石油化工裝置閥門技術分析

1、30萬噸/年 乙烯 石油化工裝置閥門技術分析化學基本概念 物質：世界由物質組成，物質在不斷運動。 1.物質的變化和性質 2.物質的組成： 物質由分子組成原子組成 分子特點：變化分子間有間隙，三態(tài)不斷運動很小，但有質量性質。，所表現的性質叫化學化學變化：生成新物質物質性質。物質，所表現的性質叫物理變化：沒有生成新原子：是物質在化學變化中的最小微粒 特點 。分子的形成，如從低能到高能個個，次外層不能超過最外層不能超過分層排各電子層按核外電子（帶負電）中子（中性）質子（帶正電）原子核原子結構，原子新組合成分子子分解為原子，原子重原子在不斷運動，分很小，但有質量NaCl188n22 元素：具有相同核電

2、荷數的同一類質子的總稱。自然界的一切物質，都是由元素組成。現發(fā)現元素114種。 單質：由同一種元素組成的物質，如：O2、H2、Cu、Fe等。 化合物：由多種元素組成的物質，如H2O、NaCl等。元素周期表元素周期表 1、原子序數（質子數）：把已發(fā)現的114種元素按原子序數的遞增順序排成一個總表，叫元素周期表。量變到質變。 2、周期：具有相同電子層，按原子序數遞增順序排成一個橫行，有7個電子層，有7個周期，同一周期元素遞變規(guī)律。 化合價 +1+7 金屬性 左-右 金屬性減弱，非金屬性增強 最高氧化物的水化物，堿性減弱，酸性增強。 3、族：把最外層具有相同核電子數目的元素排成縱行叫族。分主族和副族

3、。自上而下金屬性增強，非金屬性減弱4. 分子的組成：離子健，離子化合物，共價健，共價化合物，金屬健 元素在周期表中的位置來看物質的性質：導體、半導體、非導體酸堿性腐蝕性耐磨性石油烴的組成 石油是非常復雜的有機化合物的混合物。 主要成分：碳占8387%、氫占1114%，其它為硫、氮、氧及微量金屬元素。 石油有各種烴類組成。主要有烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。 1、烷烴隨分子量的增加分別以氣、液、固三態(tài)存在。 在常溫下：氣態(tài) 液態(tài) 固態(tài) C1-C4 C5-C15 C16以上 2、環(huán)烷烴：它是戊烷和已烷的衍生物。存在于煤油、柴油餾分中，如 3、芳香烴：它是含苯的烷，存在于煤油、柴油及潤滑餾分中，如石油烴的加

4、工反應 烴類的熱裂解，有熱裂解和催化裂解兩種。 原料有氣態(tài)烴和液態(tài)烴兩種。 烷烴熱裂解反應： 環(huán)烷烴的裂解反應：斷鏈和脫氫生成乙烯、丁烯、丁二烯和芳烴；芳烴 裂解反應：烷基芳烴側鏈斷裂生成苯、甲苯和二甲苯、高級烷烴、側鏈、脫碳生成低級烯烴。溫度1000時都會分解成氫和炭。烴類催化重整30萬噸/年 乙烯大型石油化工成套裝置情況分析裝置名稱閥類 規(guī)格數 臺數30萬噸/年乙烯4007924注：1、閥類指閘閥、截止閥、止回閥等閥門名稱。 2、規(guī)格數指口徑數如DN50、65、80等，一 個口徑算一個規(guī)格特殊閥門特點1、技術參數：溫度：最低溫度為-180，最高溫度為816。球閥最高溫度為320。蝶閥最高溫

5、度為300。壓力：最低壓力為真空，真空度達0.01Torr abs，泄漏量要求為0.03毫升/小時，最高壓力為超高壓330Mpa。口徑：DN為31000（不包括低壓閥門）。有氣體、液體、漿料、粉末。其中有不少介質具有易燃、易爆、強腐蝕、劇毒、結焦、易結晶等特點。驅動方式：手動、電動、氣動、氣-液聯動、電-液聯動等。結構閥類：有截止閥、閘閥、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、柱塞閥、安全閥、調節(jié)閥、疏水閥等十一個閥類。流通型式：有直通、角式、直流（Y型）、三通等。附加裝置：有波紋管、清焦蒸汽管、保溫套、重錘、引出管等。材料 大部分為碳鋼材料，鑄、鍛閥體，密封面材料絕大部分是堆焊鈷鉻鎢硬質合金，特殊鋼種

