Wie wählt man einen Absperrschieber für Niedertemperaturumgebungen aus?

Die Auswahl vonAbsperrschieberfür Umgebungen mit niedrigen Temperaturen sollten umfassend unter drei Aspekten berücksichtigt werden: Materialfestigkeit, Dichtungsleistung und Strukturdesign, wie folgt:

Materialzähigkeit: der Kern der Nicht-Sprödigkeit bei niedrigen Temperaturen

In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen neigen Materialien dazu, ihre Zähigkeit durch „Versprödung bei niedrigen Temperaturen“ zu verlieren, was zu Rissen in den Absperrschiebern führt. Bei der Auswahl sollten Werkstoffe mit hervorragender Kältezähigkeit im Vordergrund stehen:

Kohlenstoffstahl/niedriglegierter Stahl: geeignet für mittlere und niedrige Temperaturen im Bereich von -20 °C bis -40 °C, wie z. B. 16MnDR-Tieftemperatur-Druckbehälterstahl mit einer Schlagzähigkeit (Ak) von ≥ 27 J bei -40 °C, die allgemeine industrielle Anforderungen erfüllen kann.

Edelstahl: geeignet für tiefe Niedertemperaturszenarien unter -196 °C (Siedepunkt von flüssigem Stickstoff), wie z. B. Edelstahl 304 (Aufrechterhaltung der Zähigkeit bei -196 °C) und Edelstahl 316 (bessere Korrosionsbeständigkeit, geeignet für nasse oder korrosive Niedertemperaturmedien).

Nickelbasierte Legierungen wie Monel-Legierung (Ni-Cu-Legierung) und Inconel-Nickel-Legierung (Ni-Cr-Fe-Legierung) eignen sich für extrem niedrige Temperaturen (-253 °C, Arbeitsbedingungen mit flüssigem Wasserstoff) und stark korrosive Umgebungen, ohne dass die Gefahr einer Versprödung bei niedrigen Temperaturen besteht.

Dichtleistung: Garantie für Nullleckage

Die Dichtleistung bei niedrigen TemperaturenAbsperrschieberwirkt sich direkt auf die Systemsicherheit aus und die Dichtungsform sollte entsprechend den Arbeitsbedingungen ausgewählt werden:

Metalldichtung: Mit Kupfer, Aluminium oder flexiblem Graphit beschichtetes Metall, geeignet für Medien mit hohem Druck, hoher Reinheit und niedriger Temperatur (z. B. flüssiger Sauerstoff), mit hoher Dichtungszuverlässigkeit, aber hohen Anforderungen an die Verarbeitungsgenauigkeit.

Nichtmetallische Dichtung: Polytetrafluorethylen (PTFE, Temperaturbeständigkeit -200 ℃~260 ℃), gefülltes modifiziertes PTFE (erhöhte Verschleißfestigkeit), geeignet für Szenarien mit mittlerem und niedrigem Druck; Flexibler Graphit (Temperaturbeständigkeit -200 ℃~1650 ℃), mit sowohl niedriger als auch hoher Temperaturbeständigkeit, geeignet für wechselnde Arbeitsbedingungen bei hohen und niedrigen Temperaturen.

Balgdichtung: Metallbälge (z. B. Edelstahlbälge 316) können eine „Nullleckage“ erreichen und eignen sich für hochgiftige, brennbare Medien und Medien mit niedriger Temperatur (z. B. flüssiges Chlor), während der direkte Kontakt zwischen Ventilschaft und Medium vermieden wird, wodurch die Lebensdauer verlängert wird.

Strukturelles Design: Optimierung zur Anpassung an Betriebsbedingungen bei niedrigen Temperaturen

Niedrige TemperaturAbsperrschieberDurch Strukturoptimierung müssen Kälteverluste reduziert und Spannungskonzentrationen vermieden werden:

Lange Halsstruktur: Der Ventilschaft weist eine lange Halskonstruktion auf (normalerweise 100–300 mm lang), die die Übertragung von Kälteenergie vom Ventilkörper zum Betätigungsende blockieren, Erfrierungen des Bedieners verhindern und die Übertragung externer Wärme auf Medien mit niedriger Temperatur verringern kann (Vergasung des Mediums und Überdruck vermeiden).

Frostschutz und Isolierung: Auf der Außenseite des Ventilkörpers kann eine Isolierschicht (z. B. Polyurethanschaum oder Steinwolle) angebracht werden, um den Verlust der Kühlkapazität zu verringern; Einige Absperrschieber sind mit „Atmungslöchern“ ausgestattet, um Spurenlecks von Medien mit niedriger Temperatur sicher abzuleiten und die Ansammlung von Frost an der Ventilschaftdichtung zu verhindern.

Anti-Wasserschlag-Design: Der Ventilkern und der Sitz sind stromlinienförmig gestaltet, um Wasserschläge zu reduzieren, die durch plötzliche Änderungen der mittleren Durchflussrate verursacht werden (der Ventilkörper weist bei niedrigen Temperaturen eine geringe Schlagfestigkeit auf, und Wasserschläge können zum Bruch führen).