超低溫深冷閥門出廠檢測

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(yè)的發(fā)展,近年來,低溫閥門的市場需求逐年上升,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。低溫閥門已成為閥門產(chǎn)品中的一個(gè)重要分支,而閥門的低溫試驗(yàn)裝置是低溫閥門生產(chǎn)過程中*的關(guān)鍵設(shè)備,完整的、符合要求的閥門低溫試驗(yàn)裝置不僅是低溫閥門生產(chǎn)和質(zhì)量控制的保證,同時(shí),也是低溫閥門生產(chǎn)能力的重要象征。本文闡述的低溫閥門深冷試驗(yàn)裝置由深冷試驗(yàn)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(yàn)雙重功能.深冷試驗(yàn)槽為不銹鋼加工的敞口雙層結(jié)構(gòu),配有保溫上蓋,內(nèi),外膽間填充聚氨酯發(fā)泡材料;試驗(yàn)槽設(shè)置噴淋管,可采用浸泡和噴淋兩種方式進(jìn)行低溫試驗(yàn);試驗(yàn)槽內(nèi)部設(shè)置支撐架,可對試驗(yàn)閥門進(jìn)行固定,并將試驗(yàn)閥門調(diào)節(jié)到所需高度.經(jīng)實(shí)際應(yīng)用,該深冷試驗(yàn)裝置眭能可靠穩(wěn)定.

低溫閥門檢驗(yàn)低溫閥門除常溫和低溫試驗(yàn)外 , 還應(yīng)進(jìn)行如下檢驗(yàn)
1,超低溫閥門的主要零件都應(yīng)進(jìn)行深冷處理 （如何深冷處理后續(xù)我們有機(jī)會再講，下圖即為閥門的深冷處理）。
2, 主要零件及焊縫都應(yīng)做低溫沖擊試驗(yàn) , 以保證閥門在低溫工況時(shí)不脆裂 ;
3, 閥門必須進(jìn)行常溫試驗(yàn) , 行1.5 倍公稱壓力水壓強(qiáng)度試驗(yàn) , 再進(jìn)行 1.1 倍公稱壓力密封試驗(yàn) ;
4, 水壓試驗(yàn)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(yīng)按一定的比例抽樣進(jìn)行低溫試驗(yàn) , 低溫試驗(yàn)必須在經(jīng) 1.5 倍的水 壓強(qiáng)度試驗(yàn)之后進(jìn)行 ;
6 ,閥門低溫試驗(yàn)后，應(yīng)防止空氣進(jìn)入閥門中；
7, 閥門低溫試驗(yàn)后 , 應(yīng)自然升溫或用風(fēng)扇吹風(fēng) , 嚴(yán)禁用加熱等方法加速閥門升溫 ；
8 ,閥門低溫試驗(yàn)自然升溫后 , 將閥門緊固件再次上緊；
9, 閥門入庫時(shí) , 一定要檢查閥門開關(guān) , 確保閥門處于合理狀態(tài) ;
10,閥門儲存和運(yùn)輸過程中 , 應(yīng)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(yīng)按照設(shè)計(jì)單位要求進(jìn)行檢査。

2、超低溫深冷閥門出廠檢測及其低溫試驗(yàn)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(zhì)溫度,表1列出了常見介質(zhì)的氣體液化溫度,從其中的分布溫度來看,低于- 100℃的工況環(huán)境,目前應(yīng)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(jié)構(gòu),以保證填料函底部溫度保持在0℃以上,防止填料凍結(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮由于溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形和介質(zhì)異常升壓現(xiàn)象,以保證密封性能和強(qiáng)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(jù)工作溫度的不同,選擇合適的材料以保證有效的機(jī)械性能。

2.2、超低溫深冷閥門出廠檢測低溫試驗(yàn)裝置
　　閥門低溫試驗(yàn)裝置主要用來進(jìn)行低溫閥門零部件深冷處理和閥門低溫型式試驗(yàn)。
　　有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(yīng)進(jìn)行深冷處理,目的是減少由于溫差和金相組織改變而產(chǎn)生的變形。低溫試驗(yàn)主要是檢驗(yàn)在低溫工作環(huán)境下,低溫閥門的整機(jī)性能,這是一項(xiàng)要定期進(jìn)行的工作。目前,低溫環(huán)境主要是通過熱力循環(huán)或低溫介質(zhì)(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(huán)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(jià)格便宜而得到廣泛應(yīng)用。采用液氮作為冷媒介質(zhì)時(shí),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(yàn)
3.1、深冷處理
　　深冷處理工藝在閥門行業(yè)主要適用于工作度低于- 100℃的超低溫閥門零部件,在這個(gè)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(wěn)定型不銹鋼,在低溫下會發(fā)生向馬氏體的金相轉(zhuǎn)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(dǎo)致零件變形。此外,溫度降低還會造成金屬結(jié)構(gòu)的收縮,由于零件各部分收縮不均勻,就產(chǎn)生了溫度應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力超出了材料的屈服極限時(shí),零件將產(chǎn)生不可逆的變形。

