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低溫閥門不銹鋼冷處理
點擊次數：2625 發布時間：2017-1-23
大部分Cr - Ni 奧氏體不銹鋼在常溫下處于亞穩定狀態, 而在超低溫范圍內會因晶格畸變而發生馬氏體轉變。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生變化, zui終導致閥門泄漏。為防止材料在使用過程中發生馬氏體轉變, 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。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定性, 深冷處理所用介質的溫度需等于或低于閥門工作溫度。深冷處理的冷卻介質多采用液氮或液氦等溶液。可根據閥門使用溫度來確定。浸在深冷介質中的零件達到介質溫度(介質表面所冒氣泡*消失) 時, 即可計算保冷時間。根據實踐經驗, 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壓力密封的超低溫止回閥, 可增加深冷處理的次數。
適用于
適用于介質溫度-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。輸出的液態低溫介質如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等，不但易燃易爆，而且在升溫時要氣化，氣化時，體積膨脹數百倍。
液化天然氣閥門的材料非常重要，材質不合格，會造成殼體及密封面的外漏或內漏；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泄漏引起爆炸。因此，在開發、設計、研制液化天然氣閥門的過程中，材質是首要關鍵的問題。
經過多年制造，已積累了豐富的經驗，從設計、工藝到制造日趨成熟，并已開發形成了低溫閥門的系列產品。
產品規格和設計參數：
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：液化天然氣、乙烯、丙烯等。
7．驅動方式：手動、傘齒輪傳動、電動 。
低溫閥門標準與產品結構：
1．設計：API6D、JB/T7749
2．閥門常規檢查和試驗：按API598標準。
3．閥門低溫檢查和試驗：按JB/T7749。
4．驅動方式： 手動、傘齒輪傳動及電動驅動裝置。
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合金。
3．閥座：不銹鋼堆焊鈷基硬質合金。
4．閥桿：0Cr18Ni9。
低溫閥門制造和試驗：
對所生產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量控制。經特殊的低溫處理，將粗加工的零件置于冷卻介質中數小時（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，經得起低溫介質沖擊。
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，經得起低溫介質沖擊；
7.低溫（深冷 ）閥門均按相應材料規范進行低溫處理和沖擊試驗；
8.搞靜電功能更加強大，閥體與閥桿或內件與閥體間導通電阻小于1歐姆。
低溫閥門其他參數：
→ 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定
性好的含有15%玻璃纖維的特氟陲或戴氟隆，還可根據需要自行更換。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
，就會出現再氣化現象，引起閥門內部民常升壓。為了防止此種現象，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形填料。此填料可依靠內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定密封性的陶瓷填充材料的特氟隆材質。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定性的纏有渦旋形金屬表面的墊片。