6、如下：耐熱鋼：一般溫度在510816之間，材料為Cr5Mo，15CrMo，12CrMoV，1Cr18Ni9Ti，Cr18Ni12Mo2Ti等。低溫鋼：3.5%Ni鋼，1Cr18Ni9Ti等。耐腐蝕材料：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni12Mo2Ti，1Cr18Ni12Mo3Ti，Ti材，以及襯聚四氟乙烯，陶瓷襯里材料等。彈簧鋼：60Si2Mn、65Mn。非金屬材料：聚四氟乙烯，耐高溫橡膠，耐高溫填料，碳素纖維，柔性石墨等。30萬噸/年 乙烯裝置閥門分析 我國由日本東洋工程公司引進過一套30萬噸/年乙烯裝置，安裝在北京石油化工總廠。流程圖閥門特點： 由于裂解氣的高溫538，677 ，800，

7、820，在輸送此介質的管道上需安裝高溫閥門。 由于低溫分離系統(tǒng)是利用C1到C4各種餾分的不同沸點和臨界壓力將C1C4餾分和H2以及其他雜質分離，現將C1C4餾分的沸點及臨界壓力列出如表1所示： 此裝置工藝系統(tǒng)中有關設備的溫度為：-6、-14、-24、-32、-37、-40、-55、-72、-75、-96、-98、-99、-101.4、-130、-165，需要安裝大量的低溫閥門。 由于乙烯、丙烯、乙烷等介質易燃易爆，需要一定數量的波紋管安全閥。由于一部分自動控制的需要，此裝置采用了一定品種和數量的防爆電動閥門。 現將各種閥門分別簡述如下：高溫閘閥：安裝在乙烷裂解爐的出口結構如圖1所示，技術參數壓

8、力：ANSI 300口徑：最大為8最高使用溫度：816工作壓力：24bar介質：裂解氣試驗壓力：強度為77.5bar，密封為53bar，氣密性 為6bar空氣。此裝置采用了日本Yoneki閥門制造廠的產品。結構及材料特點 閘板為彈性閘板，采用SCS14（CF8M），密封表面為stellite（鈷鉻鎢硬質合金）。 閥座為插入焊接結構，基體材料為SUS316，表面亦為stellite。 閥體及閥蓋上裝有蒸汽管道，在填料箱，閥蓋上方兩側，閥體兩側出口端管道部分，體腔下部等位置均有開口（鑄造出相應的凸臺），供通入高溫蒸汽清焦用，蒸汽管道口徑為1/21，閥體材料為SCS14（CF8M）。 閥桿材料為SU

9、S316，與填料接觸部分表面為colmana- nay，即Cr-Ni-B合金。 填料采用碳素纖維，牌號為T#-650P 2800，形狀為成型填料，但碳素纖維極易氧化，在高溫下為了避免與空氣接觸，填料與大氣接觸部分為夾鎳鉻絲石棉填料，也可為柔性石墨。 中法蘭螺栓材料為SUH33，螺母為S45C（45）或SUS304。 閥桿螺母材料為AIBC2（ZQAl10-3-2）。 為了降低填料處的溫度，鑄了四片散熱片，中法蘭采用八角墊密封，材料為SUS316L。膨脹（撐開）式閘閥安裝在輕柴油裂解爐出口，結構如圖2所示，技術參數壓力：ANSI 300口徑：40300mm溫度：350介質：裂解氣工作壓力：304

10、5bar試驗壓力：強度77bar，密封53bar，氣密性 6bar（空氣） 結構特點及材料 閘板為撐開式結構，屬于平行雙閘板類型，中間有一雙斜面，兩塊板用彈簧壓在一起，在閘板關閉時由于斜面產生垂直于閥桿的力，使閥板向進出口閥座封面擠壓，產生預密封力。由于斜面有間隙，在閘板開啟時，兩塊閘板先消失密封面上的預密封力，以減少密封面的擦傷，延長密封面的壽命，然后提起，使閘板下面帶有導管的部分與閥門進出口管道接通吻合，以減少介質的阻力損失。另外在閥板下方焊有兩塊側板，與閥座上的側板組成密封付，以使在閘板動作時，介質中的雜質不易進入閥體腔，并使介質不易進入體腔結焦。而閘板本題材料為SUS403（1Cr12