　　深冷處理可以使相變和變形充分發(fā)生,然后,通過精加工使零件保持組織和尺寸的相對穩(wěn)定。具體方法是:將零件浸放在液氮中,當(dāng)溫度達(dá)到-196℃時(shí)開始保溫1～2h,然后取出,自然恢復(fù)到常溫,重復(fù)循環(huán)2次。有關(guān)研究資料表明,深冷處理還有強(qiáng)化材料機(jī)械性能的效果,鋼鐵材料在經(jīng)過深冷處理后,強(qiáng)度和硬度有所提高。主要是由于:

　　(1)殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,從而提高強(qiáng)度和硬度;
　　(2)從馬氏體中析出超細(xì)碳化物,從而彌散強(qiáng)化;
　　(3)組織細(xì)化,從而引起材料的強(qiáng)硬化。
　　并且認(rèn)為:二次深冷處理效果,因?yàn)榈诙翁幚頃r(shí)材料仍能發(fā)生結(jié)構(gòu)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(yàn)
　　目前,閥門低溫試驗(yàn)所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)主要是:JB /T7794、BS 6364等。在低溫試驗(yàn)前,閥門應(yīng)進(jìn)行去油脂和干燥處理,因?yàn)橛椭退衷诘蜏丨h(huán)境下會變成堅(jiān)硬的固態(tài)物質(zhì),造成閥內(nèi)結(jié)構(gòu)損傷。將閥門和試驗(yàn)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(yàn),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(nèi)始終有氦氣流通,以帶走降溫過程中可能形成的濕氣。整個(gè)試驗(yàn)過程要在低溫試驗(yàn)槽內(nèi)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(yīng)達(dá)到閥蓋頸部位置。當(dāng)各部位溫度達(dá)到規(guī)定的要求時(shí),即可開始試驗(yàn)。低溫試驗(yàn)的內(nèi)容主要是按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,檢測閥門在低溫狀態(tài)下的密封和操作性能,其間還要做若干次的開關(guān)操作,一定要注意人員的安全防護(hù),要注意工作環(huán)境的通風(fēng)和低溫區(qū)域的、隔離。要重視對試驗(yàn)結(jié)束后工作場所的善后防護(hù)。

對所生產(chǎn)的低溫閥門制定了嚴(yán)格的制造工藝和采用設(shè)備，對零件的加工進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。經(jīng)特殊的低溫處理，將粗加工的零件置于冷卻介質(zhì)中數(shù)小時(shí)（2-6小時(shí)），以釋放應(yīng)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(shí)，因溫度變化造成變形而導(dǎo)致的泄漏。閥門的裝配與普通閥門也不同，零件需經(jīng)過嚴(yán)格的清洗，除去任何油污，以保證使用性能。
因?yàn)榈蜏亻y門的特殊結(jié)構(gòu)，低溫閥門的安裝亦有其特殊要求。因?yàn)榈蜏亻y門的長頸閥蓋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，低溫閥門在安裝時(shí)閥桿閥桿方向必須在垂直向上的 45 度角范圍內(nèi)，且應(yīng)盡量避免安裝在垂直管線上。否則低溫介質(zhì)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(jié)構(gòu)的低溫閥門，在安裝閥門時(shí)，要特別注意閥門泄壓方向的要求。閥門泄壓的方向應(yīng)在工藝流程圖上標(biāo)出，并體現(xiàn)在管道軸測圖中（這點(diǎn)極其重要，極其重要，極其重要），若是有必要設(shè)置泄壓孔而沒有設(shè)置，閥門關(guān)閉后，閥腔內(nèi)的液體受熱氣化，極易造成閥體爆裂。而泄壓的方向裝錯(cuò)，則可能將可燃或有毒工藝介質(zhì)，泄向操作檢修側(cè)，造成人員傷亡事故！

4、超低溫深冷閥門出廠檢測深冷試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
　　所討論的低溫閥門深冷試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方案基于現(xiàn)代測控技術(shù),考慮了目前主要的低溫閥門產(chǎn)品分布。方案的提出有實(shí)際的工程應(yīng)用基礎(chǔ)。