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低溫泄漏試驗 試壓

作者:進(jìn)口閥門(mén) 日期:2021-10-05 點(diǎn)擊:3463

近年來(lái),對液化天然氣的需求不斷增加,導致世界各地項目的低溫閥門(mén)測試呈指數級增長(cháng)。盡管在設計、工程、制造和測試方面有著(zhù)嚴格的標準,但在低溫下使用的各種產(chǎn)品都未能通過(guò)實(shí)用性測試。在盡可能低的溫度下及時(shí)進(jìn)行低溫試驗?253°C是這個(gè)問(wèn)題的答案。

液化天然氣(LNG)是一種相對較新的產(chǎn)品,對于大多數安裝部件(例如閥門(mén)),適用的標準說(shuō)明了如何設計、制造和測試這些部件。但是,對于許多部件,沒(méi)有關(guān)于低溫條件下使用的標準可用或集成。由于液化天然氣的危險性質(zhì),在不了解其功能的情況下安裝組件可能導致設備故障,導致極端危險的情況。不用說(shuō),可靠的安裝、安裝部件和其他設備至關(guān)重要。這就需要由專(zhuān)家進(jìn)行有關(guān)可靠性、耐久性、功能性和安全性的細致和廣泛的低溫試驗程序。

氫氣:新的液化天然氣?

氫是最小的分子,是無(wú)色無(wú)味的氣體,其蒸汽比空氣輕,能成為未來(lái)清潔能源系統的主要組成部分嗎?許多科學(xué)家和工業(yè)界都這么認為。它很容易點(diǎn)燃,并以幾乎看不見(jiàn)的火焰燃燒。它是清潔燃燒,不產(chǎn)生二氧化碳。當氫與燃料電池中的氧結合時(shí),產(chǎn)生熱量和電能,副產(chǎn)品只有水蒸氣。這些特性預示著(zhù)氫的光明前景。然而,在工業(yè)部件及其應用的可靠性和排放方面可能存在的技術(shù)挑戰令人擔憂(yōu)。在這里,低溫試驗也扮演著(zhù)重要的角色。

低溫流體

ITIS使用的低溫流體示例為LNG(液化天然氣,溫度約為?液態(tài)氧(-183℃)和液態(tài)氬(-186℃)。位于荷蘭南部的該公司還被要求定期測試適用于液態(tài)氫(-253℃)的產(chǎn)品。為了冷卻物體,它也使用液氮。但是,這種冷卻液不適用于-253°C的溫度。在這種情況下,可以使用液氦,因為它適用于低至-253°C的溫度?269攝氏度。

震撼的局面

經(jīng)驗表明,進(jìn)行上述低溫試驗是完全必要的。閥門(mén)的設計驗證試驗通常會(huì )發(fā)現大量鑄造缺陷、墊片故障、零件斷裂、泄漏等。超過(guò)60%的閥門(mén)未通過(guò)測試,而閥門(mén)數據表聲稱(chēng)所有零件均符合PT(壓力/溫度)要求。當然,這是一個(gè)令人震驚的情況。它說(shuō)明了專(zhuān)家測試的重要性。廣泛的低溫測試程序專(zhuān)門(mén)設計用于評估和證明閥門(mén)制造商的能力,以及演示新設計產(chǎn)品和部件的功能性能。對于閥門(mén),采用低溫試驗來(lái)確認閥座密封、無(wú)組織排放率和閥門(mén)的操作扭矩能力。在測試程序期間和之后,閥門(mén)都會(huì )經(jīng)歷一系列的機械和熱循環(huán)。這些包括在RT(室溫)、較高設計溫度、較低設計溫度下進(jìn)行試驗,然后進(jìn)行另一次RT試驗,最后進(jìn)行拆卸,在此過(guò)程中檢查閥門(mén)是否存在任何潛在損壞以及磨損。

代價(jià)高昂的混亂

我認為低溫試驗應盡早進(jìn)行,即在制造單個(gè)部件的工廠(chǎng)進(jìn)行。通常情況下,用于工業(yè)應用的單個(gè)部件在運送至客戶(hù)之前都要進(jìn)行壓力測試,以檢查是否存在泄漏。所采用的測試類(lèi)型和方法基于多種不同的標準,這通常會(huì )導致混亂的情況。因此,這些試驗的目的以及預期結果經(jīng)常被誤解和誤用,造成不必要的延誤、意外成本,最后,如果在早期階段將單個(gè)部件提交到廣泛的低溫試驗中,本可以避免的危險情況。