11、），表面為stellite，側板表面為Molycoating（鉬涂層），閘板彈簧兩件，材料為Inconel。 閥體結構與一般閘閥不同之點為下方多一體腔，以容納閘板的導管部分，并開有導出孔，焊上引出管，以利于及時清焦和排除其他雜質。閥體材料為SCPH2（WCB）。 閥座無甚特殊要求，材料為SUS403（1Cr12），表面為Stellite。 閥桿材料為SUS304，與填料接觸部分表面有Molycoating涂層。 此種結構的閥門，在原油輸送，油品、天然氣長輸送管線上大量應用，美國已把這種結構的閥門列入美國石油協會標準API-6D。平板式閘閥安裝在裂解爐的出口，結構如圖3所示。技術參數壓力：ANS

12、I 150、ANSI 300口徑：230溫度：250和400兩種介質：裂解氣工作壓力：6.520bar 結構特點和材料 閥板為平行單閘板，下方帶有導管，在全部開啟時，導管與閥門進出口流道接通吻合，相當于管道。本體材料為SUS304。 不同口徑的閥門閥座及填料材料相同，但尺寸不一樣，在溫度不同時，材料隨溫度而變，250時采用Astlon（改性聚四氟乙烯），專利號為PAT-500573和488724，溫度為400時采用專用的Espel密封圈，專利號為PAT488724和287437。 閥體結構與膨脹式閘閥相似，只是進出口管帶有縮口，400時帶有蒸汽管清焦，250時則沒有。本體材料為SCPH2（WC

13、B）。 板式閘閥與膨脹式閘閥的不同點是：一個是硬密封，鈷鉻鎢硬質合金對應形成密封付，板式閘閥則是不銹鋼對樹脂形成的軟密封付。低溫閥門 以下是低溫閥門的材料選用、設計結構和試驗研究方面的大致情況。概況 隨著現在化技術的發(fā)展，液氧、液氮、液氫、液氦以及液化石油氣等得到廣泛的應用，尤其是清凈的能源液化天然氣越來越受到世界各國的重視。液化氦的溫度-269，液化氫的溫度-254，液化氮的溫度-196，液化氧的溫度-183，液化天然氣的溫度-162 從六十年代開始，對低溫閥門的設計、制造和研究作了大量工作，發(fā)表了很多低溫閥門的技術論文，加強了高壓氣體管理法，制定了低溫閥門的法規(guī)和規(guī)范，這些規(guī)范許多引自低溫

14、壓力容器。由于閥門在結構、材料和性能上與容器不同，各閥門廠家對這些規(guī)范的不足之處進行了補充，以質量管理標準化為目的。制定了一些低溫閥門的標準。 我國規(guī)定，-40-100 為低溫， -100以下為超低溫。 隨著需要量的逐漸增大，低溫閥門的品種和產量有了大幅度的增長，現在已能生產的低溫閥門，壓力等級常用的有150、300、600和900磅/英寸2四級，最低使用溫度-254，公稱通徑150800mm,驅動方式為手動、齒輪傳動、電動、氣動和液動。并在研制溫度-269以下和壓力高于1000磅/英寸2的超低溫閥門。低溫閥門的材料選擇 從金相學得知，除具有面心立方晶格的奧氏體鋼以及銅、鋁等以外，一般的鋼在低

15、溫狀態(tài)下將出現低溫脆性，降低閥門的強度和使用壽命，因此在選擇低溫閥門的材料時應考慮以下因素： 1.閥門最低使用溫度。 2.金屬材料在低溫下的韌性及組織穩(wěn)定性。 3.采用焊接連接時還須考慮材料的焊接性能。 現在將低溫閥門主要材料分述如下。 閥體、閥蓋和關閉件材料 低溫閥門用材料大致是溫度高于-100時選用鐵素體鋼，低于-100時選用奧氏體鋼，低壓及小口徑閥門選用銅和鋁等材料。設計時，根據最低使用溫度選擇適當的材料。具有代表性的材料于表1中，表2列出這些化學成分及機械性能。 閥桿和緊固件材料 對閥桿和螺栓材料采用Ni、Cr-Mo等合金鋼，一般在-100以上使用，這些材料可經過適當的熱處理來提高抗拉

