كيف تتعامل صمامات ثاني أكسيد الكربون إلى تقلبات درجة الحرارة ، خاصة في التطبيقات ذات درجة الحرارة المنخفضة مثل التخزين المبرد؟

في البيئات المبردة ، صمامات CO₂ يجب أن يتم بناؤها من مواد يمكن أن تحافظ على سلامتها تحت البرد الشديد دون أن تصبح هشة أو مشوهة أو ضعيفة. الفولاذ المقاوم للصدأ ، على سبيل المثال ، هو اختيار مادة شائعة لأنه يحافظ على القوة والمرونة حتى في البيئات ذات درجة الحرارة المنخفضة. يمكن أيضًا استخدام السبائك الخاصة ، مثل Inconel أو غيرها من المواد المبردة ، لتحسين الأداء في ظروف دون الصفر. تضمن هذه المواد أن يظل الصمام يعمل على مدى فترات طويلة في الظروف المبردة القاسية ، مما يمنع الفشل الهيكلي أو التسرب أو العطل. غالبًا ما يتم تطبيق الطلاء المتقدم والعلاجات السطحية لتقليل خطر التآكل أو التكسير من الإجهاد الحراري.

للتخفيف من تأثيرات درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، غالبًا ما يتم تجهيز صمامات CO rock المصممة للتطبيقات المبردة بأنظمة العزل الحرارية. قد تتضمن هذه الميزات سترات صمام عازلة أو بطانيات عازلة أو أنظمة تتبع الحرارة لتنظيم درجة الحرارة حول الصمام وتقليل إمكانية تجميد الصقيع أو تكوين الصقيع. تساعد أجسام الصمامات المعزولة أو السترات على تقليل كمية الحرارة المنقولة إلى الصمام من المصادر الخارجية ، وبالتالي الحفاظ على درجة حرارة داخلية أكثر استقرارًا وتقليل خطر تجميد الصمام أو يصبح غير قابل للتشغيل. في بعض الحالات ، يتم دمج العناصر التي يتم تسخينها كهربائيًا أو تتبع الحرارة للحفاظ على درجة حرارة مكونات الصمام الحرجة.

غالبًا ما تتضمن أنظمة التخزين المبردة تغيرات في درجات الحرارة السريعة التي يمكن أن تؤدي إلى تقلبات كبيرة في الضغط. يتوسع Co₂ السائل إلى الغاز عند تعرضه لدرجات حرارة أكثر دفئًا ، في حين أن Co₂ الغاز يتقلص عند تعرضه لدرجات حرارة أقل. هذا يسبب تحولات في الضغط التي يمكن أن تلحق الضرر أو تسوية سلامة النظام. لإدارة هذه التقلبات ، تم تجهيز صمامات COSES بآليات لتجفيف الضغط ، مثل صمامات الإغاثة أو أقراص الانفجار ، والتي تفرد تلقائيًا الضغط الزائد لمنع الإفراط في الضغط. من خلال تنظيم الضغط ، تساعد هذه الصمامات في ضمان أن يظل النظام مستقرًا ، وحماية كل من الصمام وسلامة الإعداد المبرد بالكامل.

يجب أن تحتفظ الأختام والحشيات المستخدمة في صمامات COCES للتطبيقات المبردة مرونتها وقدرتها على الختم حتى في درجات حرارة منخفضة للغاية. يتم استخدام مواد مثل Viton أو PTFE (Teflon) أو المرنة المصممة خصيصًا بشكل شائع في البيئات المبردة نظرًا لمقاومتها لتصبح هشة في درجات حرارة منخفضة. هذه المواد لديها أيضًا مقاومة ممتازة للتدفق البارد ، مما يضمن الحفاظ على ختم موثوق به تحت ضغوط ودرجات حرارة مختلفة. تعتبر الأختام عالية الجودة حاسمة لمنع تسرب غاز CO₂ ، مما قد يشكل مخاطر السلامة أو يؤدي إلى فقدان المنتج. قد تتميز الصمامات المبردة بتصميمات ختم تعوض عن التغيرات الطفيفة في الحجم والشكل حيث يبرد الصمام والدفء ، مما يضمن استمرار الختم الفعال.

يتم تصميم صمامات Co ₂ CONGOGENIC بدقة للتعامل مع ضغوط درجات الحرارة القصوى وتغيرات الضغط المرتبطة بالتخزين المبرد. غالبًا ما تتضمن هذه الصمامات ميزات تصميم خاصة مثل الخوار ، أو الحجاب الحاجز ، أو السيقان الممتدة التي تسمح بالتوسع الحراري والانكماش دون المساس بالختم أو تشغيل الصمام. تمنع عناصر التصميم هذه مكونات الصمامات من أن تصبح غير محسوبة أو تضررت بسبب الحركات الناجمة عن درجة الحرارة. سيقان الصمام الموسع ، على سبيل المثال ، منع مشغل الصمام من التجمد وضمان التشغيل السلس حتى في ظل ظروف باردة شديدة. بعض الصمامات المبردة لها نوابض داخلية أو حواجز تساعد على امتصاص وتتكيف مع تقلبات الضغط ، وضمان التحكم في تدفق CO₂.