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Technical articles大部分Cr - Ni 奧氏體不銹鋼在常溫下處于亞穩(wěn)定狀態(tài), 而在超低溫范圍內(nèi)會因晶格畸變而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體開始轉(zhuǎn)變時的溫度即為馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)(亦稱相變點(diǎn)) , 用符號Ms 來表示。Ms 點(diǎn)的溫度主要取決于固溶在奧氏體內(nèi)合金元素的量。
當(dāng)奧氏體不銹鋼的工作溫度等于或低于其馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms 時, 就會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。因馬氏體的比容比奧氏體的大, 由此而引起的體積膨脹和組織應(yīng)力會使零件尺寸發(fā)生變化, zui終導(dǎo)致閥門泄漏。為防止材料在使用過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變, 需對其進(jìn)行深冷處理。
深冷處理是將奧氏體不銹鋼材料浸在冷卻劑中進(jìn)行冷卻、保冷, 使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的一種工藝方法。深冷處理可使材料預(yù)先進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變, 以保證在使用中的組織穩(wěn)定性。深冷處理一般在零件的精加工之前進(jìn)行。深冷處理的溫度應(yīng)以材料的Ms 點(diǎn)為依據(jù)。材料不同, Ms 點(diǎn)各異。即使是同一牌號的材料, 由于批次(或爐號) 的不同, 其Ms 點(diǎn)也各不相同, 而且差別很大。有的在超低溫范圍的上限附近即可產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體的轉(zhuǎn)變量隨溫度的降低而增加, 為確保工件在使用過程中的組織穩(wěn)定性, 深冷處理所用介質(zhì)的溫度需等于或低于閥門工作溫度。深冷處理的冷卻介質(zhì)多采用液氮或液氦等溶液??筛鶕?jù)閥門使用溫度來確定。浸在深冷介質(zhì)中的零件達(dá)到介質(zhì)溫度(介質(zhì)表面所冒氣泡*消失) 時, 即可計(jì)算保冷時間。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 保冷1~2h 即能達(dá)到處理目的。時間過長, 對馬氏體的轉(zhuǎn)變無明顯影響。保冷結(jié)束即可將零件取出在空氣中放冷至常溫。
經(jīng)過一次深冷處理后, 奧氏體不銹鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變基本完成, 一般情況下可以滿足使用要求。對于密封性要求較嚴(yán)或靠介質(zhì)壓力密封的超低溫止回閥, 可增加深冷處理的次數(shù)。
適用于介質(zhì)溫度-40℃~ -196℃的閥門稱之為低溫閥門。
低溫閥門包括低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥、低溫安全閥、低溫止回閥,低溫蝶閥,低溫針閥,低溫節(jié)流閥,低溫減壓閥等,主要用于乙烯,液化天然氣裝置,天然氣LPG LNG儲罐,接受基地及衛(wèi)星站,空分設(shè)備,石油化工尾氣分離設(shè)備,液氧、液氮、液氬、二氧化碳低溫貯槽及槽車、變壓吸附制氧等裝置上。輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產(chǎn)品等,不但易燃易爆,而且在升溫時要?dú)饣?,氣化時,體積膨脹數(shù)百倍。
液化天然氣閥門的材料非常重要,材質(zhì)不合格,會造成殼體及密封面的外漏或內(nèi)漏;零部件的綜合機(jī)械性能、強(qiáng)度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導(dǎo)致液化天然氣介質(zhì)泄漏引起爆炸。因此,在開發(fā)、設(shè)計(jì)、研制液化天然氣閥門的過程中,材質(zhì)是首要關(guān)鍵的問題。
經(jīng)過多年制造,已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),從設(shè)計(jì)、工藝到制造日趨成熟,并已開發(fā)形成了低溫閥門的系列產(chǎn)品。
