Криогенная арматура что это

Криогенное оборудование, криогенная арматура ― что это такое, устройство, применение

Криогенное оборудование и арматура – это элементы систем и трубопроводов, работающих с охлажденными до экстремальных температур жидкостями и смесями. Расскажем детальнее, что представляют собой эти компоненты, какие компании в России их производят.

Криогенная арматура ― что это такое, устройство и принцип работы

Существует множество различных видов арматуры для криогенных сред, изготовленной из различных материалов. Вот список наиболее распространенных типов: колена, тройники, проушины, крестовины, муфты, соединения, компрессионные фитинги, заглушки и клапаны.

Криогенное оборудование

Что такое криогенно оборудование? Это оборудование, которое применяется для генерации, поддержания или работы при экстремально низких температурах. Обычно приемлемое разделение между охлаждением и криогенной техникой составляет минус 180 градусов по Цельсию. Типичное оборудование, используемое в криогенных применениях, включает:

Во многих случаях это оборудование удерживает или помогает в транспортировке переохлажденных жидкостей, таких как жидкий гелий, азот, кислород и аргон.

Надлежащая изоляция часто является ключом к эффективности криогенных компонентов, поскольку она обеспечивает поддержание уровня температуры внутри оборудования. Точно так же изоляция защищает пользователей оборудования от опасных температур и материалов во время работы.

При взаимодействии с криогенным оборудованием высокого давления необходимо вести журнал работы и придерживаться техники безопасности.

Каталог трубопроводной криогенной арматуры

Российский рынок криогенного оборудования предлагает массу различных изделий. Они предназначены для:

Каталог трубопроводной криогенной арматуры

Производители криогенной арматуры

Оборудования криогенного производством занимаются многие мировые и российские компании. Наиболее популярной является продукция Linde Kryotechnik, Leybold, SHI Cryogenics, HSR AG (от Balzers AG), Vanzetti Engineering, Cryostar S. A. S, ENCE GmbH и т.д.

Источник

Криогенная арматура и комплектующие

Параметры выбора

Каталог оборудования

Аренда криогенного оборудования

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.

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:

Классификация по функциональному назначению:

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:

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:

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.

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.

Источник

Особенности и применение криогенной арматуры

Криогенная арматура

– это элементы систем и трубопроводов, предназначенных для работы с охлажденными до экстремальных температур жидкостями и смесями.

Криогенная арматура необходима для использования в экстремальных условиях на трубопроводах, транспортирующих низкотемпературные и окисляющие среды, а также на криогенных емкостях. Изделия для работы с криогенными средами широко применяются в медицине и различных отраслях промышленности.

Классификация криогенной арматуры

В зависимости от функционального назначения различают несколько видов криогенной арматуры:

Технические требования и конструктивные особенности

Чтобы любая криогенная арматура работала длительное время, а детали не подвергались окислению и охрупчиванию, при производстве используются антикоррозийные, устойчивые к химическому воздействию и сверхнизким температурам материалы. Ударная вязкость металлов должна быть не ниже 2 кг на каждый квадратный сантиметр своей рабочей площади при заданной температуре, под воздействием сверхнизких температур они не должны менять механические и пластические свойства. Оптимальны нержавеющая сталь типа AISI 316, AISI 321, AISI 409, а также медные, латунные и бронзовые сплавы повышенной прочности.

Если различные материалы контактируют, необходимо исключить взаимное электрохимическое воздействие. Обязательно учитывается прибавка к расчетным толщинам, что необходимо для исключения коррозии у деталей и сварных соединений. Арматура должна быть защищена от источников воспламенения. Для сред с легко воспламеняющимися парами, жидкостями, взрывоопасными средами ее выполняют в антистатическом исполнении. Не должно быть внутренних и внешних дефектов, поэтому детали подвергают неразрушающему контролю. Если же повреждения или коррозия присутствуют, к сборке такие изделия не допускаются. После оценки факторов риска выбираются надежные способы взрывозащиты. Учитываются и другие требования, обеспечивающие безопасность арматуры.

Криогенные среды предъявляют особые требования и к конструкциям криогенной арматуры, что значительно отличает ее от эксплуатируемой в обычных условиях. При разработке криогенной арматуры учитывают влияние сверхнизких температур на размер деталей, подбор трущихся пар, совместимость рабочей среды со смазочными веществами, другие факторы, от которых зависит безопасность и качество изделий.

Конструируют детали так, чтобы максимально снизить теплоприток из окружающей среды. Обычно изделия и детали имеют удлиненную форму, как, например, шток. За счет длины штока создаются газовая подушка, препятствующая обмерзанию уплотнителя и сальника, а также термоизоляция клапана, что уменьшает теплоприток к рабочей среде, снижает ее испарение. Прокладку и узел управления выводят в теплую зону не меньше, чем на 40 см от трубопроводной оси.

