Количество надежных уплотнительных решений для низкотемпературной эксплуатации на заводах СПГ ограничено. В настоящее время используются два основных полимера: пружинное уплотнение из ПТФЭ или уплотнения из полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы.

Проблема использования сжиженного природного газа

Утечка СПГ (сжиженного природного газа) при низкой температуре опасна для здоровья и безопасности работников и эксплуатации завода. Такие проблемы, как токсичность, холод, удушье, воспламеняемость и взрыв, вызванные быстрым расширением сжиженного природного газа, указывают на то, что требуется надежное герметичное уплотнение.

Может быть сложно найти эффективное решение по уплотнению для низкотемпературной рабочей среды завода СПГ. Помните, что азот существует в жидкой форме при нормальном атмосферном давлении между - 346 ° F и - 320,44 ° F. Его коэффициент расширения жидкости и газа очень высок, 1: 694, а это означает, что при кипении (начиная с температуры кипения - 320,44°f), он расширится в 694 раза по сравнению с первоначальным объемом. Если это происходит в герметичной среде, это может привести к чрезвычайно высоким изменениям давления, и большинство уплотнений СПГ должны оставаться работоспособными при вакуумном или чрезвычайно высоком давлении.

Низкотемпературная герметизация завода СПГ

Температура, связанная с СПГ, находится как раз в том положении, когда многие эластомерные и полимерные материалы теряют эластичность и начинают вести себя как хрупкие материалы. Некоторые уплотнения также испытывают колебания размеров, связанные с изменениями температуры, что еще больше увеличивает вероятность выхода из строя. Если колебания температуры носят периодический характер, возникнут проблемы, связанные с периодическим напряжением. Еще одной проблемой, связанной с динамическими криогенными уплотнениями , является смазка: при таких низких температурах стандартные смазочные растворы просто не работают.

Варианты уплотнения ограничены двумя полимерами UHMW или PTFE, и необходимы полноконтактные противоусадочные пружины.

Оба этих материала уплотнительной оболочки могут обозначаться как PTFE и обычно известны под торговыми названиями Teflon или florolon 1000. Ультравысокомолекулярный PE или UHMW, фторолон 5000 может выдерживать низкие температуры в условиях низкой температуры без охрупчивания (некоторые марки могут выдерживать температуры). до - 350°F), либо быстро поддаются влиянию циклических нагрузок. Кроме того, UHMW и PTFE являются самосмазывающимися материалами с низким коэффициентом трения, поддерживают работу всухую и не прилипают к скользящим материалам. Кроме того, оба продукта совместимы с различными химическими веществами, в том числе с теми, которые могут встречаться на заводах по производству СПГ.

Пружинное уплотнение представляет собой узел уплотнения, содержащий пружину, которая прижимает кромку уплотнения к сопрягаемой поверхности, обеспечивая герметичное уплотнение. В сочетании с кромкой из ПТФЭ эта конструкция уплотнения считается идеальным выбором для низкотемпературных применений, связанных с СПГ. Пружинные приводы добавляют уплотнениям постоянную эластичность и компенсируют износ кромок, эксцентриситет, несоосность оборудования и (возможно, что наиболее важно при использовании СПГ) экстремальное давление и изменения размеров.

При низкой температуре и статическом, возвратно-поступательном или вращательном движении рекомендуемая геометрия пружинного привода представляет собой простую винтовую пружину. Однако колебательное или статическое движение может потребовать использования сплошных пружин. Рекомендуемые материалы для пружин включают нержавеющую сталь с дисперсионным твердением 17-7, нержавеющую сталь 301/304 или, в некоторых случаях, нержавеющую сталь Hastelloy, нержавеющую сталь 316, Inconel или Elgiloy.

Конструкция низкотемпературного уплотнения для заводов СПГ может быть сложной задачей и должна соответствовать чрезвычайно высоким стандартам надежности и безопасности, но пружинное уплотнение из ПТФЭ является отличной отправной точкой.