Why do cryogenic valves have an extended bonnet?

To keep the packing and stem seal away from the cold fluid. The gas column inside the extended bonnet acts as insulation, so the packing does not freeze, stays flexible and does not leak. The extension also keeps the operator outside the insulation.

Which material should be selected for an LNG valve?

At −162 °C and below, austenitic stainless steels that do not become brittle at low temperature (CF8M, CF3M, F316/F316L) are used. Low-temperature carbon steels (LCC, LF2) are suitable only down to approximately −46 °C and are not adequate for LNG.

Why is cavity relief required on cryogenic ball valves?

Liquefied gas trapped in the body cavity of a closed valve vaporizes as it warms, and its volume increases several hundredfold. Without relief, the body or seats can be damaged. Cryogenic ball valves therefore have a seat that relieves in one direction or a body relief, and the valve is installed according to that direction.

Vannes cryogéniques pour GNL, azote liquide et gaz industriels

Vannes industrielles

Les vannes cryogéniques sont conçues pour les fluides à très basse température, tels que le GNL (environ −162 °C), l'azote liquide (−196 °C), l'oxygène liquide et l'argon. Les exigences clés sont les suivantes : capot allongé qui empêche l'emballage de geler, un corps en acier inoxydable austénitique qui reste résistant à basse température, et un Conception vérifiée par des tests d'étanchéité à l'hélium à basse température, basé sur les normes BS 6364 et ISO 28921-1.

BS 6364ISO 28921-1MSS SP-134−196 °CCapot allongé

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Extended bonnet valve for cryogenic service

Gamme de produits

Ball valve with extended bonnet and actuator

Vanne à bille cryogénique

Flottant et monté sur tourillon ; capot allongé, dégagement de cavité, jusqu'à −196 °C (−321 °F).

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Vannes à guillotine et à soupape cryogéniques

Capot allongé, coin ventilé ; usines de GNL et de gaz industriels.

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Éléments clés de la conception des vannes cryogéniques

Capot allongé et colonne de gaz

Un chapeau plus long éloigne la garniture du fluide froid, et la colonne de gaz qui se forme à l'intérieur du chapeau assure l'isolation. La garniture reste proche de la température ambiante, ce qui prévient le gel et les fuites. La longueur de l'extension est choisie de manière à maintenir la garniture suffisamment chaude ; la norme MSS SP-134 définit des longueurs minimales en fonction du type de vanne, de sa taille, de sa température de service et de l'application en enceinte froide.

Soulagement de la cavité corporelle

Sur les vannes à boisseau sphérique et à guillotine, le liquide emprisonné dans le corps d'une vanne fermée se vaporise sous l'effet de la chaleur et peut engendrer une pression dangereuse. Les vannes à boisseau sphérique cryogéniques sont donc dotées d'un dispositif de décharge sur un siège ou sur le corps, et le sens de cette décharge est indiqué sur la vanne.

sélection des matériaux

Les aciers inoxydables austénitiques tels que CF8M, CF3M, F316 et F316L sont utilisés pour le GNL et les applications à des températures de −196 °C. Les aciers au carbone pour basses températures, tels que LCC et LF2, conviennent uniquement jusqu'à environ −46 °C.

Tests et nettoyage

Outre les essais de production, un essai d'étanchéité à l'hélium à basse température (corps et siège) conforme à la norme BS 6364 / ISO 28921 est réalisé comme essai de type ou, sur demande, sur les vannes de production. Pour une utilisation avec de l'oxygène, les vannes sont livrées dégraissées et lubrifiées avec les lubrifiants appropriés.

Consultez nos guides sur vannes cryogéniques et BS 6364 et erreurs d'installation des vannes cryogéniques.

