LNG超低溫閥門出廠檢測適用于適用于介質(zhì)溫度-40℃～ -196℃的閥門稱之為低溫閥門天然氣經(jīng)脫水、精制和冷卻，在－ 163 ℃低溫下壓縮成液化天然氣( Liquefied Natural Gas － LNG) ，節(jié)省儲存和運(yùn)輸空間，降低儲運(yùn)成本。因此，LNG具有天然氣的易燃易爆性。閥門對LNG 裝置安全可靠地運(yùn)行具有極為重要的作用。雖然閥門占LNG 接收站總投資的百分之幾，但在日常維修中要占總維修費(fèi)用的50% 以上。根據(jù)LNG 設(shè)備事故案例分析，有多起案例因閥門故障和失效造成LNG 泄漏，使整個(gè)裝置停機(jī)甚至燃燒爆炸。 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(shí)要?dú)饣?，氣化時(shí)，體積膨脹數(shù)百倍。
 一、LNG超低溫閥門出廠檢測產(chǎn)品規(guī)格和設(shè)計(jì)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(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 。 
二、低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：
LNG 裝置上使用的超低溫閥門主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有JB /T 7749、GB /T 24925、BS 6364、MSS SP－134和MESC SPE77 /200 等。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．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 
三、LNG超低溫閥門出廠檢測材料選擇：
LNG 閥門正常工作溫度為約－ 163 ℃，在此溫度下，金屬材料將發(fā)生低溫冷脆現(xiàn)象，即強(qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性大幅下降，這會嚴(yán)重影響閥門的安全性。為防止材料在低溫下的低應(yīng)力脆斷，閥體和閥瓣等部件常采用奧氏體不銹鋼。如304、304L、316、316L 等，其中316L 穩(wěn)定性。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性和焊接性，線膨脹系數(shù)低。但是奧氏體不銹鋼中S 和P 等雜質(zhì)會降低材料的強(qiáng)度及低溫沖擊韌性，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。 
閥體、閥蓋、閥瓣、閥座和閥桿等部件必須進(jìn)行低溫深冷處理，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體和變形充分后再進(jìn)行精加工，以降低溫度對超低溫閥門密封性能的影響。低溫處理溫度應(yīng)低于材料相變溫度且低于閥門實(shí)際工作溫度。處理時(shí)間1 ～ 2 h，然后取出自然冷卻到常溫，重復(fù)循環(huán)2 次。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。
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
四、LNG超低溫閥門出廠檢測低溫閥門制造和試驗(yàn)：
前澤對所生產(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(shí)（2-6小時(shí)），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(shí)，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。
五、LNG超低溫閥門出廠檢測試驗(yàn)設(shè)備：
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
六、LNG超低溫閥門出廠檢測低溫閥門試驗(yàn)和檢驗(yàn)：
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(shí)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(shí)）；
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(shí)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。
LNG超低溫閥門出廠檢測低溫閥門其他參數(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(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(shí)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(shí) ，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。
LNG超低溫閥門出廠檢測產(chǎn)生泄漏的原因
主要有兩種情況，一是內(nèi)漏；二是外漏。
1） 閥門產(chǎn)生內(nèi)漏主要原因是密封副在低溫狀態(tài)下產(chǎn)生變形所致。當(dāng)介質(zhì)溫度下降到使材料產(chǎn)生相變時(shí)造成體積變化，使原本研磨精度很高的密封面產(chǎn)生翹曲變形而造成低溫密封不良。
2） 閥門的外漏：其一是閥門與管路采用法蘭連接方式時(shí)，由于連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步產(chǎn)生松弛而導(dǎo)至泄漏。因此可把閥體與管路的連接方式由法蘭連接改為焊接結(jié)構(gòu)，避免了低溫泄漏。其二是閥桿與填料處的泄漏。
LNG超低溫閥門出廠檢測閥門低溫試驗(yàn)參考方法：
1.試驗(yàn)前的準(zhǔn)備
*清除閥門零件的油漬，將它們擦干凈并在干凈，沒有灰塵和油漬的環(huán)境下將閥門裝配好；
*將螺栓擰緊到預(yù)定的力矩值和拉力值，并記錄下該值；
*用合適的熱電偶與閥門連接，從而能在整個(gè)試驗(yàn)過程中監(jiān)控閥門的溫度。
2.試驗(yàn)
*將閥門安裝在試驗(yàn)容器內(nèi)并連接好，要確保閥門填料處在容器頂部沒有汽化氣體的位置
*在室溫下用規(guī)定介質(zhì)氣體以大閥座試驗(yàn)壓力進(jìn)行初始的系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)，以確保閥門是在合適的狀態(tài)下，然后開始進(jìn)行試驗(yàn)
*將閥門浸入液氮中進(jìn)行冷卻，液體的水平面至少淹住閥體與閥蓋的連接部位，在整個(gè)冷卻過程中一直向閥門提供氦氣。在冷卻過程中，用安裝在適當(dāng)位置上的熱電偶對閥門的溫度進(jìn)行監(jiān)控。
*試驗(yàn)
**閥門在試驗(yàn)溫度下達(dá)到穩(wěn)定。用熱電偶測定溫度以確信閥門的溫度達(dá)到均勻。
**在試驗(yàn)溫度下用氦氣以大閥座試驗(yàn)壓力進(jìn)行初始的驗(yàn)證試驗(yàn)
**在閥門的進(jìn)口側(cè)進(jìn)行閥座壓力試驗(yàn)，能夠雙向密封的閥門，對兩個(gè)閥座分別進(jìn)行試驗(yàn)。
**使閥門處在開啟位置，關(guān)閉閥門出口側(cè)的針形閥，將閥腔中的壓力升至閥座試驗(yàn)壓力。將該壓力保持規(guī)定的要求，檢查閥門填料處及閥體與蓋連接處是否泄漏，應(yīng)無泄漏。
*使閥門恢復(fù)室溫，再進(jìn)行常溫密封試驗(yàn)：
*試驗(yàn)完成后，將閥門清潔、吹干，檢查合格后出廠
LNG作為一種高效的、可儲存的清潔能源，在產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)上都表現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。國內(nèi)天然氣液化工廠主要以小型為主，湖北黃岡大處理規(guī)模已達(dá)到120萬噸/年的液化能力。國內(nèi)LNG接收站儲備規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，截至目前中國海油已投產(chǎn)6座LNG接收站，LNG年接收能力超過2400萬噸/年。
在LNG產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展過程中，與其配套的低溫閥門需求量與日俱增。由于LNG具有易燃易爆超低溫的顯著特點(diǎn)，而且LNG工廠通常地處海邊鹽霧環(huán)境，因此對低溫閥門的選型設(shè)計(jì)提出了更高的要求。目前國內(nèi)大部分站場的LNG用深冷閥門仍需進(jìn)口，有些苛刻工況用低溫閥門仍被國外所壟斷，如J-T閥，大型LNG儲罐的呼吸閥，大口徑、高磅級閥門等。盡管國內(nèi)材質(zhì)設(shè)計(jì)滿足低溫要求，但某些零部件的承壓和密封性能仍需改進(jìn)完善。 |