1.壓力等級:150、300、600Lb、900LB、1500LB(45MPa)。
2.閥門通徑:15~1200 mm ( 1/2~48" )。
3.連結(jié)形式:法蘭式、焊接式、螺紋。
4.閥門材料:LCB、LC3、CF8。
5.工作溫度:-46℃、-101℃、 -196℃、-253℃。
6.適用介質(zhì):液化天然氣、乙烯、丙烯等。
7.驅(qū)動方式:手動、傘齒輪傳動、電動 。
1.設(shè)計(jì):API6D、JB/T7749
2.閥門常規(guī)檢查和試驗(yàn):按API598標(biāo)準(zhǔn)。
3.閥門低溫檢查和試驗(yàn):按JB/T7749。
4.驅(qū)動方式: 手動、傘齒輪傳動及電動驅(qū)動裝置。
5.閥座形式: 閥座采用焊接結(jié)構(gòu),密封面堆焊鈷基硬質(zhì)合金,保證閥門的密封性能。
6.閘板采用彈性結(jié)構(gòu),在進(jìn)壓端設(shè)計(jì)卸壓孔。
7.單向密封的閥門閥體上標(biāo)有流向標(biāo)志。
8.低溫球閥、閘閥、截止閥,蝶閥采用長頸結(jié)構(gòu),以保護(hù)填料。
9.超低溫球閥標(biāo)準(zhǔn):JB/T8861-2004。
1.閥體、閥蓋采用:LCB(-46℃)、LC3(-101℃)、CF8(304)(-196℃)。
2.閘板:不銹鋼堆焊鈷基硬質(zhì)合金。
3.閥座:不銹鋼堆焊鈷基硬質(zhì)合金。
4.閥桿:0Cr18Ni9。
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(2-6小時),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,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。
1.低溫閥試驗(yàn)裝置
2.液氮儲存裝置
3.低溫處理槽
4.低溫試驗(yàn)臺,以保證閥門在低溫工況條件下的性能
5.其它
對低溫閥的主要零部件作低溫處理并每批抽樣作低溫沖擊試驗(yàn),以保證閥門在低溫工況時不脆裂,經(jīng)得起低溫介質(zhì)沖擊。
對每臺閥門進(jìn)行以下試驗(yàn):
1.常溫殼體強(qiáng)度試驗(yàn);
2.常溫低壓上密封試驗(yàn);
3.常溫低壓密封試驗(yàn);
4.低溫上密封氣密試驗(yàn)(有上密封時);
5.低溫氣密封試驗(yàn)等,以確保整臺低溫閥門符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定;
6.對主要零部件作低溫處理并每批抽樣作低溫沖擊試驗(yàn),以保證閥門在低溫工況時不脆裂,經(jīng)得起低溫介質(zhì)沖擊;
7.低溫(深冷 )閥門均按相應(yīng)材料規(guī)范進(jìn)行低溫處理和沖擊試驗(yàn);
8.搞靜電功能更加強(qiáng)大,閥體與閥桿或內(nèi)件與閥體間導(dǎo)通電阻小于1歐姆。
→ 閥體輕、尺寸小。
為了減少閥體的熱損失,特別是為了保證閥門超低溫下的使用,特意設(shè)計(jì)成重量輕、尺寸小的閥體。
→ 長軸閥有低溫流體流經(jīng)的閥,采用長閥桿形式,可以避開外部熱的作用使壓蓋保持常溫,以防止蓋密封件的性能降低。此
長度是通過計(jì)算、試驗(yàn)而得出的*長度。
→ 理想的閥座
軟密封構(gòu)造:在SW、BW形式下,閥體不能從配管上拆下為了不換修閥體閥座采用軟接觸閥座。閥芯密封采用低溫特性穩(wěn)定
性好的含有15%玻璃纖維的特氟陲或戴氟隆,還可根據(jù)需要自行更換。硬金屬密封構(gòu)造:金屬密封用于閘閥及有防火要求的
閥上。是在閥座的接觸面加上鎢鉻鈷合金金屬襯套,提高表面硬度,提高防燒傷及耐磨性能。
→ 氣化升壓構(gòu)造閘閥采用撓性構(gòu)造,實(shí)行全部密閉。因此,此時閥體內(nèi)部的液化氣體被密封,在吸收了外部熱量溫度上升時
,就會出現(xiàn)再氣化現(xiàn)象,引起閥門內(nèi)部民常升壓。為了防止此種現(xiàn)象,采用了在閥芯上開設(shè)減壓孔的構(gòu)造。而久性出色的
壓蓋填料在壓蓋部位采用南昌久性好的特氟隆環(huán)形填料。此填料可依靠內(nèi)壓具有自壓密封性能,因此,用較小 的緊固力
矩就可輕松地進(jìn)行控制。且摩擦力小,因此操作輕便。
→ 墊片墊片是使用了含有具有穩(wěn)定密封性的陶瓷填充材料的特氟隆材質(zhì)。另外,還使用權(quán)用具有對于常溫、低溫頻繁轉(zhuǎn)換的
及對溫度變化密封穩(wěn)定性的纏有渦旋形金屬表面的墊片。
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