上海申弘閥門有限公司
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LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例
低溫截止閥是一種工作在低溫液氮、液氧、低溫氣氫或液氫介質(zhì)中,用來(lái)接通或切斷管路介質(zhì)的裝置。該文中介紹一種用于氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上的低溫截止閥,針對(duì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)閥門無(wú)法動(dòng)作的問(wèn)題,進(jìn)行了故障分析,通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu),使閥門正常運(yùn)行于試驗(yàn)系統(tǒng)中。DJ61Y鍛鋼低溫截止閥適用于低溫液體貯運(yùn)設(shè)備的管理系統(tǒng)，具有開(kāi)關(guān)靈活、密封可靠的特點(diǎn)，也可用于其他低溫和深冷介質(zhì)的管理系統(tǒng)。
適用于介質(zhì)溫度-46℃～ -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(chǔ)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。
液化天然氣閥門的材料非常重要，材質(zhì)不合格，會(huì)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(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、研制液化天然氣閥門的過(guò)程中，材質(zhì)是首要關(guān)鍵的問(wèn)題。此類型專用截止閥門主要用于液氧（液氮、液氬）等低溫液態(tài)介質(zhì)系統(tǒng)上，具有開(kāi)關(guān)靈活、密封可靠、耐壓等特點(diǎn)。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu):
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(dòng)方式：手動(dòng)、傘齒輪傳動(dòng)及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)頸結(jié)構(gòu)，以保護(hù)填料。
9．超低溫球閥標(biāo)準(zhǔn)：JB/T8861-2004
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例產(chǎn)品規(guī)格和設(shè)計(jì)參數(shù):
1．壓力等級(jí)：150, 300, 600Lb, 900LB, 1500LB(45MPa)
2．閥門通徑：15～1200mm (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(dòng)方式：手動(dòng), 傘齒輪傳動(dòng), 電動(dòng) 。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例化工低溫深冷介質(zhì)焊接式截止閥優(yōu)化改進(jìn)方案產(chǎn)品特點(diǎn)
1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造按ANSIB16.34、E101標(biāo)準(zhǔn)，可與進(jìn)口設(shè)備配備使用。
2、閥門中腔采用壓力自緊式密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔壓力越高密封性能越好。
3、閥瓣和閥座的密封面采用司太立（stellite）鈷基硬質(zhì)合金堆焊而成。
4、閥蓋填料函深度合理，填料加緩蝕劑，密封可靠，開(kāi)關(guān)平穩(wěn)。
5、閥門具有上密封結(jié)構(gòu)，保證閥門開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)不經(jīng)閥桿外漏。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例
| 序號(hào) | 品 名 | 型 號(hào) 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 單 價(jià) （元） | 金 額 （元） | 閥體材質(zhì) 及其它 |
| 1 | 截止閥 | 低溫截止閥 DJ61F-150LB DN65， 長(zhǎng)軸型 連接方式: 對(duì)焊 介質(zhì)為:低溫氣體 工作溫度，-170℃ 設(shè)計(jì)溫度:-196℃-80℃， 閥體承壓：150LB | 臺(tái) | 2 | 閥體材質(zhì)CF8， 閥座內(nèi)件PCTFE 詳細(xì)要求見(jiàn)附件 |
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例規(guī)范：
公稱通徑：dn 10~40mm
公稱壓力：pn 4.0mpa
適用介質(zhì)：lo2、ln2、lar、lng等
適用溫度：-196℃-+80℃
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例材質(zhì)：
閥體：不銹鋼
閥瓣、閥蓋：銅
閥桿：不銹鋼
填料、密封墊圈：聚四氟乙烯
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例外形與安裝連接尺寸
產(chǎn)品型號(hào) | 工廠代號(hào) | 公稱通徑 | 外形與連接尺寸mm | 重量 | ||
dn | l | dr | h/h | kg | ||
dj61f-40p | 318dj10p | 10 | 70 | 14.2 | 238/231 | 1.3 |
dj61f-40p | 318dj15p | 15 | 80 | 18.2 | 267/258 | 1.4 |
dj61f-40p | 318dj20p | 20 | 90 | 25.2 | 302/292 | 3.1 |
