液化天然气用超低温阀门的设计与研究

2013-05-29 孙奇 大连大高阀门股份有限公司

  介绍了液化天然气装置用超低温阀门的工况特性、结构设计、制造工艺及其材料的选择与处理方法。分析了超低温阀门的密封结构、关闭力矩及相关零件的材料性能。给出了超低温阀门的低温密封试验装置系统和试验的步骤与结果。

  随着天然气液化技术的快速发展,液化天然气(LNG) 的消费量目前正以每年10%的速度增长,已成为一种新兴的节能和清洁能源。LNG 的主要成分为甲烷、少量乙烷、丙烷以及其他成分,其沸点为- 162 ℃,熔点为- 182℃,燃点为650℃。LNG 的分子量小,粘度低,渗透性强,易于泄漏和扩散,在其生产、接收、运输和气化等装置中,超低温阀门对其系统的安全可靠运行具有极为重要的作用。目前,LNG 关键设备用的阀门需要通过技术攻关和研发超低温球阀、截止阀、止回阀及蝶阀等,以解决产品依赖于进口和尽快国产化的技术难题。

气动阀门特质 涂料选定   (1) 奥氏体不锈钢材质的   特高底温环境铜阀的资料应兼有足以的坚韧和组织性稳确定高性,以要确保在高底温环境下不会为相变造成 扭曲进而引响铜阀的封闭性。大多数现象阴道心万立米空间组成部分设计有比较明显的高底温环境可塑型,而面心万立米空间组成部分设计有极好的高底温环境韧可塑型。选购面心万立米空间组成部分设计奥氏体冷库保温隔热板的表层304、304L、316、316L 对于阀体、高压闸阀、阀瓣及球体等至关重要零配件的的资料,这的资料没高底温环境冷脆临界状态高温,在高底温环境必要条件下,仍能始终维持较高的韧可塑型。在27 ~-269℃时,的资料304、304L、316 发生变化高温的影响,其拉伸构造构造和屈服于构造都上升。各举的资料316L 的高底温环境空间组成部分设计非常稳确定高,任何选其对于铜阀至关重要压力强度配件的的资料。   (2) PCTFE   PCTFE 为三氟氯乙稀( CTFE) 的汇聚物,就是一种热延展性光敏树脂,其电学结构设计式为

  由于PCTFE 分子结构中C -Cl 键的引入,除了耐热性及化学惰性较聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物稍差外,硬度、刚性及其耐蠕变性均较好,渗透性及熔点和融熔粘度都较低。PCTFE 在液氦、液氧和液化天然气中不发生脆裂,不蠕变。在所有的非金属材料中,PCTFE 具有最低的水- 汽渗透率,不渗透任何气体,不助燃,是一种良好的密封聚合物。PCTFE 的耐低温性特别突出. 在一定条件下能在接近绝对零度( -273℃) 下使用( 表1)。

表1 PCTFE 恒温下的测力安全性能

PCTFE 低温下的力学性能

  (3) 柔性板石墨   挠性石墨( 又被称为胀大石墨) 享有耐温度过低、耐浸蚀、自防锈液、热胀大率小及液气抽真空耐热性充分等特性,缩小率低于40%,回延展能力低于15%,能力下垂大于5%。温度过低抽真空素材必要条件拥有侵入数值小,热胀大率低,温度过低下仍持续最好的延展能力,而一样抽真空素材在温度过低必要条件下易产生了较高的冷拉伸,展现硬底化变脆这种现象,引起抽真空发挥不了作用。那么超温度过低调节阀 使用的挠性石墨用于骨料,不锈钢管带胀大石墨缠到一起式密封带垫用于抽真空密封带垫。 深冷处理   奥氏体不锈钢材质的当作非常低的温阀门的重要封好副涂料在低温下正处在亚保持稳定状态下。当环境温度减少到相变点Ms 接下来时,涂料中的奥氏体的位置转转变为成马氏体,谈谈体心立米晶格的马氏体低密度度远低于面心立米晶格的奥氏体,且因的位置碳氧分子玩法化布置就会占据体心立米点阵的位置,使晶格沿C 轴方面涨幅,最后面积进行转变 引发的内层扯力的加强,使最初经研磨机后到达封好   规定要求的密闭圈面形成翘曲变型,有密闭圈发挥不了作用。为了更好地可以减低阀体设备构造件设备构造宽度图在超高温在安全使用过程中中的变换,超超高温阀体文件在精制造时需采取深冷治理。奥氏体铝合金深冷治理宽度图变换如表2 下图,第一次深冷后样品的上限程度变型量十分大,多次深冷后宽度图上限程度变型量有很深的削减。为为了做到马氏体的做好转为,文件精制造前起码要对文件采取十几次深冷治理,尽量避免可以减低阀体在在安全使用超高温要求下宽度图的变换。奥氏体铝合金采取深冷治理后,可能会有效解決文件在超超高温要求下塑性形变的一些问题,因此做到超高温阀体密闭圈耐磨性。 设备构造来设计   (1) 长颈阀盖   LNG 特环境体温因素气动的阀门用于长颈阀盖的目的性是缩小外部环境进入部件中的卡路里,使骨料布位抵制阀体中流淌的物质LNG,做到骨料布位的体温因素在0℃大于,避免因骨料函地方过冷水而使居于骨料函布位的阀杆还有阀扣上部的配件上的上霜或冻住,使骨料还可以正常的事业。整个的气动的阀门加装体的模拟机体温因素场随时1 随时,阀盖上端的体温因素在0℃下述。但是不得不用于长颈阀盖格局使骨料布位抵制阀盖上端。 表2 深冷加工处理后试板易变型量( μm)

深冷处理后试样变形量

  跟着LNG 化工厂、吸收站、物流运输船及循环流化床站的规划与经济发展,非常低的温调节阀将有更多的使用需求。在设汁构思的、生产加工LNG 非常低的温调节阀时,需考量文件、机构及实验等对商品的作用,依据研发科目的进一歩论述,连在一起实验具体方法对设汁构思的认识论实行核验,进而知道LNG 非常低的温调节阀的设汁构思的机构,进而增加调节阀的平安性和可以信赖性。