16、強度和防止螺紋咬傷等問題。在-100以下使用時，則采用奧氏體耐酸鋼制造，但這種材料硬度低，造成閥桿與填料發(fā)生擦傷，致使填料處泄漏，所以必須在閥桿表面鍍硬鉻，鍍層厚0.040.06mm，或進行氮化處理可以提高表面硬度。又因為這些材料比較容易粘傷，屈服點又低，故要加入硫、硅等元素來改善切削加工性能，另外采用表面加工硬化的方法可提高其硬度一倍左右。 為防止螺母與螺栓咬死，螺母一般采用Mo或Ni鋼，同時在螺紋表面上涂二硫化鉬。低溫閥門閥桿和緊固件常用材料的化學成分和機械性能列于表3中。 填料和墊片的材料 用作填料的材料有聚四氟乙烯、石棉、柔性石墨等，由于橡膠對液化天然氣有泡脹性，而石棉填料對滲透性泄漏

17、又無法避免，因此采用浸漬聚四氟乙烯的石棉填料。 低溫閥門用墊片必須在常溫、低溫、及溫度變化下具有可靠的密封性和復原性，同時墊片材料在低溫情況下會硬化和降低塑性，故應選擇變化小的使用。當使用溫度-100，低溫最高使用壓力30bar時，采用長纖維白石棉的石棉橡膠板T#/1910。當使用溫度-200，最高使用壓力50bar時，采用耐酸鋼帶夾石棉繞制而成的纏繞式墊片。又因橡膠在液化天然氣中容易泡脹，而石棉墊片則彈性不足，最好采用聚四氟乙烯和耐酸鋼帶繞制而成的纏繞式墊片。近幾年來，填料和墊片大量采用柔性石墨材料,可用于-200的低溫閥門上，柔性石墨是目前比較理想的填料墊片材料。低溫閥門的結構設計 為保證

18、閥門在低溫狀態(tài)下長期安全運行，設計時，除了充分滿足在強度、腐蝕和浸蝕性能，操作方便和水力性能等方面對一般閥門提出的全部要求，并盡量考慮和常溫閥門零件的通行性，還應重點掌握所用材料的低溫特性和介質特點，然后根據上述情況及用戶的使用要求，來設計適用的低溫閥門。 下面對低溫閥門必須注意的問題以及一般閥門不同之處介紹。 低溫閥門用量較大的有閘閥、截止閥、球閥、蝶閥和止回閥等型式。閘閥如圖1所示，為楔式閘閥，主要用于250mm以上的主管路上。結構型式 截止閥有直通式(圖2)和直角式二種，主要用200mm以下的輔助管路中。 蝶閥(圖3)主要用于低壓的管路中，但有向高壓力的發(fā)展趨勢，目前，已生產到壓力25b

19、ar，口徑800mm的蝶閥。 球閥(圖4)近年來已開始用于低溫管路中，球閥具有以下優(yōu)點： (1)配管系統(tǒng)小，保冷容 易，省料， (2)外形尺寸小，吸收熱 量少， (3)可以任意方向流動， (4)低溫時，傳動部分不 受影響。 止回閥采用旋啟式結構，但在擺動較大的場合下使用時，采用升降式結構。 安全閥、排放閥一般采用彈簧結構，但對可燃性氣體、有毒氣體等不允許排入大氣中的場合，大都采用波紋管結構。在危險氣體和液體的貯槽上，裝有緊急切斷閥(圖5)，以防止管道破壞事故，當閥內發(fā)生超過正常流速時，該閥具有能主動關閉的結構。 在低溫狀態(tài)下，隨溫度降低，填料彈性逐漸消失，防漏性能隨之降低，由于介質滲漏造成填料

