W łańcuchu przemysłu LNG — obejmującym produkcję, magazynowanie, transport i użytkowanie końcowe — systemy działają w ekstremalnych warunkach:-162°C temperatury kriogeniczne, średniego i wysokiego ciśnienia oraz środowisk łatwopalnych/wybuchowych. Konwencjonalne uszczelnienia zawodzą w tym przypadku w sposób katastrofalny, grożąc wyciekami.Uszczelki specyficzne dla LNGZaprojektowano je z myślą o ochronie infrastruktury krytycznej. W tym artykule omówiono ich zalety konstrukcyjne, podstawowe funkcje, przewagę wydajnościową nad uszczelnieniami standardowymi oraz kluczowe zastosowania.
I. Projekt konstrukcyjny: Zaprojektowany do ekstremalnych warunków kriogenicznych
Uszczelki LNG (np. uszczelki spiralnie zwijane, metalowe pierścienie uszczelniające, uszczelki typu C) charakteryzują się konstrukcją zoptymalizowaną pod kątem kriogenicznym:
- Uszczelka spiralna (typowa struktura)
- Główne komponenty:
- Uzwojenia metalowe:Specjalna stal nierdzewna (316L Mod) lub stop niklu (Inconel 625) zapewniająca wytrzymałość, sprężystość i odporność na zgniatanie.
- Wypełniacz uszczelniający: Grafit ekspandowany—zachowuje elastyczność/ściskliwość w temperaturach kriogenicznych.
- Pierścienie wewnętrzne/zewnętrzne (opcjonalnie): Zapobiega wyciskaniu się wypełniacza i ułatwia wyrównanie.
- Zalety konstrukcyjne:
- Wytrzymałość kriogeniczna:Materiały są odporne na kruchość do -196°C.
- Stabilność cykli termicznych: Wytrzymuje wielokrotnewstrząsy termiczne(temperatura otoczenia ↔ -162°C).
- Kompensacja sprężynowa:Uzwojenia metalowe zapewniająkontrolowana odpornośćw celu kompensacji kurczenia się/wibracji kołnierza.
- Odporność na wytłaczanie/wydmuchiwanie:Uzwojenia w kształcie litery V/W + pierścienie zawierają wypełniacz pod ciśnieniem/próżnią.
- Główne komponenty:
- Inne konstrukcje (metalowe pierścienie uszczelniające typu O/C):
- Stopy kriogeniczne(Inconel 718/625).
- Profile puste:Włącz uszczelnianie wspomagane ciśnieniem.
- Obróbka powierzchni(np. srebrzenie): Poprawia uszczelnienie i zapobiega zatarciom.
II. Funkcja podstawowa: Bezpieczeństwo bez wycieków w warunkach ekstremalnych
Uszczelki LNG zapewniająabsolutne powstrzymaniew całym łańcuchu wartości LNG:
- Uszczelnienie -162°C LNG, zapobiegając przeciekom.
- Toleruje wahania ciśnienia(od ciśnienia bliskiego atmosferycznemu do wysokiego).
- Kompensacja naprężeń termicznych/wibracjize względu na wahania temperatury i pracę sprzętu.
- Zapobiegaj „wyciekaniu zimna”: Przeciwdziała utracie napięcia wstępnego śruby w wyniku skurczu kriogenicznego poprzezaktywna odporność.
- Zapewnij bezpieczeństwo wewnętrzne: Krytyczne dla środowisk łatwopalnych LNG.
III. Wydajność: uszczelnienia LNG kontra uszczelnienia konwencjonalne
Aspekt wydajności | Uszczelki LNG | Uszczelki przemysłowe ogólne | Zaleta uszczelek LNG |
---|---|---|---|
Wytrzymałość kriogeniczna | Brak kruchościw temperaturze -196°C; zachowuje elastyczność. | Gumy/tworzywa sztucznekruche i pękające; standardowe metale mogą mieć mniejszą wytrzymałość. | Podstawowy:Materiały zachowują funkcjonalność w temperaturach LNG. |
Uszczelnianie kriogeniczne | Bardzo niski wyciek(spełnia normę ISO 21014/EN 1473); uszczelnienie grafitowe jest skuteczne. | Guma kurczy się/twardnieje i przecieka; standardowe wypełniacze pękają lub kurczą się. | Rdzeń wyższości:Zaprojektowane zgodnie ze standardami szczelności kriogenicznej. |
Stabilność cykli termicznych | Przetrwasetki/tysiące cykli temperatura otoczenia ↔ -162°C. | Ulega degradacji po kilku cyklach — pęka, odkształca się lub ulega awarii. | Krytyczna niezawodność:Zajmuje się częstymi uruchomieniami i zamknięciami zakładów LNG. |
Odporność/Kompensacja | Doskonała kriogeniczna sprężyna powrotna kompensuje utratę obciążenia śruby spowodowaną skurczem na zimno. | Traci odporność w niskich temperaturach i nie potrafi tego kompensować. | Zabezpieczenie przed „zimnym wyciekiem”:Utrzymuje ciśnienie uszczelniające pomimo kurczenia się. |
Zgodność materiałów | Metale/grafitwysoce kompatybilnyz metanem; nie pęcznieje/nie ulega degradacji. | Guma może pęcznieć/degradować się pod wpływem węglowodorów (nawet FKM). | Fundacja Bezpieczeństwa:Stabilne właściwości materiału. |
Odporność na ogień | Niepalny(metal/grafit); spełnia normy bezpieczeństwa pożarowego dla LNG. | Guma/tworzywa sztuczne organiczne spalają się lub rozkładają w ogniu. | Bezpieczny w razie awarii:Utrzymuje uszczelnienie podczas pożaru, aby opóźnić jego eskalację. |
IV. Kluczowe zastosowania
Uszczelnienia LNG mają kluczowe znaczenie w punktach uszczelnień kriogenicznych:
- Terminale LNG:
- Ramiona rozładowcze(połączenia statek-brzeg).
- Zbiorniki magazynowe(złącza ścian wewnętrznych, dach/przejścia).
- Systemy BOG(sprężarki, rurociągi).
- Zawory/pompy kriogeniczne(kołnierze, trzpienie).
- Zakłady skraplania:
- Główny sprzęt procesowy (wymienniki ciepła, komory chłodnicze).
- Pompy/zawory kriogeniczne.
- Transport:
- Gazowce LNG(uszczelnienia zabezpieczające ładunek, wieże pompowe).
- Cysterny(włazy, zawory).
- Stacje paliw i użytkownicy końcowi:
- Dysze/zbiorniki dozujące.
- Waporyzatory małoskalowe.
- FLNG/FPSO:
- Systemy skraplania i magazynowania na morzu.
Czas publikacji: 29 lipca 2025 r.