Hogyan kezelik a szén-dioxidszelepek a hőmérsékleti ingadozásokat, különösen az alacsony hőmérsékletű alkalmazásoknál, mint például a kriogén tárolás?

Kriogén környezetben, Co₂ szelepek Olyan anyagokból kell építeni, amelyek megőrizhetik integritásukat szélsőséges hideg alatt anélkül, hogy törékenyek, deformálódnak vagy gyengülnek. Például a rozsdamentes acél egy általános anyagválasztás, mivel alacsony hőmérsékletű környezetben is fenntartja az erőt és a rugalmasságot. Különleges ötvözetek, például Inconel vagy más kriogén minőségű anyagok is felhasználhatók a fokozott teljesítmény érdekében a nulla körülmények között. Ezek az anyagok biztosítják, hogy a szelep hosszabb ideig fennmaradjon kemény kriogén körülmények között, megakadályozva a szerkezeti meghibásodást, a szivárgást vagy a hibát. A fejlett bevonatok és a felszíni kezelések gyakran alkalmazzák a korrózió vagy a termikus stresszből való repedés kockázatának csökkentésére.

A rendkívül alacsony hőmérsékletek hatásainak enyhítése érdekében a kriogén alkalmazásokhoz tervezett CO₂ szelepek gyakran termikus szigetelő rendszerekkel vannak felszerelve. Ezek a tulajdonságok magukban foglalhatják az szigetelő szelepdzsekiket, a szigetelő takarókat vagy a hőkövetési rendszereket a szelep körüli hőmérséklet szabályozására és a fagyasztás vagy a fagyképződés potenciáljának csökkentésére. A szigetelt szeleptestek vagy dzsekik segítenek csökkenteni a szelepbe a külső forrásokból átvitt hőmennyiséget, ezáltal fenntartva a stabilabb belső hőmérsékletet, és csökkentve a szelep fagyasztásának vagy nem működőképessé válásának kockázatát. Bizonyos esetekben az elektromosan fűtött elemeket vagy a hőkövetést beépítik a kritikus szelepkomponensek hőmérsékletének fenntartása érdekében.

A kriogén tárolórendszerek gyakran gyors hőmérsékleti változásokat vonnak maguk után, amelyek jelentős nyomásingadozást eredményezhetnek. A folyékony CO₂ melegebb hőmérsékletnek kitett, míg a Gas CO₂ összehúzódik, ha alacsonyabb hőmérsékleteknek vannak kitéve. Ez a nyomás eltolódását okozza, amely potenciálisan károsíthatja a berendezéseket vagy veszélyeztetheti a rendszer biztonságát. Ezen ingadozások kezelése érdekében a Co₂ szelepek nyomáscsökkentő mechanizmusokkal vannak felszerelve, például domborítószelepekkel vagy robbant lemezekkel, amelyek automatikusan felszabadítják a túlnyomó nyomást a túlnyomás megakadályozása érdekében. A nyomás szabályozásával ezek a szelepek elősegítik a rendszer stabil maradását, védve mind a szelepet, mind a teljes kriogén beállítás integritását.

A kriogén alkalmazásokhoz használt szelepekben használt tömítéseknek és tömítéseknek meg kell őrizniük rugalmasságukat és tömítési képességüket is nagyon alacsony hőmérsékleten. Az olyan anyagokat, mint a Viton, a PTFE (TEFLON) vagy a speciálisan kialakított elasztomereket, általában kriogén környezetben használják, mivel alacsony hőmérsékleten törékenyvé válnak. Ezeknek az anyagoknak kiváló ellenállása van a hidegáramlással szemben, biztosítva, hogy megbízható tömítést tartsanak fenn változó nyomás és hőmérsékletek alatt. A kiváló minőségű tömítések elengedhetetlenek a CO₂-gáz szivárgásának megakadályozásához, ami biztonsági veszélyeket jelenthet, vagy termékvesztést okozhat. A kriogén szelepek olyan tömítő formatervezési mintákat tartalmazhatnak, amelyek kompenzálják a méret és az alak enyhe változásait, amikor a szelep lehűl és felmelegszik, biztosítva a folyamatos hatékony tömítést.

A kriogén Co₂ szelepeket aprólékosan úgy tervezték, hogy kezelje a szélsőséges hőmérsékletek feszültségét és a kriogén tároláshoz kapcsolódó nyomásváltozásokat. Ezek a szelepek gyakran olyan speciális tervezési jellemzőket tartalmaznak, mint például fújtató, membránok vagy kiterjesztett szár, amelyek lehetővé teszik a hőtágulást és az összehúzódást anélkül, hogy veszélyeztetnék a tömítést vagy a szelep működését. Ezek a tervezési elemek megakadályozzák, hogy a szelepkomponensek a hőmérséklet által kiváltott mozgások miatt tévesen vagy sérüljenek. A meghosszabbított szelepszárak például megakadályozzák a szelepmozgató fagyasztását és biztosítják a sima működést még súlyos hideg körülmények között is. Bizonyos kriogén szelepek belső rugókkal vagy membránokkal rendelkeznek, amelyek elősegítik a nyomásingadozások felszívódását és alkalmazkodását, biztosítva a CO₂ -áramlás sima és pontos irányítását.