Испытания перед применением

Криогенные изделия «ВестМедГрупп»

Вся продукция компании, в том числе криогенная арматура, разрабатывается и производится на уровне мировых стандартов, соответствует установленным требованиям технических регламентов. Этому способствуют инновационные решения еще на этапе проектирования, а также высокий уровень качества за счет применения новейших технологий и собственных производственных мощностей.

– это элементы криогенной арматуры, предназначенные для перекрытия потока рабочей среды на линиях заполнения криогенных резервуаров, а также для отключения отдельных участков трубопроводов для возможности быстрого технического обслуживания оборудования или магистрали.

– это элементы криогенной арматуры, предназначенные для предотвращения изменения потока среды в технологической системе, обеспечивающие ее стабильную работу как в режиме нормальной эксплуатации, так и в случае аварийного падения давления на одном из участков трубопроводов.

Клапаны обратные криогенные CADUCEUS предотвращают изменения потока среды в технологической системе и обеспечивают ее работу даже при аварийном падении давления на одном из участков трубопровода. Они изготавливаются из нержавеющей стали, материалов, стойких в криогенной среде, и рассчитаны на достаточно длительный срок службы. Широкий модельный ряд позволяет подобрать арматуру на максимальное рабочее давление до 63 бар.

– это изделия, применяемые на технически сложных, ответственных и уникальных объектах для временного или постоянного соединения элементов трубопроводов в единую систему.

Для соединения элементов трубопроводов в единую систему с применением труб как одного диаметра, так и разных, на предприятии выпускают фитинги CADUCEUS. Также их используют для разветвления и поворотов магистралей, по которым транспортируются агрессивные среды. Различные модификации соединительных фитингов изготавливают из высококачественной нержавеющей стали.

При долгосрочном использовании криогенная арматура производства «ВестМедГрупп» демонстрирует достойные эксплуатационные характеристики, надежность и безопасность. Каждый клиент, решивший сотрудничать с компанией, может рассчитывать на индивидуальный подход, демократичные цены, повышенные гарантийные сроки на изделия и детали, а также на возможность качественного сервисного обслуживания.

Источник

Криогенная арматура ПТПА

Реализация в России крупных проектов по строительству СПГ заводов привела к росту потребности рынка в криогенном оборудовании. Это изделия к которым предъявляются повышенные требования по надёжности и ресурсу, поскольку они должны работать при критично низких температурах рабочей среды. Традиционно поставщиками криогенной трубопроводной арматуры выступали иностранные производители, но в последнее время в рамках программы импортозамещения появляются разработки и отечественных компаний. Группа компаний ПТПА предлагает криогенные шаровые краны и клиновые задвижки, спроектированные в соответствии с требованиями международных стандартов BS и ISO, но при этом изготовленные на территории России, включая проведение испытаний в криокамере.

Такая продукции широко применяется на заводах по производству сжиженного природного газа, хладагентов, в процессе переработки углеводородов и в химической промышленности.

Наиболее распространенные криогенные среды:

Криогенная арматура устанавливается на различных объектах:

Ключевые преимущества криогенной арматуры ПТПА

Конструкция криогенной арматуры должна соответствовать ряду обязательных требований.

1. Подбор материалов с возможностью эксплуатации при криогенных температурах.

Криогенные среды вызывают температурную деформацию материалов арматуры. Все применяемые при изготовлении материалы должны быть устойчивы к длительному воздействию экстремально низких температурю. Разъемные соединения не должны разгерметизироваться за счет потери эластичности уплотнительных материалов. Стали, применяемые для изготовления арматуры должны сохранять стойкость к ударным нагрузкам при минимальной температуре эксплуатации. Все эти аспекты учитываются при проектировании и подборе материалов и подтверждаются испытаниями.

Наиболее распространенным материалом для криогенных условий эксплуатации является аустенитная нержавеющая сталь. На ПТПА для материалов основных деталей шарового крана применяются стали A182 F316, AISI 316 и их российские аналоги 10Х17Н13М2Т, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, а для клиновых задвижек сталь А351 Gr.CF8 и её аналог 12Х18Н10ТЛ.

2. Удлиненный шток и кольцо-уловитель

Во время работы при криогенной температуре корпус арматуры охлаждается и покрывается конденсатом и инеем. Это может стать проблемой при эксплуатации в случае замерзания уплотнений сальникового узла, а также создает риск повреждения приводного устройства. Поэтому обязательной конструктивной особенностью криогенной арматуры является удлинённый шток. За счёт этого создается воздушная прослойка, которая защищает сальниковый узел и управляющее устройство от замерзания. Высота удлинения штока зависит от диаметра трубопровода и типа установки: с теплоизоляцией или без. Также длинный шток позволяет выполнить термоизоляцию арматуры, общую с термоизоляцией трубопровода, что уменьшает нагрев транспортируемой среды и, как следствие энергоподачи в самом технологическом процессе. Дополнительно на шток приваривается кольцо-уловитель для защиты теплоизоляции и корпуса арматуры от конденсата. В арматуре ПТПА удлиненный шток выполняется согласно требований стандартов SPE 77/200 и BS6364

3. Автоматический сброс давления из внутренней полости.

