Криогенная запорная и предохранительная арматура — оборудование для низкотемпературных сред

Криогенная запорная и предохранительная арматура предназначена для работы в условиях экстремально низких температур, характерных для хранения, транспортировки и регулирования сжиженных газов. В таких системах оборудование работает в диапазоне от −60 °C до −196 °C и ниже, при этом должно сохранять герметичность, механическую прочность и управляемость.

Криогенные среды предъявляют особые требования к конструкции арматуры, материалам корпуса, уплотнений и штока, а также к технологии изготовления и контроля качества. Ошибки, допустимые в стандартных трубопроводных системах, в криогенных контурах приводят к утечкам, нарушению режима и аварийным ситуациям.

Что относится к криогенной арматуре в каталоге NewKey

В разделе криогенной арматуры представлены изделия, рассчитанные на эксплуатацию с низкотемпературными средами и соответствующие требованиям криогенных систем.

Криогенные шаровые краны

Криогенные шаровые краны применяются для запирания и изоляции потока в криогенных трубопроводах. Конструктивно такие краны отличаются от стандартных исполнений удлинённой горловиной (криогенной колонкой), которая выносит зону уплотнений из области низких температур.

Основные особенности:

• удлинённый шток для температурной стабилизации;
• конструкция, исключающая «замерзание» уплотнений;
• герметичность при циклических температурных нагрузках;
• фланцевые и приварные исполнения.

Криогенные запорные клапаны и вентили

Криогенные клапаны и вентили применяются в системах, где требуется не только запирание, но и плавное управление потоком. Такие изделия используются в линиях подачи, сброса, байпасах и технологических контурах.

Конструкция учитывает:

• температурные деформации;
• минимизацию теплопритоков;
• стабильную работу штока и сальникового узла;
• возможность многократных циклов «охлаждение–нагрев».

Криогенные предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны в криогенных системах выполняют критически важную функцию — защиту оборудования и трубопроводов от избыточного давления, возникающего при испарении сжиженного газа.

Особенности криогенных предохранительных клапанов:

• корректная работа при низких температурах;
• стабильность уставки;
• устойчивость к обмерзанию;
• соответствие требованиям безопасности.

Криогенные среды и области применения

Криогенная арматура применяется в системах, работающих со следующими средами:

• жидкий азот (LN₂);
• жидкий кислород (LOX);
• жидкий аргон;
• сжиженный природный газ (СПГ);
• другие технические и промышленные криогенные газы.

Типовые отрасли применения

• газовая и нефтехимическая промышленность;
• энергетика и СПГ-инфраструктура;
• промышленные газовые станции;
• металлургия;
• научные и исследовательские установки;
• медицинские и фармацевтические системы хранения газов.

Материалы криогенной арматуры и их особенности

Выбор материала для криогенной арматуры является ключевым фактором надёжности. При низких температурах многие материалы теряют пластичность и становятся хрупкими.

Материалы корпуса и штока

В криогенной арматуре применяются:

• нержавеющая сталь AISI 304 / 304L — универсальные криогенные среды;
• нержавеющая сталь AISI 316 / 316L — агрессивные среды и повышенные требования к коррозионной стойкости;
• специальные низколегированные стали (в отдельных исполнениях).

Чугун и стандартные углеродистые стали не применяются в криогенных системах из-за риска хрупкого разрушения.

Уплотнения и сальниковые узлы

В криогенной арматуре используются специальные материалы уплотнений:

• PTFE и модифицированные фторполимеры;
• металл по металлу (в отдельных конструкциях);
• комбинированные решения для компенсации температурных деформаций.

Криогенные среды и рабочие температуры

Криогенные среды и рабочие температуры

Конструктивные особенности криогенной арматуры

Удлинённая горловина (криогический шток)

Удлинённая горловина:

• выносит уплотнения из зоны низких температур;
• снижает теплопритоки;
• обеспечивает стабильную работу сальникового узла.

Компенсация температурных деформаций

При переходе от комнатной температуры к криогенной возникает значительное линейное сжатие металла. Конструкция арматуры учитывает:

• осевые деформации;
• изменение зазоров;
• перераспределение нагрузок.

Материалы корпуса и допустимые условия

Материалы корпуса и допустимые условия

Предохранительная арматура в криогенных системах

Предохранительная арматура необходима для защиты оборудования от роста давления при испарении криогенной жидкости. Даже при незначительном теплопритоке давление в замкнутом объёме может резко возрасти.

Принципы подбора предохранительных клапанов

При подборе учитываются:

• тип криогенной среды;
• объём защищаемого оборудования;
• скорость испарения;
• уставка срабатывания;
• пропускная способность клапана.

Основные ошибки при работе с криогенной арматурой

Основные ошибки при работе с криогенной арматурой

Инженерный подход к подбору криогенной арматуры

Криогенная арматура подбирается исключительно как часть системы, с учётом:

• температуры и давления;
• режима эксплуатации;
• типа среды;
• требований промышленной безопасности;
• нормативных документов.

Использование специализированной криогенной арматуры обеспечивает надёжность, безопасность и длительный ресурс оборудования в условиях низких температур.