LNG及低溫乙烯液體碼頭工藝閥門的選擇

　　液體碼頭工藝閥門的選擇是當(dāng)下工業(yè)領(lǐng)域亟待完善的環(huán)節(jié)，真空技術(shù)網(wǎng)(http://genius-power.com/)認(rèn)為傳統(tǒng)的閥門已并不能滿足當(dāng)下的工業(yè)需求。文中擬簡(jiǎn)要介紹液體碼頭工藝閥門選擇的一般要求和常見的選擇問(wèn)題。

引言

　　低溫閥門在低溫條件下，可以用通常的工作溫度低于零下40℃閥門稱為低溫閥門。低溫閥門是不可缺少的重要的石油化工，空氣分離，天然氣和其他工業(yè)設(shè)備，質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否安全，經(jīng)濟(jì)，可持續(xù)的生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)越來(lái)越普遍使用的低溫閥門的需求也越來(lái)越大。因此怎樣選擇合適的工藝閥門才是目前業(yè)內(nèi)行業(yè)者急于關(guān)心的問(wèn)題，低溫工藝閥門的選擇應(yīng)該從材料、用途等方面考慮。

一、低溫閥門材料

　　1、低溫閥門材料主要有以下要求

　　(1)在正常工作溫度應(yīng)不產(chǎn)生低溫脆性斷裂;(2)應(yīng)該是穩(wěn)定在正常工作溫度下，其組織結(jié)構(gòu)，防止相變材料的體積變化引起的;(3)采用焊接結(jié)構(gòu)，焊接性能和低溫焊接必須是可靠的，(4)在低溫條件下頻繁操作，裝飾材料無(wú)干擾，咬傷和劃痕現(xiàn)象。

　　此外，低溫閥的材料，以及在上面的表中的材料，如鍛造鋼及銅等非鐵材料中常用的低溫閥門的使用溫度和化學(xué)成分，空間是有限的，這里就不一一列出。鐵素體低溫壓力組件一般都需要做標(biāo)準(zhǔn)要求的溫度擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)，平均和最低值的沖擊能量，以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。奧氏體不銹鋼具有良好的低溫韌性，一般不需要做低溫沖擊試驗(yàn)。奧氏體不銹鋼閥門一塊使用便攜式光譜儀，化學(xué)分析(PMI)，由于價(jià)格高的有色金屬材料所需的溫度下使用的低，很多國(guó)產(chǎn)材料制造商一般不會(huì)要添加足量的鉻，鎳或鉬的通常的化學(xué)分析的結(jié)果是一些非鐵金屬含量在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的含量的下限，或僅僅低于標(biāo)準(zhǔn)要求的附近徘徊。我已經(jīng)測(cè)試了用磁鐵奧氏體不銹鋼產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)閥門制造商，無(wú)一例外，有一個(gè)更大的磁場(chǎng)，表明奧氏體材料中含有較多的鐵素體，鐵素體含量將明顯影響的材料低溫性能。含有較多的鐵素體的奧氏體不銹鋼材料：含碳量高，非鐵金屬含量低或固溶處理不到位。

　　通常情況下，在所有的低溫的金屬材料成型，必須進(jìn)行深冷處理，或冷處理，該材料的低溫最小的失真。即將到來(lái)的工件浸沒(méi)在深冷液體(冷處理，用干冰冷凍液，用液氮冷處理)在一定時(shí)間內(nèi)的時(shí)間(通常為2h)，然后恢復(fù)到室溫，在空氣的溫度。低溫浸泡處理的作用，是為了減少殘余應(yīng)力，提高工件的尺寸穩(wěn)定性，預(yù)先在制造階段，可能會(huì)發(fā)生在低溫操作的閥的缺陷暴露出來(lái)。一些廠商因成本或交付的考慮有時(shí)也省略了閥門的安全使用構(gòu)成了威脅，所以購(gòu)買質(zhì)量檢驗(yàn)計(jì)劃將被列入監(jiān)督檢查的程序是必要的。