При работе на криогенных средах для арматуры с внутренними полостями (шаровые краны, клиновые задвижки) необходимо наличие разгрузки данных полостей. Это связано с тем, что скопление рабочей среды внутри арматуры в случае нагревания под действием внешнего тепла вызовет резкий рост давления и разрушение корпуса арматуры. Как отмечалось выше, объем СПГ при комнатной температуре увеличивается в 600 раз.

Линейка криогенной арматуры ПТПА в настоящее время представлена двумя типами арматуры, это краны шаровые и задвижки клиновые, диаметр изделий от 15 до 600 мм, давление от 1,6 до 16,0 МПа.

Из конструктивных особенностей шаровых кранов можно выделить несколько важных моментов.

Для автоматического сброса давления из внутренней полости в шаровых кранах с пробкой в опорах используется сочетание механизмов седел с одностороннем поршневым эффектом (SPE) и двустороннем поршневым эффектом (DPE). Первым по ходу потока устанавливается седло SPE, которое обеспечивает сбор избыточного давления из корпуса арматуры во входной патрубок. Вторым по ходу потока устанавливается седло DPE, которое обеспечивает герметичность в случае возможной протечки по первому седлу.

Для изделий на высокое давление применяется конструкция с пробкой в опорах, что повышает степень надежности арматуры. Краны изготавливаются с разборным корпусом, что позволяет обслуживать арматуру в процессе эксплуатации. При этом существует исполнение как с верхним, так и с боковом разъемом.

Ключевым преимуществом внутри узла крана является применение уплотнительных элементов типа lip-seal. Они установлены на всех подвижных и разъемных соединениях. В качестве основного уплотнения применяется жесткая заделка полимерного материала PСTFE, которая гарантирована показывает стабильность герметичности при критически низких температурах. Дополнительно во всех разъемных и подвижных соединениях применяются уплотнения на основе терморасширенного графита. Они несут функцию дублирующего уплотнения при огневом воздействии на арматуру.

Криогенные клиновые задвижки также оснащены системой сброса давления при помощи специального отверстия на клине. Гибкая конструкция клина позволяет сохранить стабильные показатели герметичности задвижек. Уплотнения из графита обеспечивают надежную работу и герметичность задвижки по отношению к внешней среде во всем диапазоне температур.

Криогенные испытания: подтверждение надежности

Для проведения испытаний на предмет выбросов в окружающую среду применяется специальная система контроля протечек. Охлаждение изделий осуществляется в автоматическом режиме с выводом всех показателей на графическую панель и видео фиксацией всех этапов испытания. Подача гелия, азота и их смеси осуществляется при помощи компрессора для нагнетания давления с максимальным значением до 240 бар. Безопасность работающего персонала обеспечивается системой контроля уровня кислорода в зонах камеры с автоматической сигнализацией в случает снижения содержания ниже 19,6%.

Вся криогенная арматура подвергается следующим видам испытаний: проверка корпусных деталей высоким давлением, проверка седла и узла затвора как высоким, так и низким давлением, фиксируется крутящий момент при самой низкой температуре, а также в обязательном порядке проводится контроль разъёмных соединений для выявления возможных протечек во внешнюю среду.

Источник

Криогенное оборудование ― что это такое, устройство, виды

Высокотехнологичное оборудование, работающее при предельно низких температурах, стало прорывом в технике, хотя ранее оно не пользовалось большим спросом. За последние годы российские производители сумели составить конкуренцию импортным моделям и наполнить рынок криогенного оборудования моделями разной стоимости и высокой производительности.

Сегодня такое оборудование применяется во многих сферах человеческой деятельности: медицина, пищевая и нефтегазоперерабатывающая индустрия, производство бытовых и промышленных холодильных установок различной мощности.

Криогенное оборудование ― устройство и принцип работы, виды

Аналогичные устройства предназначены для перекачки, хранения или транспортировки жидких газов, которые постоянно находятся в сжиженном состоянии из-за низких температур, а криогенные устройства обеспечивают стабильную минусовую среду за счет крионасосов высокого давления и стойкой теплоизоляции. В принципе это и есть ответ на вопрос, что такое криогенное оборудование.