20、與閥桿處結冰，影響閥桿正常操作，同時也會因為閥桿上下移動把填料劃傷，引起嚴重泄漏。為此，低溫閥門必須采用如圖6所示的長頸閥蓋結構，以減少體腔內的低溫向填料處擴散，而使填料部分的溫度保持在0以上，來改善填料的工作條件，減少冷損，以便于閥門保冷。長頸閥蓋 長頸閥蓋的長度是按材料的導熱系數、導熱面積及表面散熱系數和和散熱面積等因素來決定，同時也要滿足保冷層厚度的需要。合適的長度可用實驗的方法求得，表4為考慮到標準低溫閥門使用溫度和保冷材料的厚度而設計的長頸閥蓋的頸部長度。 為了提高保冷效果的支持保冷材料，在長頸部分安裝有隔溫板(圖7)。 在液化石油氣管道中，當閘閥關閉時，體腔內的液化逐漸從大氣中吸收

21、熱量回升常溫，經汽化產生極高的壓力，一般稱為異常升壓。例如液化天然氣在-162 時，壓力為24bar，但溫度回升到20時，壓力就增加到293bar。當異常升壓現象發(fā)生時，會使閘板緊壓在閥座上，導致閘板打不開，這時的高壓會將中法蘭墊片沖出或沖壞填料，也可能引起閥體及閥蓋的破裂事故。為了預防異常升壓，通常采用以下三種措施：預防異常升壓措施 (1)在彈性閘板或雙閘板的進口側鉆一小孔(圖8)作為體腔和進口側的壓力平衡孔，此時閥體上必須有指示流向的箭頭以保證安裝正確。由于異常高壓可使單閘板閘閥的閥體產生彈性變形排出高壓，所以單閘板不需開孔。這種方法比較簡單，目前得到各廠的廣泛采用，但安裝時壓力平衡孔(泄

22、壓孔、通風孔)一定要通向介質進口側，給安裝帶來很多麻煩。 (2)在閥門上設置引出管或安裝安全閥(圖9)用于排泄異常高壓。此種方法一般在閥蓋上安裝有保證閥體強度的安全閥，可以排出異常高壓?；蛟陂y體下部安裝排氣閥，可以把中腔的殘液排出來來預防異常高壓。 (3)在止回閥與切斷閥串聯的場合，應將切斷閥放在止回閥的前面，若工藝上需要安裝在后面時，為了排出兩閥之間產生的異常高壓，必須在兩閥之間裝設排放閥。 (1)低溫閥門的關閉件和閥座密封面多采用司太立合金堆焊，但也有關閉件密封面采用軟密封結構。由于聚四氟乙烯膨脹系數大，低溫時變脆，所以只能用于-70以上的低溫閥門上。聚三氟氯乙烯可用與-162 的低溫閥門

23、上，并且使用效果好。 (2)低溫閥門都設有上密封機構，同時上密封部位都要堆焊司太立合金，并經過精加工和研磨。其它 (3)低溫閥門的填料函多采用帶有中間金屬隔離環(huán)的二段填料結構，當然也有采用一般閥門的填料函結構和閥桿能自緊的二重填料函結構等其他型式。 (4)中法蘭螺栓是在反復載荷下工作，常會因疲勞而產生斷裂，故應有足夠的強度。當螺栓預緊力大小不均勻時，易產生破壞，所以最好用扭力扳手來上緊螺栓。又因螺栓在螺紋根部最易引起應力集中，最好將螺栓全部制成全螺紋。 為了確保低溫閥門的安全運行，在質量管理方面比一般閥門要求更嚴格，因此在生產前應首先提出“生產工藝和質量檢驗過程卡片”，經用戶同意后，生產和檢驗

24、就按規(guī)定的程序進行，很多重要環(huán)節(jié)的檢驗用戶必須參加。 低溫閥門與一般閥門比較，需增加如下特殊生產工藝和質量檢驗項目。低溫閥門的特殊生產工藝及試驗 當溫度降低時，產生感到冷縮和溫差應力引起閥門零件不規(guī)則的變形是引起低溫泄漏的一個原因，當然奧氏體耐酸鋼在馬氏體轉變溫度時部分奧氏體變成馬氏體而引起體積變化導致閥門泄漏也是一個重要原因。為了提高低溫閥門的密封性能，在加工或裝配之前對零件進行深冷處理是防止泄漏的有效措施。 一般規(guī)定，在-100以下使用的低溫閥門零件在加工前應采取工作溫度或比工作溫度更低的溫度進行深冷處理。但用戶有特殊要求時，高于-100使用的閥門零件也可進行深冷處理。深冷處理 深冷處理工

