O número de soluções de vedação confiáveis ​​para serviço de baixa temperatura em plantas de GNL é limitado. Os dois principais polímeros usados ​​atualmente são vedações energizadas por mola PTFE ou vedações UHMW-PE.

O desafio de usar gás natural liquefeito

A fuga de GNL (gás natural liquefeito) a baixa temperatura é perigosa para a saúde e segurança dos trabalhadores e para o funcionamento da central. Os problemas como toxicidade, frio, asfixia, inflamabilidade e explosão causados ​​pela rápida expansão do gás natural liquefeito indicam que é necessária uma vedação confiável à prova de vazamentos.

Pode ser um desafio encontrar uma solução de vedação eficaz para o ambiente de trabalho de baixa temperatura da planta de GNL. Lembre-se de que o nitrogênio existe na forma líquida à pressão atmosférica normal entre - 346 ° F e - 320,44 ° F. Sua razão de expansão líquido para gás é muito alta, 1:694, o que significa que quando ferve (a partir do ponto de ebulição de - 320,44 ° f), ele se expandirá para 694 vezes seu volume original. Se ocorrer em um ambiente selado, isso pode resultar em mudanças de pressão extremamente altas, e a maioria das vedações de GNL deve permanecer funcional sob pressão de vácuo ou pressão extremamente alta.

Vedação de baixa temperatura da planta de GNL

A temperatura envolvida no GNL está exatamente na posição em que muitos materiais elastoméricos e poliméricos perdem elasticidade e começam a se comportar como materiais frágeis. Algumas vedações também sofrerão flutuações dimensionais associadas a mudanças de temperatura, aumentando ainda mais a probabilidade de falha. Se a flutuação de temperatura for periódica, ocorrerão problemas relacionados ao estresse periódico. Outro problema associado às vedações criogênicas dinâmicas é a lubrificação: em temperaturas tão baixas, as soluções de lubrificação padrão simplesmente não funcionam.

As opções de vedação são limitadas a dois polímeros UHMW ou PTFE, e molas antiencolhimento de contato total são essenciais.

Ambos os materiais da capa de vedação podem ser designados como PTFE e geralmente são conhecidos sob o nome comercial de Teflon ou florolon 1000. PE ou UHMW de peso molecular ultra alto, fluorolon 5000 pode lidar com baixa temperatura em ambiente de baixa temperatura sem fragilização (alguns graus podem lidar com temperaturas tão baixo quanto - 350 ° f), ou ceder rapidamente à influência do estresse cíclico. Além disso, UHMW e PTFE são autolubrificantes, de baixo atrito, suportam operação a seco e são materiais antiaderentes/deslizantes. Além disso, ambos os produtos são compatíveis com uma variedade de produtos químicos, incluindo aqueles que podem ser encontrados em plantas de GNL.

Uma vedação energizada por mola é um conjunto de vedação que compreende uma mola energizada que força um lábio de vedação contra uma superfície de acoplamento para obter uma vedação altamente estanque. Quando combinado com lábio de PTFE, este projeto de vedação é considerado a escolha ideal para aplicações de baixa temperatura envolvendo GNL. Os atuadores de mola adicionam elasticidade permanente às vedações e compensam o desgaste do lábio, excentricidade, desalinhamento de hardware e (talvez o mais importante, quando o GNL é usado) pressão extrema e alterações dimensionais.

Quando baixa temperatura e movimento estático, alternativo ou rotativo estão envolvidos, a geometria recomendada do atuador da mola é uma mola helicoidal simples. No entanto, o movimento oscilante ou estático pode exigir o uso de molas sólidas. Os materiais de mola recomendados incluem aço inoxidável endurecido por precipitação 17-7, aço inoxidável 301/304 ou, em algumas aplicações, Hastelloy, aço inoxidável 316, Inconel ou Elgiloy.

O projeto de vedação de baixa temperatura para plantas de GNL pode ser desafiador e deve atender a padrões de confiabilidade e segurança extremamente altos, mas a vedação energizada por mola de PTFE é um excelente ponto de partida.