10. 

Использование легированной нержавеющей стали марок 1.4408, 1.4581, 1.4301. в производстве арматуры обеспечивает санитарные требования по чистоте, сопротивление коррозии, используемые материалы, сертифицированы по ASTM A351 CF8M/AISI316.

Арматуру и фитинги можно производить на основе латуни. Сплавы меди с цинком и примесью олова обладают достаточно хорошей вязкостью, чтобы не становиться хрупкими от потока криогенной жидкости. Товар обязательно сертифицируется согласно пожаробезопасным стандартам API 607/6FA и BS 6755 часть 2. 

Ассортимент криогенной арматуры

Экономический положительный эффект от приобретения криогенной арматуры определяет широкий ассортимент наименований, используемый в трубопроводных магистралях с криогенными жидкостями. 

Общая концепция применения криогенной арматуры хорошо просматривается на примере получения продуктов разделения воздуха методом глубокого охлаждения и для перекачки сжиженного природного газа, а также в ситуациях, когда для строительства необходимо прокладывать трубопроводы на значительные расстояния. В установках используется давление в несколько десятков атмосфер, а свойства используемых материалов выбираются для обеспечения возможности работы с жидким кислородом, аргоном, азотом, диоксидом углерода, природным газом. Рабочий диапазон температур на практике составляет от -40°C до -196 °C. Ввиду специфических особенностей транспортируемых сред, для поддержания безопасности на производстве, для точного регулирования потоков жидкостей и газов, трубопроводы необходимо делить на участки, что требует большого ассортимента криогенной арматуры.

Значительное преимущество арматуры — массовость производства. Стоимость стандартной комплектации относительно невысокая благодаря массовости производства. При необходимости, основываясь на специфических требованиях к условиям эксплуатации заказчика, возможно изготовление нестандартных фитингов, арматуры и арматурных узлов, свойства которых должны удовлетворять рабочим параметрам. 

Итоговая цена на изделия в основном варьируется с учетом мировых цен на цветные металлы.

Товар хранится на складах неограниченное время. 


 

Каталог оборудования (откроектся в новом окне)

Бесплатная консультация

Наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшие 10 минут

Нажимая на кнопку, вы принимаете Положение и Согласие на обработку персональных данных

наверх