La cantidad de soluciones de sellado confiables para el servicio de baja temperatura en plantas de GNL es limitada. Los dos polímeros principales que se utilizan actualmente son el sello energizado por resorte de PTFE o los sellos UHMW-PE.

El reto de utilizar gas natural licuado

La fuga de GNL (gas natural licuado) a baja temperatura es peligrosa para la salud y seguridad de los trabajadores y el funcionamiento de la planta. Los problemas como la toxicidad, el frío, la asfixia, la inflamabilidad y la explosión causados ​​por la rápida expansión del gas natural licuado indican que se requiere un sellado a prueba de fugas confiable.

Puede ser un desafío encontrar una solución de sellado efectiva para el entorno de trabajo de baja temperatura de la planta de GNL. Recuerde que el nitrógeno existe en forma líquida a una presión atmosférica normal entre - 346 ° F y - 320,44 ° F. Su relación de expansión líquido a gas es muy alta, 1:694, lo que significa que cuando hierve (a partir del punto de ebullición de - 320.44°f), se expandirá a 694 veces su volumen original. Si ocurre en un ambiente sellado, esto puede resultar en cambios de presión extremadamente altos, y la mayoría de los sellos de GNL deben seguir funcionando bajo presión de vacío o presión extremadamente alta.

Sellado a baja temperatura de planta de GNL

La temperatura involucrada en el GNL está justo en la posición en la que muchos materiales elastoméricos y poliméricos pierden elasticidad y comienzan a comportarse como materiales quebradizos. Algunos sellos también experimentarán fluctuaciones dimensionales asociadas con los cambios de temperatura, lo que aumenta aún más la probabilidad de falla. Si la fluctuación de temperatura es periódica, se producirán problemas relacionados con el estrés periódico. Otro problema asociado con los sellos criogénicos dinámicos es la lubricación: a temperaturas tan bajas, las soluciones de lubricación estándar simplemente no funcionan.

Las opciones de sellado están limitadas a dos polímeros UHMW o PTFE, y los resortes antiencogimiento de contacto completo son esenciales.

Ambos materiales de la camisa de sellado se pueden designar como PTFE y generalmente se conocen con el nombre comercial Teflon o florolon 1000. El PE o UHMW de ultra alto peso molecular, el fluorolon 5000 puede manejar bajas temperaturas en ambientes de baja temperatura sin fragilización (algunos grados pueden manejar temperaturas tan bajo como - 350 ° f), o ceder rápidamente a la influencia del estrés cíclico. Además, UHMW y PTFE son materiales autolubricantes, de baja fricción, compatibles con el funcionamiento en seco y antiadherentes/deslizantes. Además, ambos productos son compatibles con una variedad de productos químicos, incluidos los que se pueden encontrar en las plantas de GNL.

Un sello energizado por resorte es un conjunto de sello que comprende un resorte energizado que fuerza un labio del sello contra una superficie de contacto para lograr un sello altamente hermético. Cuando se combina con el labio de PTFE, este diseño de sellado se considera una opción ideal para aplicaciones de baja temperatura que involucran GNL. Los actuadores de resorte agregan elasticidad permanente a los sellos y compensan el desgaste de los labios, la excentricidad, la desalineación del hardware y (quizás lo más importante, cuando se usa GNL) la presión extrema y los cambios dimensionales.

Cuando se trata de baja temperatura y movimiento estático, alternativo o giratorio, la geometría recomendada del actuador de resorte es un resorte helicoidal simple. Sin embargo, el movimiento oscilante o estático puede requerir el uso de resortes sólidos. Los materiales de resorte recomendados incluyen acero inoxidable endurecido por precipitación 17-7, acero inoxidable 301/304 o, en algunas aplicaciones, Hastelloy, acero inoxidable 316, Inconel o Elgiloy.

El diseño de sellos de baja temperatura para plantas de GNL puede ser un desafío y debe cumplir con estándares de confiabilidad y seguridad extremadamente altos, pero el sello energizado por resorte de PTFE es un excelente punto de partida.