Криогенная арматура

Криогенные краны производства ЗАО «САЗ»
Клапан АМК330 НПО «Регулятор»

Криогенными принято считать температуры ниже 120К (-153°C). При таких температурах вещества, в обычных условиях являющиеся газами, становятся жидкими. Криогенная арматура предназначена для работы именно с такими рабочими средами: сжиженными газами. В первую очередь речь идет о сжиженном природном газе (СПГ). Именно развитие технологий СПГ в последние десятилетия породило мощный всплеск криогенной техники, в том числе арматуры.

В Россию технологии СПГ пришли с некоторым запозданием, до последнего времени промышленная криогенная арматура в нашей стране не производилась. А потребность в ней во второй половине десятых годов резко выросла. Существенная часть этой потребности покрывалась за счет поставок по импорту. Разработка собственных конструкций криогенной арматуры стало важным вкладом МосЦКБА и его партнеров в стратегию импортозамещения.

Разработка криогенной арматуры — не такая уж простая задача. У нее есть ряд конструктивных особенностей, отличающих ее от арматуры общепромышленного применения. Прежде всего, нужны особенные материалы: как корпусные, так и уплотнительные. Набивку сальника необходимо изолировать от воздействия криогенной температуры, иначе она замерзнет и не сможет обеспечить герметичность по штоку. А иней, образовавшийся на маховике или редукторе, будет помехой при управлении арматурой. Чтобы избежать этих проблем, шток и крышку криогенной арматуры делают удлиненными. Испарившийся СПГ в удлиненной крышке служит теплоизоляцией для набивки. При разработке данных элементов конструкции требуется анализ температурных полей методом конечных элементов.

Для арматуры с внутренними полостями (например, для шаровых кранов) требуется предусмотреть механизм разгрузки застойных зон(cavity relief mechanism). Ведь в случае испарения скопившейся внутри арматуры рабочей среды возникнет резкий рост давления, может произойти взрыв. Например, объем СПГ при комнатной температуре увеличивается в 600 раз.

Разработка криогенной арматуры не требует каких-то прорывных решений, имеются удачные образцы зарубежных производителей. Тем не менее, это долгий и кропотливый труд, требующий высокой квалификации специалистов.

Клапан с ЭВИ

В МосЦКБА разработка криогенной арматуры началась в 2014 году, в 2015 году была подготовлена КД на клапаны запорные криогенные DN25 PN40 и 160, по итогам испытания опытных образцов проведена коррекция КД. В 2016 году была разработана линейка криогенных шаровых кранов, в 2018 году проведена разработка типовой конструкции запорных и запорно-регулирующих клапанов с экранно-вакуумной изоляцией на температуры до -196°C.

Криогенные клапаны освоены в производстве НПО «Регулятор» , а краны — в производстве ЗАО «САЗ».