2 低温阀门及其低温尝试装置

  2.1 低温阀门

  船用低温阀门按其办公温度分类，-100-40℃的称为低温阀门，-100℃以下的称为超低温阀门，低温阀门的办公温度主要决定于于其媒介温度，表1列出了常见媒介的气组织液体化温度，从中的散布温度来看，低于-100℃的工况背景，到现在为止应当遭受高度看得起。

  表1 常用气体的液化温度 （℃）

  低温阀门的主要品种有：闸阀、截至阀、止回阀、球阀和蝶阀等。低温阀门普通都认为合适而使用长颈阀盖结构，以保障填料函底部温度维持在0℃以上，避免填料冻结。结构预设时应思索问题因为温度变动引动的结构变型和媒介异常升压现象，以保障严密封闭性能和强度安全为主要原则。低温阀门材料挑选要依办公温度而定，普通来说，-100℃以上，主体材料认为合适而使用低温碳钢，-100℃以下要挑选奥氏体不锈钢。严密封闭和紧固件也要根据办公温度的不一样，挑选合宜的材料以保障管用的机械性能。

  2.2 阀门低温尝试装置

  阀门低温尝试装置主要用来施行低温阀门零器件深冷处置和阀门低温型式尝试。

  相关标准规定，办公温度低于-100℃的低温阀门，其主要零器件在精加工前应施行深冷处置，目标是减损因为温差和金相团体变更而萌生的变型。低温尝试主要是检查验看在低温办公背景下，低温阀门的整机性能，这是一项要定期施行的办公。

  到现在为止，低温背景主要是经过热能功循环或低温媒介（一般是低温液体借鉴气化潜热）形式取得，但不锈钢阀门-100℃以下的深冷背景一般只能经过低温液体浸渍法取得，因为液氮的温度位合宜（-196℃）、出处广泛、无污染、价钱便宜而获得广泛应用。认为合适而使用液氮作为冷中介质时，可以经过参加一定比例的乙醇来取得不一样的温度位。

  3 深冷处置与低温尝试

  3.1 深冷处置

  深冷处置工艺在阀门行业主要适合使用于办公温度低于-100℃的超低温阀门零器件，在这个温度段的用材主要以F304、F304L、F316和F316L等Cr-Ni奥氏体不锈钢为主，这些个材料都归属亚牢稳型不锈钢，在低温下会发生向马氏体的金相转变，因为体心立米晶格的马氏体比面心立米晶格的奥氏体具备更大的比容，低温相变后会引动大小膨胀而造成零件变型。

  这个之外，温度减低还会导致金属结构的收缩，因为零件各局部收缩翘棱均，就萌生了温度应力，当温度应力越过了材料的屈挠极限时，零件将萌生不可以逆的长久变型。深冷处置可以使相变和变型充分发生，而后，经过精加工使零件维持团体和尺寸的相对牢稳。具体办法是：将零件浸放在液氮中，当温度达到-196℃时着手保暖1～2h，而后抽取，天然还原到常温，重复循环2次。相关研讨资料表明，深冷处置还有巩固材料机械性能的效果，钢铁材料在通过深冷处置后，强度和硬度有所增长。主要是因为：（1）残存奥氏体转变为马氏体，因此增长强度和硬度；（2）从马氏体中析出超细碳化合物，因此弥漫巩固；（3）团体细化，因此引动材料的强有力的化。况且觉得：二次深冷处置效果最佳，由于第二次处置时材料仍能发生结构上的变动，不过从这以后的多次处置就不再有表面化变动 。

  3.2 低温尝试

  到现在为止，阀门低温尝试所执行的标准主要是：JB/T7794、BS6364等。在低温尝试前，阀门应施行去油脂和干燥处置，由于油脂和养分在低温背景下会成为结实又硬的固态事物，导致阀内结构毁损。将阀门和尝试装置连署好往后，在常柔和最大办公压力下，运用氦气做起初检验测定尝试，保证各部位连署的紧急性。在阀门降低温度的过程中要维持阀内始末有氦气流通，以带走降低温度过程中有可能形成的潮气。整个儿尝试过程要在低温尝试槽内完成，阀门群体浸入液氮或液氮与乙醇的混合液中，液面高度应达到阀盖颈部位置。当各部位温度达到规定的要求时，即可着手尝试。低温尝试的内部实质意义主要是按相关标准要求，检验测定阀门在低温状况下的严密封闭和操作性能，其间还要做多少次的开关操作，必须要注意担任职务的人的安全防备保护，要注意办公背景的通风和低温地区范围的警示、隔离。要看得起对尝试终了后办公场所的妥善料理后事防备保护。

