Podsumowanie
Proszki do obróbki w temperaturze kryogenicznej, z nasyconymi ciekłym azotem (LN2) do inertacji, chłodzenia lub szlifowania,lub naturalnie występujące w procesach łańcucha chłodnego, przekraczające normy projektowe standardowego zaworu obrotowegoPrzy temperaturach spadających do -196°C, zwykła stal węglowa staje się krucha, standardowe uszczelki elastomerowe rozpadają się, a powietrze obciążone wilgocią zamienia się w stały lód wewnątrz obudowy.Te awarie prowadzą do katastrofalnego pęknięcia zaworu.W niniejszym przewodniku omawiane są trzy kluczowe wyzwania związane z obróbką kryogenicznego proszku: rozkładanie materiału, uszczelnienie kryogeniczne i blokada lodu.zapewnienie rozwiązań inżynierskich niezbędnych do zapewnienia bezpiecznej i niezawodnej pracy
odżywka śluzy powietrznej obrotowaw ekstremalnym mrozie.
Trzech jeźdźców, którzy nie potrafią się podnieść
1Złamanie materiału (zagrożenie strukturalne)
-
Problem:Większość metali wykazuje temperaturę przejścia od elastycznego do łamliwego (DBTT). Powyżej tej temperatury deformują się pod naciskiem (duktylne).Standardowa stal węglowa przechodzi od -20 do -30 °CPrzy temperaturach LN2 (-196°C) obudowa lub wirnik zaworu ze stali węglowej pęknie w wyniku normalnego obciążenia roboczego lub nawet w wyniku niewielkiego uderzenia.
-
Rozwiązanie: Stopy kryogenne.
-
Oświetlenie węglowe:Standard przemysłowy: stopień "L" (Low Carbon) zapobiega opadaniu węglowodorów podczas spawania.Obowiązkowe w służbie LN2.
-
Zestawy aluminium (6061-T6)Lekkie i naturalnie elastyczne w niskich temperaturach, często stosowane w wirnikach lub lekkich obudowach.
-
Złoty specjalne (Inconel 625, Monel 400):Używane w skrajnych przypadkach związanych z żrącymi płynami kryogenicznymi, chociaż rzadziej występują w przypadku standardowych zaworów proszkowych.
-
Rozważania projektowe:Rachunekskurcze cieplneRóżne materiały kurczą się w różnym tempie.Węglowodanowy rotor w obudowie ze stali w stanie nierdzewnym będzie chwytać, jak rotor kurczy się więcej niż otwór.
2. Kryogeniczne uszczelnienie (zagrożenie wyciekiem)
-
Problem:Standardowe elastomery (nitrylowe, EPDM, a nawet witonowe) tracą elastyczność i krystalizują się w niskich temperaturach.To niedopuszczalne w służbie LN2, gdzie utrzymanie atmosfery obojętnej jest kluczowe..
-
Rozwiązanie: Kryogenne materiały uszczelniające.
-
PTFE (Teflon®):Złoty standard. Pozostaje elastyczny i chemicznie obojętny do -268 ° C. Używany do uszczelnienia warg, pierścieni pakowych i uszczelnienia. Wymaga sprężynowych energetyzatorów, aby utrzymać siłę uszczelnienia podczas kurczenia.
-
Włókiennicze:Doskonały do pakowania pierścieni i uszczelnienia.
-
Kel-F (PCTFE):Fluoropolimer podobny do PTFE, ale z lepszą odpornością na wkręcanie.
-
Rozważania projektowe: przedłużony maszt / przedłużenie na zimno.Część podmuchu jest zanurzona w strefie chłodnej, ale uszczelniacze łodygi muszą być utrzymywane w cieple.przedłużone maskowanie(długa szyja) oddziela ciecz procesu zimnego od cieplejszego obszaru gruczołu opakowania.utrzymanie pieczęci nad ich kruchości.
3Blokowanie lodu (zagrożenie operacyjne)
-
Problem:W tym przypadku jest to największy problem operacyjny, gdy ciepłe, wilgotne powietrze przenika przez małe wycieki lub podczas konserwacji.,Nawet "suche" proszki często zawierają ślady wilgoci, która zamarza.
-
Rozwiązanie: systemy czyszczenia i zamiatania.
-
Ciągłe oczyszczanie:Stały, regulowany przepływsuche do kości, wolne od oleju, podgrzewane kryogenicznie AzotW ten sposób tworzy się barierę ciśnienia dodatniego, która wyklucza wilgotne powietrze i przenosi wszelkie ślady wilgoci przed zamarzaniem.
-
Ogrzewane pomieszczenia:W przypadku samej obudowy zaworu elektryczne ogrzewanie śladowe lub płaszcz ciepłej wody/glikolu mogą zapobiegać kondensacji na powierzchni zewnętrznej.
-
Projekt wirnika:AWłókna z przyrząduPolerowane powierzchnie (Ra ≤ 0,8 μm) zmniejszają przyczepność lodu.
-
Przykład zastosowania:Wykorzystano standardowy zawór obrotowy do wyładowania przypraw schłodzonych LN2. Zawór zamrażał się co 4 godziny z powodu wchłaniania wilgoci.Budowa ze stali nierdzewnej 316L,Wyroby z tworzyw sztucznych (z wyłączeniem tworzyw sztucznych), a takżeprzedłużone maskowanieW tym celu należyciągłe oczyszczanie o temperaturze -40°CZawor działał nieprzerwanie przez 6 miesięcy bez zamrażania, eliminując zamarzania.