Криогенное оборудование ― устройство и принцип работы, виды

Техника безопасности при обслуживании криогенного оборудования выполняется строго, потому что целостность теплоизоляционной структуры не должна нарушаться, во избежание утечек, которые могут травмировать персонал.

По функциональному использованию такое оборудование делят на установки:

Для хранения и перевозки газов при низкой температуре чаще всего используют криоцилиндры, которые могут быть стационарных размеров или больших габаритов, перевозимых только в горизонтальном положении.

Вертикальные имеют встроенные продукционные испарители, а аналогичные, но горизонтального исполнения — внешние.

Транспортные криогенные установки используют ISO-контейнеры или криогенного класса полуприцепы, например, контейнер-цистерна — это транспортная единица мультемодального типа, которая используется для перевозки сжиженного газа на автомобильном, железнодорожном или морском транспорте.

Стационарного вида криогенные емкости: газификаторы и резервуары разного объема. Первые могут поддерживать давление в пределах 3—36 бар, поэтому в них хранят азот, аргон и кислород, их надо устанавливать вне зданий, они отличаются низким потреблением энергии и высоким уровнем безопасности.

Криогенные испарители используются для преобразования сжиженного газа в газообразное состояние, притом наиболее экономичными считаются атмосферные испарители.

Контроль осуществляют специальные приборы, которые называются газоанализаторами, чаще всего их применяют на металлообрабатывающих и пищевых предприятиях, чтобы четко контролировать промышленные выбросы и чистоту технологического процесса.

Криогенная арматура: запорная, трубопроводная, высокого давления

Криогенная арматура: запорная, трубопроводная, высокого давления

Арматура для криогенной техники подразделяется на такие виды:

Азот, водород, кислород, фреон, фтор и гелий в сжиженном или газообразном состоянии используются для нужд различных отраслей промышленности, а их применение обусловлено созданием специальных магистралей, которые оснащаются запорной криогенной арматурой.

Такая арматура имеет аналогичные составляющие, как и на обычных трубопроводах: задвижки, клапаны, краны и т. д. и т. п. Только специфика рабочей криогенной среды выдвигает особые требования к подборке материалов и конструкции:

Криогенную арматуру подразделяют на несколько видов, в зависимости от эксплуатационных условий:

На российском рынке аналогичная арматура представлена зарубежными и отечественными моделями. Активная разработка криогенного оборудования началась в 30-е годы прошлого века, за прошедшие годы конструкторами в России был накоплен огромный опыт, поэтому криогенные арматуры могут успешно конкурировать с импортными аналогами. Испытания криогенного оборудования производятся сразу после выхода с конвейера сборки, а каждая деталь проходит сложное тестирование до отправки ее в цех сборки.

Медицинское криогенное оборудование

Криогенная медицина имеет такие прогрессивные направления развития: криоконсервация биопрепаратов и криогенная хирургия. На основе научных исследований и клинической практики уже давно сформировалась теория воздействия процесса замораживания на клеточные структуры и биологические ткани.

Медицинское криогенное оборудование

Криогенные системы успешно используются во многих областях современной медицины, например: криогенная хирургия, долговременное хранение необходимого для трансплантации материала.

Российские предприятия производят широкий ассортимент аналогичного оборудования, которое предназначается для сохранения или транспортировки биоматериалов больших или малых партий в замороженном виде с полной гарантией сохранения.

Кроме контейнеров, российские производители поставляют криоцилиндры для хранения сжиженного газа или газификаторы малого объема, которые оправдывают приобретение, потому что у них расход в сутки эквивалентен двум баллонам азота, кислорода или аргона. Поставляемая арматура и комплектующие детали удобны для обслуживания, отличаются надежностью и простым использованием.

Все криоцилиндры малого объема изготавливаются из медицинской нержавеющей стали, для безопасности используется экранно-вакуумная изоляция.

Вертикальный вариант газификатора оборудован встроенным испарителем с производительностью до 9,2 нм 3 /ч, где нм 3 — нормальный кубический метр или тот объем, который занимает газ при нормальных условиях.

По отдельному заказу каждый вертикальный криогенный цилиндр укомплектовывается защитной рамой на колесном шасси и атмосферным испарителем нужной производительности.

Горизонтальный вариант уже оборудован испарителем, который смонтирован на одной несущей раме с газификатором или же, как отдельно расположенная конструкция.

Технические параметры криогенных цилиндров показаны по категориям, сначала вертикальный вариант, а за ним — горизонтальный.

В отличие он вертикального аналога может укомплектовываться испарителем любой производительности.

Установка газификатора помогает сократить расход сжиженного газа до 80%, в отличие от баллонов эти резервуары не подвержены воздействию коррозии, занимают меньше места, удобны в эксплуатации. Гарантия завода изготовителя на полное сохранение вакуума до 3 лет.

Источник