　　2、填料和墊片

　　低溫閥門填料和墊片的密封狀態(tài)下保持穩(wěn)定。常用的膨脹石墨填料或浸漬PTFE填料，常用的墊片材料的膨脹石墨或浸漬有聚四氟乙烯和不銹鋼纏繞墊片系統(tǒng)周圍的。低溫度之間的身體和球浮動(dòng)球閥的密封材料常用的氟塑料。請(qǐng)注意，在低溫下的氟塑料具有很強(qiáng)的收縮性，降低密封的按壓力，并影響了密封效果，在一般情況下，只能使用純四氟乙烯密封在最低的溫度條件下-70℃上-70℃的下列情況下，將改道多改性四氟密封低溫收縮。改性四氟乙烯和四氟乙烯材料一定的價(jià)格，國(guó)內(nèi)廠商仍然使用了很多純PTFE密封-70E低溫，所以很多國(guó)內(nèi)的閥門全部合格實(shí)驗(yàn)在室溫下，以較低的溫度現(xiàn)出原形，超過(guò)內(nèi)部泄漏。監(jiān)督檢查員傾向于高度重視，金屬材料，忽略了控制的密封材料，這里必須指出的。

二、液體碼頭工藝閥門選擇的一般要求

　　1、液體碼頭工藝閥門應(yīng)注重選擇閥門材料

　　一般基于對(duì)低溫閥門的使用符合以下要求：整個(gè)閥門裝配時(shí)應(yīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間，在低溫介質(zhì)和環(huán)境溫度工作能力;氣門相位的低溫介質(zhì)中，不應(yīng)該成為一個(gè)顯著的熱源碼，而且過(guò)多的熱量流入，也可能導(dǎo)致介質(zhì)汽化的閥內(nèi)的溫度，從而導(dǎo)致不正常的壓力，危險(xiǎn);閥周圍的高溫介質(zhì)的對(duì)手輪操作的性能和密封性能，直接接觸和低溫介質(zhì)應(yīng)符合相關(guān)的防爆和防火要求。

　　閘閥、球閥、蝶閥這類幾乎相似性質(zhì)的閥門時(shí)應(yīng)將其優(yōu)缺點(diǎn)予以細(xì)分從而幫助做出選擇。閘閥使用方便，形體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)造簡(jiǎn)單，且流體阻力小，介質(zhì)的流向不受限制，但其易損傷，抗壓力作用強(qiáng)，且難以修復(fù)，啟閉時(shí)間長(zhǎng)，考慮其綜合性能一般使用的較少;球閥優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)較多，密封好，低流阻力幾乎為零，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，抗壓、抗損傷能力強(qiáng)，且應(yīng)用廣泛幾乎不受限制，但球閥對(duì)冷流的敏感性差，熱傳導(dǎo)性差，易老化，綜合考錄其各方面的性能性價(jià)比較高;蝶閥重量輕，構(gòu)材簡(jiǎn)單，啟動(dòng)迅速，阻力低，廣泛應(yīng)用冶金、石油化工能諸多領(lǐng)域，但它流量范圍小，密封性能差;在選擇兩偏心還是三偏心時(shí)便得考慮密封效果的問(wèn)題，一般三偏心的蝶閥密封效果更好。

　　2、液體工藝閥門應(yīng)注重選擇閥門結(jié)構(gòu)

　　通常LNG以及低溫乙烯液體工藝閥門與傳統(tǒng)的工藝閥是略有不同，除了閥結(jié)構(gòu)的總體要求，要考慮的，但也需要重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：低溫閥關(guān)閉時(shí)，在閥體內(nèi)殘留在低溫氣化介質(zhì)溫度迅速上升，在的內(nèi)部壓力;低溫填料箱的密封性能的不利影響;零件閥門的有害影響;低溫介質(zhì)部件防爆要求的冷變形。特定的LNG低溫液體乙烯過(guò)程閥，具體的結(jié)構(gòu)要求：一是細(xì)化后的這些要求，作為其基本組成部分的低溫閥體，當(dāng)它是在低溫條件下，閥體能夠承受低溫脅迫附加應(yīng)力的擴(kuò)張和收縮，不變形不發(fā)生保持閥的密封副，閥體必須有一定的剛性和硬度;其次，低溫閥長(zhǎng)頸閥蓋結(jié)構(gòu)為基本手段，以減少外部輸入手段熱火應(yīng)該還可以，以確保部分的填料函的溫度在0℃以上，從而使填料可以正常工作;防止霜凍或冷凍在填料箱部件的過(guò)冷填充部分的干與閥蓋的部分;低溫閥門發(fā)泄壓力的部分應(yīng)符合一定的要求時(shí)，由于外部壓力膨脹閥，泄壓閥的物質(zhì)必須使閥門正常工作，避免內(nèi)部閥沖了出去，由于壓力過(guò)大的壓力，在最短的時(shí)間內(nèi)得到緩解這部分填料和法蘭墊片，最后常見的低溫乙烯液體閥門的上密封面材料必須是鉻精加工、研磨而成的工藝制得的鎢硬質(zhì)合金。總的來(lái)說(shuō)，不同用途的液體碼頭閥門應(yīng)視其用途而異，不能一概而論。

