超低溫深冷閥門出廠檢測

【資料簡介】

1、超低溫深冷閥門出廠檢測前言
　　低溫閥門通常是指工作溫度在- 40℃以下的閥門,隨著空分、液化天然氣、乙烯石化等工業的發展,近年來,低溫閥門的市場需求逐年上升,應用領域也越來越廣泛。低溫閥門已成為閥門產品中的一個重要分支,而閥門的低溫試驗裝置是低溫閥門生產過程中*的關鍵設備,完整的、符合要求的閥門低溫試驗裝置不僅是低溫閥門生產和質量控制的保證,同時,也是低溫閥門生產能力的重要象征。本文闡述的低溫閥門深冷試驗裝置由深冷試驗槽,支撐架和噴淋裝置組成,具有零部件深冷處理和閥門低溫眭能試驗雙重功能.深冷試驗槽為不銹鋼加工的敞口雙層結構,配有保溫上蓋,內,外膽間填充聚氨酯發泡材料;試驗槽設置噴淋管,可采用浸泡和噴淋兩種方式進行低溫試驗;試驗槽內部設置支撐架,可對試驗閥門進行固定,并將試驗閥門調節到所需高度.經實際應用,該深冷試驗裝置眭能可靠穩定.

低溫閥門檢驗低溫閥門除常溫和低溫試驗外 , 還應進行如下檢驗
1,超低溫閥門的主要零件都應進行深冷處理 （如何深冷處理后續我們有機會再講，下圖即為閥門的深冷處理）。
2, 主要零件及焊縫都應做低溫沖擊試驗 , 以保證閥門在低溫工況時不脆裂 ;
3, 閥門必須進行常溫試驗 , 行1.5 倍公稱壓力水壓強度試驗 , 再進行 1.1 倍公稱壓力密封試驗 ;
4, 水壓試驗后閥門必須清除水分 , 無油脂 , 并保持干燥 ;
5, 每批低溫閥門都應按一定的比例抽樣進行低溫試驗 , 低溫試驗必須在經 1.5 倍的水 壓強度試驗之后進行 ;
6 ,閥門低溫試驗后，應防止空氣進入閥門中；
7, 閥門低溫試驗后 , 應自然升溫或用風扇吹風 , 嚴禁用加熱等方法加速閥門升溫 ；
8 ,閥門低溫試驗自然升溫后 , 將閥門緊固件再次上緊；
9, 閥門入庫時 , 一定要檢查閥門開關 , 確保閥門處于合理狀態 ;
10,閥門儲存和運輸過程中 , 應注意不銹鋼類與碳鋼類閥門分開 , 且做好防塵 、 防水 、防油和防碰傷 ;
11 ,閥門的流向 、 泄壓方向和銘牌等 ,應按照設計單位要求進行檢査。

2、超低溫深冷閥門出廠檢測及其低溫試驗裝置
2.1、低溫閥門
　　低溫閥門通常按其工作溫度分類, - 100 -40℃的稱為低溫閥門, - 100℃以下的稱為超低溫閥門,低溫閥門的工作溫度主要取決于其介質溫度,表1列出了常見介質的氣體液化溫度,從其中的分布溫度來看,低于- 100℃的工況環境,目前應該受到高度重視。

低溫閥門的主要品種有:閘閥、截止閥、止回閥、球閥和蝶閥等。低溫閥門一般都采用長頸閥蓋結構,以保證填料函底部溫度保持在0℃以上,防止填料凍結。結構設計時應考慮由于溫度變化引起的結構變形和介質異常升壓現象,以保證密封性能和強度安全為主要原則。低溫閥門材料選擇要依工作溫度而定,一般來說, - 100℃以上,主體材料采用低溫碳鋼, -100℃以下要選擇奧氏體不銹鋼。密封和緊固件也要依據工作溫度的不同,選擇合適的材料以保證有效的機械性能。

2.2、超低溫深冷閥門出廠檢測低溫試驗裝置
　　閥門低溫試驗裝置主要用來進行低溫閥門零部件深冷處理和閥門低溫型式試驗。
　　有關標準規定,工作溫度低于- 100℃的低溫閥門,其主要零部件在精加工前應進行深冷處理,目的是減少由于溫差和金相組織改變而產生的變形。低溫試驗主要是檢驗在低溫工作環境下,低溫閥門的整機性能,這是一項要定期進行的工作。目前,低溫環境主要是通過熱力循環或低溫介質(通常是低溫液體吸收氣化潛熱)方式獲得,但- 100℃以下的深冷環境通常只能通過低溫液體浸漬法獲得, 由于液氮的溫度位合適( -196℃) 、來源廣泛、無污染、價格便宜而得到廣泛應用。采用液氮作為冷媒介質時,可以通過加入一定比例的酒精來獲得不同的溫度位。

