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《低溫閥門深冷試驗技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、低溫閥門深冷試驗 技術研究合肥通用機械研究院報告人：朱紹源概述：低溫閥門通常是指工作溫度在-40℃以下的閥門。由于空分、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，應用領域也越來越廣泛，低溫閥門已成為閥門產(chǎn)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(chǎn)過程中不可或缺的關鍵設備完整的、符合要求的閥門低溫試驗裝置不僅是低溫閥門生產(chǎn)和質(zhì)量控制的保證，同時，也是低溫閥門生產(chǎn)能力的重要象征。低溫閥門：低溫閥門通常按其工作溫度分類，-100℃~-40℃之間的稱為低溫閥門，-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。低于-100℃的工況環(huán)境，
2、目前應該受到高度重視。氣體液化溫度:氣體液化溫度氣體液化溫度氣體液化溫度異丁烷-0.6丙烷-42二氧化碳-78.5乙烯-103.9甲烷-161天然氣-162氧氣-183氬氣-185.8氮氣-196空氣-196.1氫氣-252.8氦氣-269閥門低溫試驗裝置：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(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進行深冷處理，目的是減少由于溫差和金相組織改變而產(chǎn)生的變形。低溫試驗主要是檢驗在低溫工作環(huán)境下，低溫閥門的整機性能，這是一項要定期進行的工作。低溫環(huán)境獲得：目前，低溫環(huán)境主要是通過熱力循環(huán)或低溫介
3、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、價格便宜而得到廣泛應用。采用液氮作為冷媒介質(zhì)時，可以通過加入一定比例的酒精來獲得不同的溫度位。深冷處理：深冷處理工藝在閥門行業(yè)主要適用于工作溫度低于-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(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致零件變形。此
4、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(chǎn)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(chǎn)生不可逆的永久變形。深冷處理的目的就是使這些相變和變形在精加工之前充分發(fā)生，以保證成品零、部件的結構穩(wěn)定。晶格結構對比：面心立方晶格（奧氏體）體心立方晶格（馬氏體）低溫試驗：閥門低溫試驗是檢驗低溫閥門在低溫環(huán)境下的性能，以對低溫閥門整機性能作出評價。目前，閥門低溫試驗所執(zhí)行的標準主要是：JB/T7794、BS6364等。低溫試驗的主要內(nèi)容有：檢驗密封件、填料、上密封等處的密封情況；整機帶壓工況的操作性能等。檢測參數(shù)有：閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、填料函、冷媒及環(huán)境溫度；閥門
5、出口端的瞬間流量、累積流量和平均流量；試驗介質(zhì)壓力極其變動情況。低溫系統(tǒng)設計：低溫系統(tǒng)由低溫儲罐、低溫試驗槽、真空連接管道，低溫控制閥等組成，低溫試驗槽的設計是本系統(tǒng)的重點，試驗槽的尺寸要依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格合理配置。低溫試驗槽設計成敞口雙層結構，以方便試件吊裝，但要配有保溫上蓋，內(nèi)膽要有足夠的壁厚以承受可能產(chǎn)生的吊裝沖擊，底部要設置固定結構，防止試驗中閥門的整體轉(zhuǎn)動。內(nèi)、外壁間填充高保溫聚合物發(fā)泡材料，形成中間“絕熱層”，內(nèi)、外壁之間的傳熱方式主要是“熱傳導”，因此，其間的加強筋要設置“傳熱斷橋”，防止隨筋板產(chǎn)生的“熱傳導”低溫儲罐與試驗槽間及各試驗槽間以真空管道相連，以方便補液和合理利用殘液。
6、管道設計要結合現(xiàn)場情況，合理安排切換閥組并加裝安全閥。低溫系統(tǒng)原理圖：隔熱筋板：低溫試驗槽外形：低溫試驗槽：低溫槽支撐結構：壓力管路系統(tǒng)設計：壓力管路系統(tǒng)由蛇形壓力管（DN6~10）、針型閥、氣體增壓泵、控制管網(wǎng)、承壓盲板等組成。深冷狀態(tài)下的試驗介質(zhì)以氦氣為宜（氣態(tài)氮氣回到高壓深冷環(huán)境后會產(chǎn)生二次液化）。出于經(jīng)濟上的考慮，對于大通徑、高壓力閥門的低溫試驗，應考慮貴重試驗介質(zhì)的重復使用，氣體增壓泵前后要設計正、反向切換回路，便于貴重試驗介質(zhì)回收。出于安全上的考慮，控制閥組盡可能引入操作控制室，避免長時間的現(xiàn)場操作壓力管路系統(tǒng)原理圖:增壓回路（介質(zhì)可回收）電控操作面板：測控系統(tǒng)設計：測試及數(shù)據(jù)
7、采集系統(tǒng)由上位機、壓電變送器、軟式鎧裝鉑電阻、高精度流量計、智能顯示儀、積算儀、針形閥、酒精計泡器、氦質(zhì)譜檢漏儀以及采集電路等組成。測量參數(shù)包括：冷媒溫度，環(huán)境溫度，閥體、閥蓋、閥桿、填料、密封件溫度，介質(zhì)壓力，泄漏量等。所選測試儀器應能適應-196℃以下工作環(huán)境。參數(shù)測量采用現(xiàn)場二次儀表與計算機遠傳采集相結合。各儀表實時顯示待監(jiān)控參數(shù)，并將各參數(shù)通過RS232/485傳輸入上位機。上位機通過組態(tài)程序?qū)崿F(xiàn)試驗監(jiān)控，并判斷