25、藝流程大體有以下三種。 (1)對閥體、閥蓋、關閉件、閥桿和緊固件等零件進行深冷處理。在深冷處理前應進行粗加工和熱處理。深冷處理分為冷卻、保溫和放冷三個階段進行。首先將零件浸放在液氮箱中（圖10）進行冷卻，當零件溫度達到-190時開始保冷12小時，然后將零件取出箱外放冷到常溫，重復循環(huán)2次。使用溫度較低和質量要求嚴格的閥門采用此種方法。 (2)對閥體、閥蓋和關閉件等鑄造零件進行深冷處理。將鑄件毛胚或粗加工零件放在液氮箱中降溫和保冷24小時，取出在大氣中放冷到-4左右，重復循環(huán)34次。大多數廠家生產的-162液化天然氣用低溫閥門都采用這種方法，閥門密封性能比較好。 (3)對于堆焊司太立合金的密封面

26、焊后要進行深冷處理。為了使密封面的變形在使用時達到最小的程度，所以在研磨前浸在-196的液氮中，保冷26小時進行深冷處理，然后研磨裝配。 用鐵素體材料制造的低溫閥門的主要零件，特別是鑄件，應進行使用溫度下的沖擊試驗，其試驗方法（圖11）是把試塊放在冷卻介質中浸15分鐘，爾后在5秒鐘內迅速試驗完畢。冷卻介質按表5選取。低溫沖擊試驗 低溫沖擊試驗的取樣方法、試樣形狀及評定指標按日本標準JIS的規(guī)定。用JIS Z 2202的5號試樣（5mmU型缺口，三個試樣的平均值2.1kg-m，最小值1.4kg-m）或4號試樣（2mmV型缺口，三個試樣的平均值3.46kg-m，最小值2.76kg-m）。由于V型試

27、樣的低溫沖擊值變化最敏銳，所以多數用戶提出用V型試樣。 熱處理對鐵素體鋼的低溫性能有很大的影響，所以要進行嚴格的管理。由于奧氏體耐酸鋼在低溫下不發(fā)生脆性，故用于低溫時不要求作低溫沖擊實驗。但如果熱處理不當，在晶界處將析出碳化物，不但容易發(fā)生晶間腐蝕，也會使低溫沖擊值下降，所以在制造過程中要進行嚴格的質量管理。 由于鑄鋼件易發(fā)生氣孔、夾渣、縮松和裂紋等內部缺陷，而這些缺陷將產生應力集中，使低溫沖擊值下降，故對鑄鋼件高應力的部位要進行無損探傷檢驗。對鐵磁性干可采用磁粉探傷或液體著色滲透檢驗，對非鐵磁性鋼則采用超聲波探傷或液體著色滲透檢驗，有特殊要求的還要經過放射線檢驗。各種無損探傷方法和判廢規(guī)定按

28、美國有關標準及工廠有關標準進行。無損探傷檢驗 由于用水試驗時，在填料中會殘存水分，在使用時會因凍冰造成閥門操作困難，致使閥桿和填料損壞，所以一般用氮氣試驗，試壓方法與一般閥門相同。試驗順序為強度試驗-上密封試驗-密封試驗。強度和密封實驗 低溫密封及操作實驗的目的是，通過使用溫度下的密封及操作試驗，檢查低溫時閥門的泄漏及操作情況。低溫試驗在產品常溫試驗合格后進行，試驗前閥內不準有水分和油脂。低溫試驗裝置如圖12所示，由液氮貯罐、高壓氮氣瓶、低溫箱、支持架、檢漏計、閥門管件及測溫儀等組成。低溫箱用耐酸鋼制造，裝有保冷層，其尺寸由所試驗的閥門大小決定。閥的固定裝置采用具有充分低溫強度的材料制造。降溫