dj61f-40p | 318dj25p | 25 | 100 | 28.2 | 339/326 | 3.47 |
dj61f-40p | 318dj32p | 32 | 110 | 38.2 | 390/372 | 3.5 |
dj61f-40p | 318dj40p | 40 | 120 | 45.2 | 414/399 | 5.96 |
液化天然氣閥門的材料非常重要，材質(zhì)不合格，會(huì)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(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、研制液化天然氣閥門的過(guò)程中，材質(zhì)是首要關(guān)鍵的問(wèn)題。
閥門設(shè)計(jì)和選材時(shí)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一是閥門的工作溫度。為了規(guī)范閥門主體材料的適宜工作溫度, 從各種類型的閥門用鋼和合金牌號(hào)的材料性能方面對(duì)我國(guó)石油化工、化工、化肥、電力及冶金等行業(yè)用的閥門主體材料的適宜工作溫度及相關(guān)要求作出了明確的規(guī)定, 供閥門產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)時(shí)用。另外, 從技術(shù)管理和生產(chǎn)管理及物資采購(gòu)等方面考慮, 對(duì)每種類型的鋼應(yīng)選用綜合性能良好的, 不宜選用過(guò)多的鋼號(hào)和合金牌號(hào), 以防造成混亂。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例超低溫閥門材料選用：
超低溫閥門( - 254 (液氫) ～ - 101 ℃ (乙烯) ) 主體材料必須選用面心立方晶格的奧氏體不銹鋼、銅合金或鋁合金, 其熱處理后的低溫力學(xué)性能, 特別是低溫沖擊韌性必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。下列奧氏體不銹鋼可用于制造超低溫閥門。ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182F316 、F316L 、F304 和F304L , ASTM A433 316、 316L 、304 、304L 和CF8D。超低溫閥門的閥體、閥蓋、閘板或閥瓣等在精加工前, 必須在液氮 ( - 196 ℃) 中進(jìn)行深冷處理。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例低溫閥門材料選用:
適用于低溫閥門( - 100～ - 30 ℃) 的主體材料有低溫奧氏體不銹鋼和低溫承壓件用鐵素體和馬氏體鋼。低溫用奧氏體不銹鋼有ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182 F316、 F316L 、F304 和F304L , ASTM A433 316、316L 、 304 、304L 和CF8D。低溫承壓件用鐵素體和馬氏體鋼有ASTM A352 LCA ( - 32 ℃) 、LCB、LCC ( - 46 ℃) 、LC1 ( - 59 ℃) 、LC2 、LC211 ( - 73 ℃) 和LC3 ( - 100 ℃) 。ASTM A352 標(biāo)準(zhǔn)中的材料初級(jí)價(jià)格較低, 但是其冶煉時(shí)化學(xué)成分必須有可靠且要求十分嚴(yán)格的工廠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。其熱處理工藝復(fù)雜, 需要多次作調(diào)質(zhì)處理, 方能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的低溫沖擊韌性的要求, 生產(chǎn)周期長(zhǎng)。低溫沖擊韌性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí), 不允許投料作低溫鋼使用。因此, 只有在生產(chǎn)批量大, 并且可成爐冶煉時(shí)才采用, 而在一般情況下選用奧氏體不銹鋼。
閥門工作介質(zhì)為水、蒸汽、空氣和油品等非腐蝕性物質(zhì)時(shí), 一般采用碳素鋼。閥門用碳素鋼系指 ASTM A216 標(biāo)準(zhǔn)中的WCB、WCC 鑄鋼和ASTM A105 鍛鋼。閥門用碳素鋼適宜工作溫度為- 29～ 425 ℃。但是為了安全, 考慮到介質(zhì)的工作溫度有可能波動(dòng), 因此, 一般碳素鋼的使用溫度不應(yīng)超過(guò) 400 ℃。
閥門的主體材料日趨多樣化, 高參數(shù)化。閥門所對(duì)應(yīng)的工作介質(zhì)也更加復(fù)雜, 工作溫度要求更高。了解各類閥門用鋼及合金的性能及其適宜的工作溫度, 是設(shè)計(jì)、制造、采購(gòu)及使用閥門的有關(guān)科技人員和操作者必須掌握的知識(shí)。特別是材料的使用溫度不能超過(guò)其適宜工作溫度, 否則會(huì)引起可怕的嚴(yán)重事故。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例低溫閥門制造和試驗(yàn):
低溫閥門的生產(chǎn)制定了嚴(yán)格的制造工藝和采用專用設(shè)備，對(duì)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(guò)嚴(yán)格的清洗，除去任何油污，以保證使用性能。
LNG化工液化氣低溫焊接截止閥應(yīng)用案例優(yōu)化改進(jìn)方案設(shè)計(jì)形式
DJ61Y鍛鋼低溫截止閥有二種閥蓋設(shè)計(jì)形式。第一種是螺栓式閥蓋，按這種設(shè)計(jì)形式設(shè)計(jì)的閥門，其閥體與閥蓋用螺栓螺母連接，纏繞式墊片 (31 6夾柔性石墨制造)密封?？蛻粲刑厥庖髸r(shí)也可采用金屬環(huán)連接。第二種設(shè)計(jì)形式是焊接式閥蓋，按這種設(shè)計(jì)形式的閥門，其閥體與閥蓋用螺紋連接，全焊密封?？蛻粲刑厥庖髸r(shí)也可采用全焊逶連接。閘閘、截止閥、球閥都可設(shè)計(jì)成低溫閥。為了能在-196℃(320oF)的低溫下使用，一般將閥門設(shè)計(jì)成加長(zhǎng)式閥蓋。