3、超低溫深冷閥門出廠檢測深冷處理與低溫試驗
3.1、深冷處理
　　深冷處理工藝在閥門行業主要適用于工作度低于- 100℃的超低溫閥門零部件,在這個溫度段的用材主要以F304、F304L、F316 和F316L 等Cr - Ni奧氏體不銹鋼為主,這些材料都屬于亞穩定型不銹鋼,在低溫下會發生向馬氏體的金相轉變,由于體心立方晶格的馬氏體比面心立方晶格的奧氏體具有更大的比容,低溫相變后會引起體積膨脹而導致零件變形。此外,溫度降低還會造成金屬結構的收縮,由于零件各部分收縮不均勻,就產生了溫度應力,當溫度應力超出了材料的屈服極限時,零件將產生不可逆的變形。

　　深冷處理可以使相變和變形充分發生,然后,通過精加工使零件保持組織和尺寸的相對穩定。具體方法是:將零件浸放在液氮中,當溫度達到-196℃時開始保溫1～2h,然后取出,自然恢復到常溫,重復循環2次。有關研究資料表明,深冷處理還有強化材料機械性能的效果,鋼鐵材料在經過深冷處理后,強度和硬度有所提高。主要是由于:

　　(1)殘余奧氏體轉變為馬氏體,從而提高強度和硬度;
　　(2)從馬氏體中析出超細碳化物,從而彌散強化;
　　(3)組織細化,從而引起材料的強硬化。
　　并且認為:二次深冷處理效果,因為第二次處理時材料仍能發生結構上的變化,但是此后的多次處理就不再有明顯變化。

3.2、超低溫深冷閥門出廠檢測低溫試驗
　　目前,閥門低溫試驗所執行的標準主要是:JB /T7794、BS 6364等。在低溫試驗前,閥門應進行去油脂和干燥處理,因為油脂和水分在低溫環境下會變成堅硬的固態物質,造成閥內結構損傷。將閥門和試驗裝置連接好以后,在常溫和工作壓力下,使用氦氣做初始檢測試驗,確保各部位連接的緊密性。在閥門降溫的過程中要保持閥內始終有氦氣流通,以帶走降溫過程中可能形成的濕氣。整個試驗過程要在低溫試驗槽內完成,閥門整體浸入液氮或液氮與酒精的混合液中,液面高度應達到閥蓋頸部位置。當各部位溫度達到規定的要求時,即可開始試驗。低溫試驗的內容主要是按有關標準要求,檢測閥門在低溫狀態下的密封和操作性能,其間還要做若干次的開關操作,一定要注意人員的安全防護,要注意工作環境的通風和低溫區域的、隔離。要重視對試驗結束后工作場所的善后防護。

對所生產的低溫閥門制定了嚴格的制造工藝和采用設備，對零件的加工進行嚴格的質量控制。經特殊的低溫處理，將粗加工的零件置于冷卻介質中數小時（2-6小時），以釋放應力，確保材料的低溫性能，保證精加工尺寸，以防閥門在低溫工況時，因溫度變化造成變形而導致的泄漏。閥門的裝配與普通閥門也不同，零件需經過嚴格的清洗，除去任何油污，以保證使用性能。
因為低溫閥門的特殊結構，低溫閥門的安裝亦有其特殊要求。因為低溫閥門的長頸閥蓋結構特點，低溫閥門在安裝時閥桿閥桿方向必須在垂直向上的 45 度角范圍內，且應盡量避免安裝在垂直管線上。否則低溫介質將充滿閥蓋的加長部分，造成閥門填料失效，并會將冷量傳給閥門手柄，給操作人員帶來人身傷害。對于有泄壓結構的低溫閥門，在安裝閥門時，要特別注意閥門泄壓方向的要求。閥門泄壓的方向應在工藝流程圖上標出，并體現在管道軸測圖中（這點極其重要，極其重要，極其重要），若是有必要設置泄壓孔而沒有設置，閥門關閉后，閥腔內的液體受熱氣化，極易造成閥體爆裂。而泄壓的方向裝錯，則可能將可燃或有毒工藝介質，泄向操作檢修側，造成人員傷亡事故！

4、超低溫深冷閥門出廠檢測深冷試驗裝置設計
　　所討論的低溫閥門深冷試驗裝置設計方案基于現代測控技術,考慮了目前主要的低溫閥門產品分布。方案的提出有實際的工程應用基礎。