低温阀门深冷试验技术研究-调节阀.PDF

低温阀门深冷试验 低温阀门深冷试验 技术研究 技术研究 合肥通用机械研究院 合肥通用机械研究院 全球调节阀媒体网下载 报告人：朱绍源 报告人：朱绍源 概述： 低温阀门通常是指工作温度在-40℃以下的阀门。 由于空分、液化天然气、乙烯石化等工业的发展，近年 来，低温阀门的市场需求逐年上升，应用领域也越来越 广泛，低温阀门已成为阀门产品中的一个重要分支。 而阀门的低温试验装置是低温阀门生产过程中不可或缺 的关键设备 完整的、符合要求的阀门低温试验装置不仅是低温阀门 生产和质量控制的保证，同时，也是低温阀门生产能力 的重要象征。 低温阀门： 低温阀门通常按其工作温度分类，-100℃~-40℃ 之间的称为低温阀门，-100℃以下的称为超低温 阀门，低温阀门的工作温度主要取决于其介质温 度。 低于-100℃的工况环境，目前应该受到高度重 视。 气体液化温度: 气体 液化温度 气体 液化温度 气体 液化温度 异丁烷 -0.6 丙烷 -42 二氧化碳 -78.5 乙烯 -103.9 甲烷 -161 天然气 -162 氧气 -183 氩气 -185.8 氮气 -196 空气 -196.1 氢气 -252.8 氦气 -269 阀门低温试验装置： 阀门低温试验装置主要用来进行低温阀门零部件 深冷处理和阀门低温型式试验。 有关标准规定，工作温度低于-100℃的低温阀 门，其主要零部件在精加工前应进行深冷处理， 目的是减少由于温差和金相组织改变而产生的变 形。 低温试验主要是检验在低温工作环境下，低温阀 门的整机性能，这是一项要定期进行的工作。 低温环境获得： 目前，低温环境主要是通过热力循环或低 温介质（通常是低温液体吸收气化潜热） 方式获得，但-100℃以下的深冷环境通常 只能通过低温液体浸渍法获得，由于液氮 的温度位合适（-196℃）、来源广泛、无 污染、价格便宜而得到广泛应用。采用液 氮作为冷媒介质时，可以通过加入一定比 例的酒精来获得不同的温度位。 深冷处理： 深冷处理工艺在阀门行业主要适用于工作温度低于-100℃的 超低温阀门零部件，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，这些材料 都属于亚稳定型不锈钢，在低温下会发生向马氏体的金相转 变，由于体心立方晶格的马氏体比面心立方晶格的奥氏体具 有更大的比容，低温相变后会引起体积膨胀而导致零件变 形。 此外，温度降低还会造成金属结构的收缩，由于零件各部分 收缩不均匀，就产生了温度应力，当温度应力超出了材料的 屈服极限时，零件将产生不可逆的永久变形。 深冷处理的目的就是使这些相变和变形在精加工之前充分发 生，以保证成品零、部件的结构稳定。 晶格结构对比： 面心立方晶格（奥氏体） 体心立方晶格（马氏体） 低温试验： 阀门低温试验是检验低温阀门在低温环境下的性 能，以对低温阀门整机性能作出评价。 目前，阀门低温试验所执行的标准主要是： JB/T7794、BS 6364等。 低温试验的主要内容有：检验密封件、填料、上密 封等处的密封情况；整机带压工况的操作性能等。 检测参数有：阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、填料函、 冷媒及环境温度；阀门出口端的瞬间流量、累积流 量和平均流量；试验介质压力极其变动情况。 低温系统设计： 低温系统由低温储罐、低温试验槽、真空连接管道，低温控 制阀等组成，低温试验槽的设计是本系统的重点，试验槽 的尺寸要依据产品规格合理配置。 低温试验槽设计成敞口双层结构，以方便试件吊装，但要配 有保温上盖，内胆要有足够的壁厚以承受可能产生的