29、用的液氮是用液氮罐車從液氮生產廠運來，存放在壓力25bar，容積1.53m3具有保冷層的液氮貯罐內（圖13）。試驗時用檢漏計測量泄漏量，一般允許泄漏為：閉路閥每英寸（通徑）5cc/分；止回閥每英寸（通徑）50cc/分。如果用戶有特殊要求，提高制造精度和增加成本，也可做到絕對不漏。低溫密封及操作試驗 低溫密封性能試驗的方法有兩種。 A.浸漬法 將閥門浸在裝有液氮的保冷箱中冷卻（圖14），當溫度降到工作溫度后用氮氣進行密封性能試驗。圖15為-70低溫電動閘閥試驗照片，其冷卻介質為酒精加干冰。 低溫實驗時，用熱電偶測定閥門各部溫度，其方法是將熱電偶貼在被測點上，閥內部各點的導線從閥門填料處引測溫。對

30、液化天然氣用閥門進行液氮低溫試驗時用浸漬法測定閥各部溫度。被測定的閥為楔式閘閥，型號為F20564-3，材料SCS13（CF8），壓力900磅/英寸2，口徑5英寸。測定的位置如下：（1）閘板（內部）、（2）閥體（內部）、（3）閥蓋（外部）、（4）閥體（外部）。實際測試結果見表6，將閥取出后，經過34分鐘處溫度上升到-162。圖16為浸漬法試驗配管圖，其試驗程序如下：1）試驗閥關閉。2）閥和關閉，和開啟。3）用真空泵抽出試驗閥內的空氣，一般抽空時間為：2英寸以下需20分鐘，26英寸需3040分鐘，68英寸需4060分鐘。4）閥和關閉，和開啟。5）用10bar的氮氣加壓。6）將液氮慢慢加入低溫箱中

31、，到試驗閥的閥蓋完全被浸沒為止。7）液氮沸騰，經20分鐘后，進行泄漏檢查。8）閥關閉，開啟、卸掉試驗閥出口側壓力。9）在試驗閥入口側用氮氣加壓到規(guī)定壓力。10）用量筒測量試驗閥出口的泄漏量。11）閥關閉，和開啟，排出試驗閥內的壓力，并從液氮箱中取出。 B 保冷法 將閥門安放在保冷箱中（圖17），通入低溫介質降溫，當溫度達到規(guī)定溫度時，將低溫介質放掉，然后通入規(guī)定壓力的氮氣進行試驗。另外對大型閥門也可不用保溫箱（圖18），只是在閥門外面覆蓋有保溫材料即可，其試驗溫度為室溫加外壁溫度，測溫點46個即可。圖19為保冷法試驗配管圖。其試驗程序如下：1）試驗閥開啟。2）閥和開啟，氮氣通入試驗閥后，閥和慢

32、慢開啟，氣體放出，試驗閥冷卻。3）當閥噴出液氮后，立即將閥關閉。4）當試驗閥出口和入口的溫度達到使用溫度時，將試驗閥關閉。5）當閥噴出液氮時，立即將閥和關閉，停止供液氮。6）閥和開啟，用氮氣清洗試驗閥。7）閥和關閉，將乙烯軟管與閥連接，閥開 啟，用氮氣在實驗閥入口側加壓到規(guī)定壓力。8）用量筒測量試驗閥出口的泄漏量。9）閥關閉，試驗閥開啟，將閥和開啟，放出實驗閥內壓力，并從保溫箱中取出，試驗完畢。 在作低溫密封的同時，還應作低溫下的全開、全關操作試驗，達到啟閉靈活，無卡阻現象。 低溫操作和密封性能試驗不作為低溫閥門成品檢驗項目，只用于新產品研制或按用戶提出的抽查比例進行檢查，一般抽查10%左右。

33、 低溫閥門在生產過程中，各種零件均有油脂、塵污和鐵屑等對使用有害的物質，所以在裝配前必須將所有零件進行清洗。其過程是經丙酮、酒精以及堿等溶液洗滌后，再用蒸汽沖洗干凈，立即干燥裝配。成品經低溫試驗后，也要用蒸汽沖洗干凈，立即干燥包裝。脫脂、去污與干燥Y型止回閥 用于低溫及400以下的大口徑管道上。口徑由1436，壓力有ANSI 150和ANSI 300，結構如圖7所示： 這種止回閥類類似于蝶閥，當回流時，閥板借助于重錘重量而饒軸旋轉，向閥座方向接近，在閥板與閥座基本接觸后，由于介質及重錘的作用，閥板繼續(xù)旋轉，而使整個密封面壓緊即取得密封，如果介質仍有一部分壓力時，則此時壓力作用在閥板上，使密封面