及時(shí)預防

ITIS進(jìn)行的低溫試驗顯示,故障率相對較高。更仔細的分析往往表明,應用的基本材料、單個(gè)組件和/或產(chǎn)品從未經(jīng)過(guò)必要的測試或實(shí)際條件。在ITIS執行的一個(gè)項目中,某一類(lèi)型的閥門(mén)已用于低溫裝置。在室溫下,這些閥門(mén)的性能是完美的。然而,一旦在低溫下進(jìn)行壓力測試,所有閥門(mén)都失效。由于脆性增加和不可接受的公差變化,它們不可能與原始執行機構一起工作。當然,這可能會(huì )產(chǎn)生一些嚴重后果。在閥門(mén)配備了不同的閥座和更大的執行機構后,可操作性問(wèn)題就解決了。但是,在實(shí)際條件下的早期階段進(jìn)行專(zhuān)家低溫試驗完全可以避免這種情況。

清晰的畫(huà)面

適當和完全定制的材料和零件的重要性怎么估計也不為過(guò)。設計師和制造商所需要的只是清楚地了解他們計劃制造的一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品的用途,以及他們最終必須執行的條件。例如,許多PTFE制造商聲稱(chēng)其工作溫度可低至-200°C-328°F),脆性幾乎沒(méi)有增加。他們還聲稱(chēng),該產(chǎn)品在低于-268°C-450°F)的溫度下保持高強度、韌性和自潤滑性。然而,在ITIS測試設施進(jìn)行的測試表明,在低于-200°C的溫度下,產(chǎn)品的強度和靈活性無(wú)法得到保證。例如,如果用于座椅制造,在某些情況下可能被證明是不合適的,從而導致嚴重問(wèn)題的情況。這再一次證明了早期低溫測試是值得的。

無(wú)組織排放試驗

無(wú)組織排放是由于泄漏和其他非預期或不規則的氣體排放(主要來(lái)自工業(yè)活動(dòng))而導致的加壓設備的氣體或蒸汽排放。除了損失商品的經(jīng)濟成本外,無(wú)組織排放還造成空氣污染,一些蒸汽對人類(lèi)健康和安全構成潛在危害。因此,工業(yè)部件必須符合許多關(guān)于危險物質(zhì)排放的國際標準和指令,如ISO 15848-1(國際標準)、TA Luft(適用于德國)和API(美國)。通過(guò)進(jìn)行泄漏試驗(最好是在盡可能早的階段)來(lái)實(shí)現合規性。甚至可以在啟動(dòng)前、大修后或停機期間對新建的完整裝置進(jìn)行早期泄漏測試。例如,以無(wú)組織排放試驗的形式。FET測試是一種高度精確的泄漏檢測手段,用于在各種行業(yè)和應用中定位和量化泄漏。

一些專(zhuān)家提示防止低溫條件下發(fā)生故障

檢查您打算用于產(chǎn)品的材料的所有信息是否可用。有時(shí)根據制造商提供的PT(壓力/溫度)圖選擇閥座和密封件。然而,當在較低的溫度或壓力速率下使用時(shí),產(chǎn)品的性能可能會(huì )有所不同。

確保您的產(chǎn)品沒(méi)有灰塵和/或油,并且在安裝或測試之前完全干燥。在許多情況下,在靜水壓試驗期間使用液體,如帶有緩蝕劑的水。在較低溫度下,這可能導致故障。

使用適用于所涉及流體的密封件和墊片,并結合使用密封件和墊片的特定溫度條件。

研究表明,產(chǎn)品從未在產(chǎn)品數據表中提到的條件(最低/最高溫度)下或暴露在該條件下進(jìn)行測試。

獲取有關(guān)您將要使用的產(chǎn)品的完整性及其應用的必要數據。至少在實(shí)際條件下(溫度、壓力、運行周期等)測試產(chǎn)品。

一些材料最好冷卻到特定的最低溫度速率/持續時(shí)間,以防止故障。溫度變化過(guò)大可能導致材料收縮或開(kāi)裂。

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