วาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำมาก (Cryogenic Valves) สำหรับการใช้งานกับก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG): คู่มือการเลือกและการออกแบบ

2.2. แรงดันวาล์วไครโอเจนิก

ในระหว่างการจัดการสารทำความเย็นตามปกติ จะเกิดแรงดันสะสมขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่สูงขึ้นและการเกิดไอน้ำ จึงควรระมัดระวังเป็นพิเศษในการออกแบบระบบวาล์ว/ท่อ เนื่องจากแรงดันสะสมที่เกิดขึ้นนั้นเกิดจากปัจจัยเหล่านี้

2.3. อุณหภูมิวาล์วไครโอเจนิก

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วอาจส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของคนงานและโรงงาน เนื่องจากองค์ประกอบของวัสดุที่แตกต่างกันและระยะเวลาที่สัมผัสกับสารทำความเย็น ทำให้แต่ละส่วนประกอบของวาล์วไครโอเจนิกขยายและหดตัวในอัตราที่แตกต่างกัน

อีกปัญหาใหญ่ในการจัดการสารทำความเย็นคือความร้อนที่เพิ่มขึ้นจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ ความร้อนที่เพิ่มขึ้นนี้เองที่ทำให้ผู้ผลิตต้องแยกวาล์วและท่อออกจากกัน

นอกจากช่วงอุณหภูมิที่สูงแล้ว วาล์วยังต้องเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญอีกมาก สำหรับฮีเลียมเหลว อุณหภูมิของก๊าซเหลวจะลดลงถึง -270 องศาเซลเซียส

2.4. การทำงานของวาล์วไครโอเจนิก

ในทางกลับกัน หากอุณหภูมิลดลงจนถึงศูนย์สัมบูรณ์ การทำงานของวาล์วจะกลายเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก วาล์วไครโอเจนิกเชื่อมต่อท่อที่มีก๊าซเหลวกับสิ่งแวดล้อม โดยทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อม ผลที่ได้อาจเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิสูงถึง 300 องศาเซลเซียสระหว่างท่อกับสิ่งแวดล้อม

2.5. ประสิทธิภาพของวาล์วไครโอเจนิก

ความแตกต่างของอุณหภูมิทำให้เกิดการไหลของความร้อนจากบริเวณที่อุ่นกว่าไปยังบริเวณที่เย็นกว่า ซึ่งจะทำให้การทำงานปกติของวาล์วเสียหาย และในกรณีที่รุนแรงยังลดประสิทธิภาพของระบบอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีน้ำแข็งเกาะที่ปลายด้านที่อุ่นกว่า

อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ กระบวนการให้ความร้อนแบบพาสซีฟนี้ก็เป็นสิ่งที่ตั้งใจทำเช่นกัน กระบวนการนี้ใช้เพื่อปิดผนึกก้านวาล์ว โดยปกติแล้ว ก้านวาล์วจะถูกปิดผนึกด้วยพลาสติก วัสดุเหล่านี้ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิต่ำได้ แต่การปิดผนึกด้วยโลหะประสิทธิภาพสูงระหว่างสองส่วนที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามนั้นมีราคาแพงมากและแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย

2.6. การซีลวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำมาก

มีวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายมาก! คุณแค่เอาพลาสติกที่ใช้ปิดผนึกก้านวาล์วไปไว้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิค่อนข้างปกติ นั่นหมายความว่าสารปิดผนึกก้านวาล์วจะต้องอยู่ห่างจากของเหลว

2.7. วาล์วแยกส่วนแบบหมุนสามตำแหน่งเยื้องศูนย์

การเยื้องศูนย์เหล่านี้ทำให้วาล์วสามารถเปิดและปิดได้ โดยมีแรงเสียดทานน้อยมากและแรงเสียดทานระหว่างการทำงานก็ต่ำมาก นอกจากนี้ยังใช้แรงบิดของก้านวาล์วเพื่อทำให้วาล์วแน่นขึ้น ความท้าทายอย่างหนึ่งของการจัดเก็บ LNG คือโพรงที่ติดอยู่ ในโพรงเหล่านี้ของเหลวสามารถขยายตัวอย่างรวดเร็วได้มากกว่า 600 เท่า วาล์วแยกส่วนแบบหมุนสามรอบที่แน่นหนานี้ช่วยขจัดความท้าทายนี้ได้

2.8. วาล์วกันกลับแบบแผ่นกั้นเดี่ยวและแผ่นกั้นคู่

วาล์วเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในอุปกรณ์การทำให้เป็นของเหลว เนื่องจากช่วยป้องกันความเสียหายที่เกิดจากการไหลย้อนกลับ วัสดุและขนาดเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา เนื่องจากวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำมีราคาแพง การใช้วาล์วที่ไม่ถูกต้องอาจก่อให้เกิดอันตรายได้

 

3. วิศวกรมั่นใจได้อย่างไรว่าวาล์วสำหรับงานอุณหภูมิต่ำปิดสนิท

การรั่วไหลนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงมาก เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนในการเปลี่ยนก๊าซให้เป็นสารทำความเย็นตั้งแต่แรก นอกจากนี้ยังเป็นอันตรายอีกด้วย

ปัญหาใหญ่ประการหนึ่งของเทคโนโลยีไครโอเจนิกคือความเป็นไปได้ที่จะเกิดการรั่วซึมที่บ่าวาล์ว ผู้ซื้อส่วนใหญ่มักประเมินการขยายตัวในแนวรัศมีและแนวเส้นตรงของก้านวาล์วเมื่อเทียบกับตัววาล์วต่ำเกินไป หากผู้ซื้อเลือกวาล์วที่เหมาะสม พวกเขาสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาข้างต้นได้

บริษัทของเราแนะนำให้ใช้วาล์วอุณหภูมิต่ำที่ทำจากสแตนเลส เนื่องจากวัสดุนี้สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้ดีในระหว่างการใช้งานกับก๊าซเหลววาล์วไครโอเจนิกควรใช้วัสดุซีลที่เหมาะสมซึ่งมีความแน่นหนาได้ถึง 100 บาร์ นอกจากนี้ การขยายฝาครอบยังเป็นคุณลักษณะที่สำคัญมาก เนื่องจากเป็นตัวกำหนดความแน่นหนาของสารซีลแกนวาล์ว