三、液體碼頭工藝閥門選擇面臨的一般問(wèn)題

　　1、閥門的質(zhì)量問(wèn)題決定選擇的空間

　　目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流通著許多不同種類的工藝閥門，這些閥門經(jīng)商家的廣告介紹無(wú)一不是質(zhì)量上乘且能夠長(zhǎng)期使用，然而事實(shí)證明花費(fèi)高額金錢的商品并不就一定是沒(méi)有質(zhì)量缺陷的。通常液體碼頭閥門是由以下因素決定：低溫介質(zhì)的名稱、低溫介質(zhì)的溫度、低溫閥門長(zhǎng)頸的長(zhǎng)度低溫閥門的壓力、低溫閥門的密封及連接方式等。質(zhì)量過(guò)硬的閥門無(wú)非是這些要求都已經(jīng)滿足或者基本達(dá)到，但面對(duì)琳瑯滿目的商品，液體碼頭工藝閥門的質(zhì)量問(wèn)題還是值得考究的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，液體碼頭工藝閥門的質(zhì)量問(wèn)題主要是以下幾個(gè)方面：一是閥門的低溫制冷系統(tǒng)時(shí)常癱瘓;二是閥門的泄壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障;三是閥門整體抗壓能力差。閥門選擇的質(zhì)量問(wèn)題若想從根本上解決，購(gòu)買者必須對(duì)閥門的整體性能有詳實(shí)的了解才可避免選錯(cuò)產(chǎn)品。

　　2、閥門的檢驗(yàn)問(wèn)題決定選擇的空間

　　閥門的檢驗(yàn)，不光要在常溫下進(jìn)行檢驗(yàn)，還必須做低溫試驗(yàn)常溫檢驗(yàn)主要包括殼體水壓強(qiáng)度試驗(yàn)，水壓、氣壓密封試驗(yàn)，上密封試驗(yàn)，以及啟閉和扭矩試驗(yàn)等。低溫試驗(yàn)的主要目的是檢驗(yàn)低溫閥門在低溫狀態(tài)下的操作性能和密封性能。操作性能要求閥門啟閉靈活，移動(dòng)件和密封副不得發(fā)生擦傷和咬死。密封性能要求閥門密封面泄漏量小于允許泄漏量。目前一些工藝閥門制造商最易做手腳以蒙蔽消費(fèi)者使閥門在檢驗(yàn)時(shí)能夠蒙混過(guò)關(guān)的環(huán)節(jié)一般是上密封裝置以及水壓強(qiáng)度試驗(yàn)。液體碼頭工藝閥門的核心部分便是其內(nèi)部的低溫裝置在壓強(qiáng)的作用下隨時(shí)調(diào)整閥門頸蓋的工作狀態(tài)從而完成閥門的一般工作流程。上密封裝置是配合泄壓裝置控制閥門內(nèi)部的壓力，當(dāng)外部壓力足夠高時(shí)上密封裝置便承擔(dān)大部分來(lái)自閥門內(nèi)的壓力，而一些非鎳合金材料在閥門質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)也能達(dá)到預(yù)期的效果，可這些材料不能長(zhǎng)期正常地工作。至于水壓強(qiáng)度試驗(yàn)，在閥門的檢驗(yàn)中各種以次充好的閥門也會(huì)以各種非正規(guī)材料替代來(lái)完成檢驗(yàn)。此外，閥門主要部件的膨脹系數(shù)也必須納入正規(guī)的檢驗(yàn)流程之中，我們知道低溫閥門的關(guān)鍵就是在深冷處理，這樣才能保證低溫閥門的各個(gè)參數(shù)達(dá)到要求，尤其是膨脹系數(shù)，才不會(huì)導(dǎo)致在使用中出現(xiàn)各種閥門卡死狀況。

四、結(jié)束語(yǔ)

　　液體碼頭工藝閥門的選擇是一項(xiàng)可重可輕的事情，在實(shí)際的選擇之中我們必須慎重地考慮，結(jié)合閥門的實(shí)際用途選擇適宜的商品。在充分了解閥門的結(jié)構(gòu)、材料及其他基本參數(shù)之后，我們才可以作出恰當(dāng)、理性的選擇。