In de cryotechniek werkt men onder extreem koude temperaturen. Cryotechniek komt van het Griekse woord ‘Kryos’, wat ‘kou’ betekent. Met deze techniek worden gassen onder druk en op zeer koude temperatuur vloeibaar gemaakt, geproduceerd, bewaard, vervoerd en gebruikt.
Extreme kou kan voor indrukwekkende reacties zorgen. Zo veranderen stoffen van gas naar vloeibaar of verkrijgen ze in enkele gevallen direct een vaste vorm. We spreken pas van cryotechniek als de temperatuur -160 ℃ of lager worden bereikt. Dit zijn temperaturen waarop gassen vloeibaar worden en daar wordt in diverse industrieën gebruik van gemaakt.
Cryotechniek en de verschillende gassen
We kennen in de cryotechniek verschillende soorten industriële gassen ook wel technische gassen genoemd.
- Luchtgassen
Luchtgassen worden gewonnen uit de lucht, door de splitsing van verschillende bestanddelen. Lucht bestaat voornamelijk uit stikstof, zuurstof, argon en een hele kleine hoeveelheid aan edelgassen. Vloeibaar stikstof wordt veel gebruikt voor koeling in bijvoorbeeld de horeca, industrie en de medische wereld; vloeibaar zuurstof wordt bijvoorbeeld gebruikt in de ruimtevaart, bij het bewerken van metalen en in ziekenhuizen.
- Edelgassen
Edelgassen (helium, neon, argon, krypton, xenon en radon) reageren nauwelijks met andere stoffen. Hierdoor worden ze vaak gebruikt voor (cryogene) toepassingen waar een reactie (zoals toxiciteit of oxidatie) niet gewenst is en bij Helium omdat het na waterstof het lichtste gas is wat niet brandbaar is. De edelgassen worden gebruikt in lasers, maar ook in ballonnen en luchttanks voor duikers.
- Waterstof
Waterstof wordt eveneens gebruikt in de cryotechniek. Dit gas komt op aarde in pure vorm vrijwel niet voor voor, maar wordt geproduceerd door middel van het kraken van aardgas en elektrolyse. De toepassing is er met name voor de energieopslag en/of het gebruik als brandstof.
Risico’s cryotechniek
Het werken met deze cryotechniek en cryogene gassen is niet zonder risico’s. Wanneer er niet op de juiste wijze wordt gehandeld kan het ertoe leiden dat gassen hun vloeibare vorm verliezen, hoge drukken ontstaan en energie verloren gaat. Om een gas vloeibaar te houden, moet dit constant op de juiste druk en temperatuur blijven.
Wanneer het per ongeluk opwarmt of wanneer er sprake is van een verzwakking in de infrastructuren, en er een warmte lek ontstaat kan er een ongewenste druk opbouw en verlies in gasvorm plaatsvinden. Dit heeft vaak grote financiële risico’s tot gevolg. Daarnaast kan onjuist gebruik van cryotechniek of een niet goed werkende infrastructuur leiden tot gevaarlijke situaties zoals:
- Verwonding door extreme kou
De cryogene vloeistof, koude dampen en gassen die vrijkomen kunnen verwondingen op de huid veroorzaken en de huid volledig laten bevriezen. Dit leidt tot verwondingen die lijken op fikse brandwonden.
- Gevaarlijke gasvorming
De meeste gassen hebben bij hoge concentratie een negatief effect op de gezondheid. Denk maar eens aan de bekende koolmonoxidegas, wat in hoge concentratie een verstikkend effect en een dodelijk gevolg kan hebben.
- Brand- of explosiegevaar
In de juiste concentratie zijn meerdere gassen brandbaar en exploderen bij contact met vuur. Enkele voorbeelden van brandbare of explosieve gassen zijn waterstof, methaan (LNG) en zuurstof.
Niet alleen vuur, maar ook druk kan een explosie van vloeibare gassen veroorzaken. Zonder goed functionerende veiligheidsventielen en appendages, kan er een enorme druk ontstaan. Deze kan vervolgens tot een zogenaamde BLEVE (boiling liquid expanding vapour explosion) leiden.
