تُستخدم صمامات التبريد العميق على نطاق واسع في صناعات الأسمدة والغاز الطبيعي المسال والبتروكيماويات. باستثناء النيتروجين السائل والغازات الخاملة السائلة الأخرى، فإن معظم الوسائط المُتحكم بها ليست قابلة للاشتعال والانفجار فحسب، بل يحدث التغويز أيضًا عند تسخينها أو اشتعالها، مما يؤدي إلى تمدد سريع للحجم، مما يُسهل حدوث تسرب وانفجار. في الصناعة، تُسمى الصمامات المستخدمة في درجات حرارة متوسطة أقل من -40 درجة مئوية صمامات التبريد العميق، بينما تُسمى الصمامات المستخدمة في درجات حرارة متوسطة أقل من -101 درجة مئوية صمامات درجات الحرارة المنخفضة للغاية.
اختيار المواد للصمامات المبردة:
تختلف الخواص الميكانيكية للفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة عنها عند درجة حرارة الغرفة. فبالإضافة إلى القوة، تُعد صلابة الصدمات عند درجات الحرارة المنخفضة المؤشر الأهم للفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة. وترتبط صلابة الصدمات عند درجات الحرارة المنخفضة بدرجة حرارة انتقال المادة إلى الهشاشة. فكلما انخفضت درجة حرارة انتقال الهشاشة، زادت صلابة الصدمات عند درجات الحرارة المنخفضة. تتميز المواد المعدنية ذات الشبكة المكعبة مركزية الجسم، مثل الفولاذ الكربوني، بهشاشة باردة عند درجات الحرارة المنخفضة، بينما لا تؤثر المواد المعدنية ذات الشبكة المكعبة مركزية الوجه، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، على صلابة الصدمات عند درجات الحرارة المنخفضة.
عادةً ما تُصنع هياكل الصمامات وأغطية المحركات والأجزاء الأخرى المقاومة للضغط في درجات الحرارة المنخفضة من مواد ذات متانة وقوة تحمل جيدتين في درجات الحرارة المنخفضة. مع ذلك، يجب مراعاة عوامل مثل قابلية اللحام، والتشغيل الآلي، والاستقرار، والكفاءة.
عند التصميم، تُستخدم عادةً ثلاث درجات حرارة منخفضة: -46 درجة مئوية، -101 درجة مئوية، و-196 درجة مئوية. يُستخدم الفولاذ الكربوني منخفض الحرارة عادةً للدرجات منخفضة الحرارة -46 درجة مئوية، ويُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من سلسلة 300 للدرجات منخفضة الحرارة -101 درجة مئوية و-196 درجة مئوية. يتميز هذا الفولاذ المقاوم للصدأ بقوة متوسطة ومتانة جيدة وأداء معالجة ممتاز.
وقت النشر: ١٨ مارس ٢٠٢٤