Los materiales de sellado desempeñan un papel importante en las válvulas de bola de muñón criogénicas, que pueden evitar la fuga de medios y garantizar el funcionamiento seguro de la válvula. Su rendimiento afecta directamente la confiabilidad del sellado, la vida útil y la estabilidad operativa de la válvula en ambientes de temperatura ultra-baja. Sus principales funciones y principios de selección se destacan a continuación:
I. Funciones clave de los materiales de sellado
Sellado criogénico: a temperaturas de -196 grados (p. ej., nitrógeno líquido) o inferiores, el material de sellado debe permanecer elástico y flexible para evitar fugas debido al aumento de los huecos en la superficie de sellado debido al endurecimiento o la contracción del material. El caucho común, por ejemplo, puede volverse quebradizo a bajas temperaturas, mientras que los materiales de sellado criogénicos especializados (por ejemplo, PTFE modificado (PTFE)) aún pueden mantener la presión de sellado.
Resistencia a la corrosión de los medios: Los medios criogénicos (p. ej., gas natural licuado, oxígeno líquido) pueden ser altamente corrosivos o químicamente reactivos. Los materiales de sellado deben ser químicamente estables para evitar la reacción con el medio que hace que falle el sello. Por ejemplo, en aplicaciones de oxígeno líquido, se deben evitar materiales que contengan aceites o sustancias fácilmente oxidantes para evitar riesgos de combustión.
Resistencia a la abrasión y a la corrosión: durante la apertura y el cierre de la válvula, la fricción entre la esfera y la tapa de sellado puede provocar desgaste, especialmente bajo un diferencial de presión de alta presión, la erosión del medio puede acelerar el daño a la superficie de sellado. Los materiales de sellado deben poseer alta dureza y autolubricación-para reducir el desgaste y prolongar la vida útil.
Compensación de expansión y contracción térmica: a bajas temperaturas, el metal del cuerpo de la válvula se contrae más que el material de sellado, lo que puede provocar una distribución desigual de la presión en la superficie de sellado. El material de sellado debe compensar esta diferencia de contracción mediante deformación elástica para mantener la presión de contacto de la junta.
Resistencia a la adhesión: Después de un largo período de inactividad, la superficie de sellado puede resultar difícil de abrir y cerrar debido a la cristalización o adhesión del medio. El material de sellado debe tener baja energía superficial para evitar la adhesión del medio y garantizar un funcionamiento flexible de la válvula.
II. Principios de selección de selladores
1.Adaptabilidad de la temperatura
Límite criogénico: seleccione el material de acuerdo con la temperatura mínima de funcionamiento para garantizar que su temperatura de transición vítrea (Tg) esté por debajo de la temperatura de trabajo.
Por ejemplo: PTFE (PTFE): la temperatura aplicable cae a -200 grados, pero se requieren mejoras para mejorar la resistencia a la abrasión.
PI (poliimida): Adecuado para -269 grados (cerca del cero absoluto) pero costoso.
Grafito flexible: Aplicable a altas temperaturas de -200 grados, pero debe evitar el contacto con medios oxidantes fuertes.
2.Compatibilidad de medios
Propiedades químicas: Los materiales resistentes a la corrosión se seleccionan según el tipo de medio (por ejemplo, hidrocarburos, oxígeno líquido, nitrógeno líquido). Por ejemplo, está prohibido el uso de materiales a base de grasa-en aplicaciones de oxígeno líquido; Se prefieren juntas de PTFE o metálicas (p. ej., acero inoxidable + grafito flexible).
Para medios con partículas, se requieren materiales resistentes a la abrasión (p. ej., PTFE reforzado con carburo de silicio).
3.Propiedades mecánicas
Tasa de rebote de la compresión: el material debe deformarse rápidamente después de la compresión para compensar la relajación durante el uso-a largo plazo. El grafito flexible, por ejemplo, tiene un rebote de compresión superior al 40%.
Rigidez y resistencia: las aplicaciones de alta-presión requieren materiales de alta-dureza (por ejemplo, carburo cementado), pero la flexibilidad debe equilibrarse para evitar la fragilidad.
4. Coincidencia del tipo de sello
Sello blando: adecuado para baja presión, medios limpios, buen rendimiento de sellado, pero poca resistencia a la abrasión
Sello duro: adecuado para medios de partículas de alta presión; El sellado se logra por contacto con el metal.
Sellado combinado: combina las ventajas de los sellos blandos y duros, como un anillo de PTFE incrustado en un asiento de válvula de metal, para equilibrar la resistencia a la abrasión y el rendimiento del sellado.
