נקודות מפתח בתכנון שסתומים קריוגניים!

שסתומים קריוגניים נמצאים בשימוש נרחב בתחומי הדשנים, הגז הנוזלי הנוזלי (LNG) והתעשייה הפטרוכימית. מלבד חנקן נוזלי וגזים אינרטיים נוזליים אחרים, רוב המדיומים הנשלטים אינם רק דליקים ונפיצים, אלא גם גיזוז מתרחש כאשר הם מחוממים או מופצים. זה מוביל להתרחבות מהירה של הנפח, קל לגרום לדליפה ופיצוץ. בתעשייה, שסתומים המשמשים בטמפרטורות בינוניות מתחת ל-40- מעלות צלזיוס נקראים בדרך כלל שסתומים קריוגניים, ושסתומים המשמשים בטמפרטורות בינוניות מתחת ל-101- מעלות צלזיוס נקראים שסתומי טמפרטורה נמוכים במיוחד.

בחירת חומרים עבור שסתומים קריוגניים:

התכונות המכניות של פלדה בטמפרטורות נמוכות שונות מאלה בטמפרטורת החדר. בנוסף לחוזק, קשיחות פגיעה בטמפרטורה נמוכה היא המדד החשוב יותר עבור פלדה בטמפרטורה נמוכה. קשיחות הפגיעה בטמפרטורה נמוכה של חומר קשורה לטמפרטורת המעבר לשבירות של החומר. ככל שטמפרטורת המעבר לשבירות נמוכה יותר של החומר, כך קשיחות הפגיעה בטמפרטורה נמוכה טובה יותר. חומרי מתכת עם סריג קובי ממורכז גוף, כגון פלדת פחמן, הם בעלי שבירות קרה בטמפרטורה נמוכה, בעוד שחומרי מתכת עם סריג קובי ממורכז פנים, כגון פלדת אל-חלד אוסטניטית, אינם משפיעים למעשה על קשיחות הפגיעה בטמפרטורה נמוכה.

גוף השסתום, מכסה המנוע וחלקים אחרים העמידים בלחץ בטמפרטורה נמוכה עשויים בדרך כלל מחומרים בעלי חוזק וקשיחות טובים בטמפרטורה נמוכה. במקביל, יש לקחת בחשבון גם גורמים כמו יכולת ריתוך, יכולת עיבוד שבבי, יציבות וחסכון.

בעת התכנון, משתמשים בדרך כלל בשלוש רמות טמפרטורה נמוכות של -46℃, -101℃ ו- -196℃. פלדת פחמן בטמפרטורה נמוכה משמשת בדרך כלל עבור דרגת טמפרטורה נמוכה של -46℃, ופלדת אל-חלד אוסטניטית מסדרה 300 משמשת בדרך כלל עבור דרגת טמפרטורה נמוכה של -101℃ ו- -196℃. לפלדת אל-חלד זו חוזק בינוני, קשיחות טובה וביצועי עיבוד טובים.