  4 阀门深冷尝试装置预设

  所商议的低温阀门深冷尝试装置预设方案基于现代测控技术，思索问题了到现在为止主要的低温阀门产品散布。方案的提出有实际的工程应用基础。

  4.1 低温系统

  低温系统由低温储罐、低温尝试槽、真空连署收并管理道，低温扼制阀等组成，如图1所示。

  图1 低温系统

  低温尝试槽的预设是本系统的重点，尝试槽的尺寸要根据产品规格合理配备布置，以公称通径24in（600mm）、公称压力600磅的闸阀为例，结构长度1407mm，法兰外径1000mm，底部至阀盖壳体约1600mm。阀体两端安装垫环、盲板、螺钉螺丝帽等长度约为1760mm，加上余量，内胆尺寸为2000mm，宽1600mm，高度加垫块、固定板后约1800mm、液面至槽口安全高度约200mm。低温槽外形尺寸（长、宽、高、保暖层厚度）为2500mm、2100mm、2000mm、250mm。箱体承重可达2.5t/m2（设吊起环）。内腔侧板认为合适而使用5mm304板，底板为7mm304，底座框架，外板为2mm304板。里外腔充填A、B双组分聚合物高保暖材料。箱体和箱盖总重量为2.5～2.8t。表2为不一样规格的尝试槽预设尺寸。

  表2 尝试槽要求

  低温尝试槽应预设成敞口双层结构，以便捷试件吊装，但要配有保暖上盖，内胆要有足够的壁厚以承担有可能萌生的吊装冲击，底部要设置固定结构，避免尝试中阀门的群体转动。内、外壁间补充高保暖聚合物发泡材料，形成半中腰“绝热层”，内、外壁之间的导热形式主要是“导热”，因为这个，其间的增强筋要设置“导热断桥”，避免随筋板萌生的“导热”，隔热筋土地板结构如图2所示。

  图2&ems船用阀门p;隔热筋土地板结构

  尝试槽半埋入地，以便捷操作，利于保暖，增长安全性。低温储罐与尝试槽间及各尝试槽间以电子管道衔接，以便捷补液和合理利用残液。管道预设要接合在场事情状况，合理安置切换阀组并加装安全阀。

  4.2 压力管路系统设置

  压力管路系统的目标是为了满意在低温状况下的阀门性能尝试。压力管路系统如图3所示。

  图3 压力管路系统

  压力管路系统由蛇形压力管（DN6～10）、针型阀、气体增压泵、扼制管网、承压盲板等组成，主要测试内部实质意义是阀门严密封闭及低温操作性能，深冷状况下的尝试媒介以氦气为宜（气体状态氮气回到高压深冷背景后会萌生二次液化）。出于经济上的思索问题，对于大通径、高压力阀门的低温尝试，应思索问题价值高尝试媒介的重复运用，气体增压泵前后要预设正、逆向切换回路，易于价值高尝试媒介回收，氦气可回收增压回路如图4所示。出于安全上的思索问题，扼制阀组尽有可能引入操作扼制室，防止长时间的在场操作。

  4.3 测控系统

  测试及数值搜集系统由上位机、压电变送器、软式铠装铂电阻、高精密度流量计、智能显露仪、积算仪、针形阀、乙醇计泡器、氦质谱检漏仪以及搜集电路等组成，如图5所示。勘测参变量涵盖：冷媒温度，阀体、阀盖、阀杆、填料、严密封闭件温度，媒介压力，泄露量等。所选测试摄谱仪应能适合-196℃以下办公背景。参变量勘测认为合适而使用在场二次仪表与计算机远传搜集相接合。压力参变量经压力变送器传递入智能数码显露仪，流量参变量经流量计（精密度≤0.01mL/s）传递入智能流量积算仪，温度参变量经PT100铂电阻变送器传递入智能数码显露仪，各仪表实时显露待监控参变量，并将各参变量经过RS232/485传道输送入上位机，供上位机监控剖析软件计算剖析数值。压力管路扼制阀门及电气扼制开关引入扼制室，实时数值显露、在场打印、长程监视检测。

  图4 氦气可回收增压回路

  图5 测控系统

  上位机（工控机）：负责收缴智能数码显露仪和智能流量积算仪传递的信号，经过组态成功实现尝试监控，并判断最后结果，形成尝试参变量曲线及报告陈述。

  5 结束语

  深冷处置和低温尝试是低温阀门出产过程中的关紧环节，而符合标准的低温尝试装置是这项办公正常施行所务必的设施保障。

  低温尝试装置的建设要思索问题：尝试标准规范的适合，操作流程的合理，勘测参变量的正确，办公场所的安全，以及冷媒、尝试媒介的耗费和综合利用等。