34、得到應有的密封力而密封。 這種Y型止回閥與一般旋啟式止回閥比較，具有以下特點： 在閥板旋轉時，轉軸上方的閥板與介質作用力方向相反，使閥板與閥座密封過程中，有一阻力，但此面積小于轉軸下方的面積，而轉軸下方的閥板旋轉時與介質的回流方向一致，因此關閉力大于阻力，使閥板仍向閥座上接近，以取得密封，這樣可以減少回流時的沖擊力，避免損壞止回閥零部件，同時也可延長止回時間，減小水錘作用。 比一般旋啟式止回閥體積小，可減少閥蓋及轉軸以上的體積，基本上接近于管道尺寸。 阻力的大小還可以通過轉軸的筒形活塞進行調節(jié)，因此人為的可以控制。 電動執(zhí)行機構 電動閘閥和一部分電動蝶閥采用的電動執(zhí)行機構大致結構如圖8所示。

35、基本上滿足防爆、防塵和防潮等要求，為了減少體積，減輕重量，采用了專用電機，電機軸與蝸桿軸做成一根軸，減少了軸承和結構長度。電機轉子的慣性采用反接制動。其不同于一般電動執(zhí)行機構，亦采用計數器調節(jié)行程，用扭矩開關控制超載。機殼用鋁合金制造，由于體積小，防爆面的尺寸也隨之減小，但最大問題是此種電機為專用電機，由于電機軸與蝸桿軸同軸，為了保證精度和裝配質量，該專用電機最好與執(zhí)行機構在同一工廠內制造。 島津制作所制造的電動執(zhí)行機構技術參數如表5所示。安全閥 此裝置采用的安全閥主要是美國Crosby閥門和量具廠的產品，其次是日本Fukui se-isakusho公司和東亞閥門公司的產品。高壓蒸汽安全閥 一

36、般采用全啟式結構，由于介質無甚特殊要求，所以閥蓋用開式，而且沒有波紋管。閥瓣結構如圖9所示。技術參數壓力：124bar溫度：326背壓：0口徑：34起跳壓力：超過工作壓力3bar閥體材料鑄造碳鋼，閥瓣閥座材料16%CrNi-Mo 鋼，彈簧材料為合金鋼。全啟式波紋管安全閥 主要用于壓力小于14bar并有背壓的情況下（超過14bar壓力雖有背壓也沒有波紋管），不論什么介質：蒸汽裂解氣、烴類或甲烷。全啟式波紋管安全閥基本上是美國Crosby公司產品，如設波紋管的原因是為了保持精確的起跳壓力，不致由于泄漏使背壓改變而影響起跳壓力，因此在閥瓣上方加裝波紋管以保持固定背壓值，結構如圖10所示技術參數壓力：

37、1.514bar背壓：10bar溫度：-59160 彈簧材料選用合金鋼，波紋管材料選用316L，閥瓣和閥座選用304或316不銹鋼。低溫安全閥 從結構上低溫安全閥與常溫安全閥無特殊差別，主要是低溫安全閥需考慮低溫材料，但低溫用材與閘閥、截止閥相同，亦無特殊要求。 低溫安全閥主要是美國CROSBY公司的產品技術參數為：溫度-120以上，壓力742.8bar全部為全啟式結構。疏水器 本裝置采用的疏水器全部是日本Miy-awaki蒸汽疏水器制造有限公司一家的產品。共有三種型式：浮球式、雙金屬片式和熱動力式。分別介紹于下：浮球式疏水器 結構如圖11所示：蒸汽及冷凝水由上方之管道進入疏水器，在體腔中蒸汽滯留于上方，冷凝水積存于下部，積水逐漸增多，將空心球體浮起，則浮球上之杠桿將閥瓣壓下，積存在體腔下部的冷凝水由下邊的管道放出，待逐漸放出冷凝水，浮球隨之下降，使閥瓣桿上升，到一定程度，閥瓣與閥座接觸，繼而密封，停止排水。在體腔上方有一排氣口可以排出體腔內之空氣。技術參數壓力：ANSI 150、ANSI 300最多工作壓力為：5.0bar、17.5b