Comment spécifier une vanne cryogénique

Fluide et température minimale : GNL (environ −162 °C), azote liquide (−196 °C), oxygène liquide ou argon.
Matériau du corps : acier inoxydable austénitique (CF8M, CF3M, F316, F316L) ; LCC et LF2 uniquement jusqu'à environ −46 °C.
Longueur du chapeau étendue selon les minimums MSS SP-134 ; installer avec la tige verticale ou dans l'angle autorisé par le fabricant, afin que la colonne de gaz puisse se former.
Dispositif de décompression des cavités sur les vannes à bille et à guillotine ; installer conformément au sens de décompression indiqué.
Essais : essai à l’hélium à basse température en tant qu’essai de type ou sur les vannes de production sur demande ; classe d’émission fugitive selon la norme ISO 15848-1 lorsque spécifiée.
Service d'oxygénation : dégraissage, nettoyage et lubrification adaptée.

normes

BS 6364 : vannes pour applications cryogéniques.
ISO 28921-1 : Vannes d'isolement pour applications à basse température ; conception, fabrication et essais de production.
MSS SP-134 : vannes pour applications cryogéniques, y compris les rallonges de corps et de chapeau.
ASME B16.34 / API 6D : Classes de pression et exigences relatives aux pipelines.
ISO 15848-1 : Classification des émissions fugitives à basse température.

En un coup d'œil

Température	Jusqu'à −196 °C (GNL, LN₂, LO₂, LAr)
Types de vannes	Bille (flottante et à tourillon), porte, globe, damier, papillon à triple excentration
classe de pression	Classe ASME 150–1500 (selon le type et la taille)
Raccordements d’extrémité	Bride RF, soudure bout à bout (BW), soudure par emboîtement (SW)
Matériaux corporels	CF8M, CF3M, F316, F316L (acier inoxydable austénitique)
Caractéristiques	Capot allongé, décompression des cavités, conception antistatique, option ignifuge, nettoyage à l'oxygène
Essai	Tests de production API 598 / EN 12266-1 ; test à l’hélium basse température (test de type ou sur demande)

Documentation et tests

Dans le cadre de projets industriels, la documentation technique est aussi importante que la vanne elle-même. Nous confirmons la certification et le périmètre des tests pour chaque élément dès l'établissement du devis.

EN 10204 3.1 certificats de matériaux pour les pièces sous pression et en contact avec le fluide, traçabilité par numéro de coulée
EN 10204 3.2 avec inspection par un tiers, sur demande
Rapports d'essais de pression essais de coque, de siège et, le cas échéant, de gaz, conformes aux normes API 598 ou EN 12266-1
Certificats d'essai au feu (API 607 / ISO 10497) pour les conceptions testées en matière de résistance au feu
Rapports PMI pour les matériaux en alliage et en acier inoxydable
Rapports d'inspection dimensionnelle, visuelle et de revêtement
Déclaration CE PDSE 2014/68/UE pour les équipements relevant de son champ d'application
Déclaration de conformité NACE MR0175 / ISO 15156 pour service acide (H₂S)

Fiches techniques

Les données clés et les numéros de documents pour les 34 séries sont indiqués sur le fiches techniques des vannes industrielles page.

Foire aux questions

Pourquoi les vannes cryogéniques ont-elles un chapeau allongé ?

Pour protéger la garniture et le joint de tige du fluide froid, la colonne de gaz à l'intérieur du chapeau allongé assure l'isolation. Ainsi, la garniture ne gèle pas, conserve sa souplesse et est étanche. L'allongement permet également à l'opérateur de rester hors de la zone d'isolation.

Quel matériau choisir pour une vanne de GNL ?

À des températures inférieures ou égales à −162 °C, on utilise des aciers inoxydables austénitiques qui ne deviennent pas cassants à basse température (CF8M, CF3M, F316/F316L). Les aciers au carbone pour basses températures (LCC, LF2) conviennent uniquement jusqu'à environ −46 °C et ne sont pas adaptés au GNL.

Pourquoi un dégagement de cavité est-il nécessaire sur les vannes à bille cryogéniques ?

Le gaz liquéfié emprisonné dans le corps d'une vanne fermée se vaporise sous l'effet de la chaleur, et son volume augmente de plusieurs centaines de fois. Sans soupape de décharge, le corps ou les sièges peuvent être endommagés. Les vannes à boisseau sphérique cryogéniques sont donc dotées d'un siège à soupape de décharge unidirectionnelle ou d'un corps à soupape de décharge, et leur installation se fait dans le sens de cette soupape.

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