Het belang van goede infrastructuren
Cryotechniek is een specialistisch werkveld, waarin kennis en vaardigheid op het allerhoogste niveau is vereist. Met foutloze infrastructuren is het werk met vloeibaar gas veilig. Het is daarom belangrijk dat alle leidingen, systemen en andere producten door een ervaren partij ontworpen en gebouwd zijn, dat deze gecertificeerd zijn, gecontroleerd (bljiven) worden en aan alle kwaliteits- en veiligheidsvereisten binnen de cryogenie voldoen. Voor de cryogene techniek zijn de volgende appendages van belang:
Klepafsluiters
Cryogene klep- en schuifafsluiters zorgen ervoor er dat leidingsystemen veilig geopend en gesloten kunnen worden, de cryogene vloeistoffen en gassen al dan niet stromen en zonder schade grote temperatuurswisselingen verdragen. Het voordeel van een klepafsluiter is dat het geen dode ruimtes en een nastelbare spindelafdichting heeft. Een afsluiter voor cryogene gassen, zoals vloeibare stikstof, vereist een zeer degelijke constructie. Deze moet immers hoge druk en temperaturen van -270°C tot 400°C doorstaan.
Vlinderkleppen
De vlinderklep is een veelzijdig type appendage met zijn eigen specifieke voordelen. Voor de cryogene techniek en bij extreme temperaturen, zijn er een aantal zaken waar je rekening mee moet houden. Een 4D constructie kan hier uitkomst bieden. De basis van de vlinderklep wordt grotendeels gevormd door een ringvormig huis, met een draaibare klep in het centrum van de doorlaat. Deze wordt vaak in de leiding geplaatst tussen twee flensen. Enkele typen kunnen ookworden ingelast en als eindafsluiter worden gebruikt.
Kogelafsluiters
Cryogene kogelafsluiters zijn geschikt om onder extreem lage temperaturen leidingsystemen optimaal te openen en af te dichten.Hun voordeel is de volle doorlaat.anneer een cryogene installatie in bedrijf gaat kan er een flinke druk binnen de leidingen en afsluiters ontstaan door warmte-inlek. In de normale kogelkranen kunnen hierdoor extreme drukken ontstaan die de werking en afdichting van de afsluiter kunnen blokkeren en gevaarlijke situaties kunnen ontstaan. De cryogene kogelkranen hebben hiervoor een eenvoudige oplossing, de zogenaamde drukontlasting of cavity relief en zorgen voor een tijdige afvoer van de overdruk.
Veiligheidskleppen
Wanneer de druk te hoog wordt, zal de veiligheidsklep of het overdrukventiel, zoals het ook wordt genoemd, zich automatisch openen om juiste hoeveelheid af te voeren en te voorkomen dat er een overdruk of explosie plaatsvindt.
Hoge druk magneetventielen
Cryogene magneetventielen of magneetafsluiters zijn afstandbedienbare of automatische appendages die ervoor zorgen dat de cryogene installatie blijft werken, er geen onveilige situaties ontstaan en dat het medium op een snelle, goede, gecontroleerde manier binnen een installatie kan stromen en/of opgeslagen wordt
Afdichtingen
Afdichtingen en pakkingen vormen een klein deel van een installatie, maar kunnen een grote impact hebben op de productiviteit of downtime van een installatie. Hoogwaardige afdichtingen zorgen ervoor dat er geen lekkage plaatsvindt, juist ook onder extreme omstandigheden en temperatuurwisselingen.
VCC B.V. is specialist in appendages voor de industrie en cryogene techniek. Van levering, installatie, onderhoud tot reparatie van: Afsluiters, Regelkleppen, Magneetventielen, Reduceertoestellen, Veiligheden, Actuators, Afdichtingen en Gasdetectoren.
Bekijk hier de mogelijkheden>>>>
Liever specialistisch advies over appendages?
Neem vrijblijvend contact met ons op, we helpen je graag!