Kluczowe cechy konstrukcyjne kriogenicznych zaworów obrotowych
|
Cechy
|
Standardowym zaworem
|
Zawór kryogeniczny
|
Celem
|
|
Materiały mieszkaniowe- Nie.
|
Stal węglowa
|
316L / 304L SS- Nie.
|
Zapobieganie łamliwym złomomom
|
|
Materiał wirnika- Nie.
|
Stal węglowa
|
316L SS / Aluminium- Nie.
|
Zapobieganie łamliwym złomomom
|
|
Uszczelnienia wału- Nie.
|
Nitrylu / Vitonu
|
PTFE / grafit- Nie.
|
Utrzymanie elastyczności i uszczelnienia
|
|
Kaputa- Nie.
|
Standardowy
|
Rozszerzenie (rozszerzenie na zimno)- Nie.
|
Utrzymuj uszczelki nad punktem kruchości
|
|
System oczyszczania- Nie.
|
Opcjonalnie
|
Obowiązkowe (suchy N2)- Nie.
|
Zapobieganie wnikaniu wilgotnego powietrza i zamarznięciu
|
|
Łożyska- Nie.
|
Standardowy
|
Kryogeniczny tłuszcz / izolacja- Nie.
|
Zapobieganie zamarzaniu; stosowanie uszczelnień labiryntowych
|
|
Wykończenie powierzchni- Nie.
|
W formie mielonej
|
Polerowane (Ra ≤ 0,8 μm)- Nie.
|
Zmniejszenie przyczepności lodu
|
|
Zęby- Nie.
|
Kauczuk
|
PTFE / grafit- Nie.
|
Utrzymanie integralności pieczęci
|
Główne zastosowania: Wtrysk ciekłego azotu i szlifowanie
Szlifowanie kryogeniczne wykorzystuje LN2 do chłodzenia materiałów wrażliwych na ciepło (przyprawy, tworzywa sztuczne, produkty farmaceutyczne) przed mięlenia, aby zapobiec stopieniu lub degradacji.
Główny obszar zastosowania: Transfer zimnego proszku (łańcuch zimny)
Przenoszenie proszków, takich jak ekstrakty z mrożonej kawy, krykonserwowane produkty biologiczne lub mrożone składniki żywności.
Częste pytania
P: Czy mogę po prostu owinąć standardowy zawór w izolację do serwisu kryogenicznego?
A:Węglowa zastawa z stali węglowej nadal będzie krucha i pęknie..Izolacja jest akcesorium, a nie substytutem konstrukcji kryogenicznej.
P: Skąd mam wiedzieć, czy mój zawór jest odpowiedni do LN2?
A:Szukaj"Usługa kriogeniczna"lub"Niski poziom temperatury"Jeżeli nie jest on wyraźnie zaprojektowany do tego celu, należy podać w karcie materiały konstrukcyjne (316L SS), materiały uszczelniające (PTFE/Grafit) oraz cechy konstrukcyjne (rozszerzony maszt).Przypuszczam, że się nie uda..
P: Co to jest "Cold Extension" i dlaczego jest to ważne?
A:Zwiększenie zimna (lub przedłużone maskowanie) jest wydłużonym szyją na ciele zaworu.umożliwiając ogrzewanie wału podczas przechodzenia z płynu procesowego na zimno do otoczeniaDzięki temu uszczelki wału, które nie są przeznaczone do ekstremalnego mrozu, utrzymują się w temperaturze umożliwiającej prawidłowe działanie.
P: Ile potrzeba do oczyszczania azotu?
A:Zasada jest 1-3 SCFM na cal średnicy wału, ale musi być obliczona na podstawie wielkości zaworu, prędkości i ciśnienia różniczkowego.Celem jest utrzymanie pozytywnego ciśnienia w komorze uszczelniającej, które przekracza ciśnienie procesu, zapobiegając odpływowi gazu procesowego lub wejściu wilgotnego powietrza.
P: Czy Doebritz produkuje kriogeniczne zawory obrotowe?
A:Tak, Doebritz projektuje i produkuje wirujące podkłady śluzowe specjalnie do służby kryogenicznej.i może zintegrować systemy oczyszczania i przyrządyZapewniamy również obliczenia termiczne, aby upewnić się, że zawór działa bezpiecznie w ramach jego konstrukcji.
Wniosek
Kryogeniczne przetwarzanie proszku to nie tylko "zimne" przetwarzanie proszku, ale specjalistyczna dyscyplina rządzona prawami dynamiki cieplnej i nauk o materiałach.Standardowe zawory obrotowe są zasadniczo niezgodne z ciekłym azotem i prochami zimnymi z powodu rozkładuAby odnieść sukces w tym środowisku, musisz określić zawór zaprojektowany od podstaw z stopów kryogenicznych, elastycznych uszczelnieniach o niskiej temperaturze, rozszerzeniach termicznych,i agresywnych systemów oczyszczaniaInwestowanie w prawidłowo zaprojektowany kriogeniczny zawór obrotowy zapobiega katastrofalnym awariom, eliminuje kosztowne przestoje i zapewnia bezpieczeństwo i wydajność procesu o niskiej temperaturze.
Zapewnij się, że proces kryogeniczny jest oparty na bezpieczeństwie i niezawodności.Nasi inżynierowie zaprojektują chłodną, rotacyjną komorę powietrzną, która wytrzyma ekstremalne zimno., utrzymując płynność procesu.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
