Die Anzahl zuverlässiger Dichtungslösungen für den Niedertemperaturbetrieb in LNG-Anlagen ist begrenzt. Die beiden derzeit hauptsächlich verwendeten Polymere sind federunterstützte PTFE-Dichtungen oder UHMW-PE-Dichtungen.

Die Herausforderung bei der Verwendung von verflüssigtem Erdgas

Das Austreten von LNG (Flüssigerdgas) bei niedriger Temperatur ist gefährlich für die Gesundheit und Sicherheit der Arbeiter und den Betrieb der Anlage. Die Probleme wie Toxizität, Kälte, Erstickung, Entflammbarkeit und Explosion, die durch die schnelle Expansion von verflüssigtem Erdgas verursacht werden, zeigen, dass eine zuverlässige lecksichere Abdichtung erforderlich ist.

Es kann schwierig sein, eine effektive Dichtungslösung für die Arbeitsumgebung von LNG-Anlagen bei niedrigen Temperaturen zu finden. Denken Sie daran, dass Stickstoff bei normalem atmosphärischem Druck zwischen - 346 ° F und - 320,44 ° F in flüssiger Form vorliegt. Sein Ausdehnungsverhältnis von Flüssigkeit zu Gas ist sehr hoch, 1:694, was bedeutet, dass wenn es siedet (ausgehend vom Siedepunkt von - 320,44 °f), dehnt es sich auf das 694-fache seines ursprünglichen Volumens aus. Wenn es in einer abgedichteten Umgebung auftritt, kann dies zu extrem hohen Druckänderungen führen, und die meisten LNG-Dichtungen müssen unter Vakuumdruck oder extrem hohem Druck funktionsfähig bleiben.

Niedertemperaturabdichtung einer LNG-Anlage

Die bei LNG beteiligte Temperatur liegt genau an der Stelle, an der viele Elastomer- und Polymermaterialien an Elastizität verlieren und beginnen, sich wie spröde Materialien zu verhalten. Einige Dichtungen erfahren auch Dimensionsschwankungen im Zusammenhang mit Temperaturänderungen, was die Ausfallwahrscheinlichkeit weiter erhöht. Wenn die Temperaturschwankung periodisch ist, treten Probleme im Zusammenhang mit periodischer Belastung auf. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit dynamischen kryogenen Dichtungen ist die Schmierung: Bei solch niedrigen Temperaturen funktionieren Standardschmierlösungen einfach nicht.

Die Dichtungsoptionen sind auf zwei UHMW- oder PTFE-Polymere beschränkt, und Vollkontakt-Anti-Schrumpffedern sind unerlässlich.

Diese beiden Dichtungsmantelmaterialien können als PTFE bezeichnet werden und sind normalerweise unter dem Handelsnamen Teflon oder Florolon 1000 bekannt. PE mit ultrahohem Molekulargewicht oder UHMW, Fluorlon 5000 kann niedrigen Temperaturen in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen ohne Versprödung standhalten (einige Typen können Temperaturen standhalten so niedrig wie - 350 ° f) oder schnell dem Einfluss zyklischer Beanspruchung nachgeben. Darüber hinaus sind UHMW und PTFE selbstschmierend, reibungsarm, unterstützen den Trockenbetrieb und sind nicht haftende / gleitende Materialien. Darüber hinaus sind beide Produkte mit einer Vielzahl von Chemikalien kompatibel, einschließlich solcher, die in LNG-Anlagen vorkommen können.

Eine federunterstützte Dichtung ist eine Dichtungsanordnung, die eine unter Energie stehende Feder umfasst, die eine Dichtungslippe gegen eine Gegenfläche drückt, um eine äußerst dichte Dichtung zu erreichen. In Kombination mit der PTFE-Lippe gilt dieses Dichtungsdesign als ideale Wahl für Niedertemperaturanwendungen mit LNG. Federaktuatoren verleihen den Dichtungen dauerhafte Elastizität und kompensieren Lippenverschleiß, Exzentrizität, Hardware-Fehlausrichtung und (vielleicht am wichtigsten, wenn LNG verwendet wird) extreme Druck- und Dimensionsänderungen.

Wenn es um niedrige Temperaturen und statische, hin- und hergehende oder rotierende Bewegungen geht, ist die empfohlene Geometrie des Federstellglieds eine einfache Schraubenfeder. Oszillierende oder statische Bewegungen können jedoch die Verwendung von massiven Federn erfordern. Zu den empfohlenen Federmaterialien gehören ausscheidungshärtender Edelstahl 17-7, Edelstahl 301/304 oder in einigen Anwendungen Hastelloy, Edelstahl 316, Inconel oder Elgiloy.

Das Design von Niedertemperaturdichtungen für LNG-Anlagen kann eine Herausforderung darstellen und muss extrem hohe Zuverlässigkeits- und Sicherheitsstandards erfüllen, aber eine federunterstützte PTFE-Dichtung ist ein ausgezeichneter Ausgangspunkt.