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低溫閥門不銹鋼冷處理
點擊次數(shù)：2628 發(fā)布時間：2017-1-23
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)生馬氏體轉變。馬氏體開始轉變時的溫度即為馬氏體轉變點(亦稱相變點) , 用符號Ms 來表示。Ms 點的溫度主要取決于固溶在奧氏體內(nèi)合金元素的量。
當奧氏體不銹鋼的工作溫度等于或低于其馬氏體轉變點Ms 時, 就會發(fā)生馬氏體轉變。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力會使零件尺寸發(fā)生變化, zui終導致閥門泄漏。為防止材料在使用過程中發(fā)生馬氏體轉變, 需對其進行深冷處理。
深冷處理是將奧氏體不銹鋼材料浸在冷卻劑中進行冷卻、保冷, 使之發(fā)生馬氏體轉變的一種工藝方法。深冷處理可使材料預先進行馬氏體轉變, 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行。深冷處理的溫度應以材料的Ms 點為依據(jù)。材料不同, Ms 點各異。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)生馬氏體轉變。馬氏體的轉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。可根據(jù)閥門使用溫度來確定。浸在深冷介質(zhì)中的零件達到介質(zhì)溫度(介質(zhì)表面所冒氣泡*消失) 時, 即可計算保冷時間。根據(jù)實踐經(jīng)驗, 保冷1～2h 即能達到處理目的。時間過長, 對馬氏體的轉變無明顯影響。保冷結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
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，空分設備，石油化工尾氣分離設備，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，而且在升溫時要氣化，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；零部件的綜合機械性能、強度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導致液化天然氣介質(zhì)泄漏引起爆炸。因此，在開發(fā)、設計、研制液化天然氣閥門的過程中，材質(zhì)是首要關鍵的問題。
經(jīng)過多年制造，已積累了豐富的經(jīng)驗，從設計、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。
產(chǎn)品規(guī)格和設計參數(shù)：
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 。
低溫閥門標準與產(chǎn)品結構：
1．設計：API6D、JB/T7749
2．閥門常規(guī)檢查和試驗：按API598標準。
3．閥門低溫檢查和試驗：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： 閥座采用焊接結構，密封面堆焊鈷基硬質(zhì)合金，保證閥門的密封性能。
6．閘板采用彈性結構，在進壓端設計卸壓孔。
7．單向密封的閥門閥體上標有流向標志。
8．低溫球閥、閘閥、截止閥，蝶閥采用長頸結構，以保護填料。
9．超低溫球閥標準：JB/T8861-2004。
低溫閥門材料選擇：
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。
低溫閥門制造和試驗：
對所生產(chǎn)的低溫閥門制定了嚴格的制造工藝和采用設備，對零件的加工進行嚴格的質(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致的泄漏。閥門的裝配與普通閥門也不同，零件需經(jīng)過嚴格的清洗，除去任何油污，以保證使用性能。
低溫閥門試驗設備：
1.低溫閥試驗裝置
2.液氮儲存裝置
3.低溫處理槽
4.低溫試驗臺，以保證閥門在低溫工況條件下的性能
5.其它
低溫閥門試驗和檢驗：
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，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。
對每臺閥門進行以下試驗：
1.常溫殼體強度試驗；
2.常溫低壓上密封試驗；
3.常溫低壓密封試驗；
4.低溫上密封氣密試驗（有上密封時）；
5.低溫氣密封試驗等，以確保整臺低溫閥門符合標準的規(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，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 ）閥門均按相應材料規(guī)范進行低溫處理和沖擊試驗；
8.搞靜電功能更加強大，閥體與閥桿或內(nèi)件與閥體間導通電阻小于1歐姆。
低溫閥門其他參數(shù)：
→ 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，特意設計成重量輕、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
長度是通過計算、試驗而得出的*長度。
→ 理想的閥座
軟密封構造：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。
→ 氣化升壓構造閘閥采用撓性構造，實行全部密閉。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減壓孔的構造。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，還使用權用具有對于常溫、低溫頻繁轉換的
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。