低温阀门不锈钢冷处理
时间:2017-01-23 阅读:2324
大部分Cr - Ni 奥氏体不锈钢在常温下处于亚稳定状态, 而在超低温范围内会因晶格畸变而发生马氏体转变。马氏体开始转变时的温度即为马氏体转变点(亦称相变点) , 用符号Ms 来表示。Ms 点的温度主要取决于固溶在奥氏体内合金元素的量。
当奥氏体不锈钢的工作温度等于或低于其马氏体转变点Ms 时, 就会发生马氏体转变。因马氏体的比容比奥氏体的大, 由此而引起的体积膨胀和组织应力会使零件尺寸发生变化, zui终导致阀门泄漏。为防止材料在使用过程中发生马氏体转变, 需对其进行深冷处理。
深冷处理是将奥氏体不锈钢材料浸在冷却剂中进行冷却、保冷, 使之发生马氏体转变的一种工艺方法。深冷处理可使材料预先进行马氏体转变, 以保证在使用中的组织稳定性。深冷处理一般在零件的精加工之前进行。深冷处理的温度应以材料的Ms 点为依据。材料不同, Ms 点各异。即使是同一牌号的材料, 由于批次(或炉号) 的不同, 其Ms 点也各不相同, 而且差别很大。有的在超低温范围的上限附近即可产生马氏体转变。马氏体的转变量随温度的降低而增加, 为确保工件在使用过程中的组织稳定性, 深冷处理所用介质的温度需等于或低于阀门工作温度。深冷处理的冷却介质多采用液氮或液氦等溶液。可根据阀门使用温度来确定。浸在深冷介质中的零件达到介质温度(介质表面所冒气泡*消失) 时, 即可计算保冷时间。根据实践经验, 保冷1~2h 即能达到处理目的。时间过长, 对马氏体的转变无明显影响。保冷结束即可将零件取出在空气中放冷至常温。
经过一次深冷处理后, 奥氏体不锈钢的马氏体转变基本完成, 一般情况下可以满足使用要求。对于密封性要求较严或靠介质压力密封的超低温止回阀, 可增加深冷处理的次数。
适用于
适用于介质温度-40℃~ -196℃的阀门称之为低温阀门。
低温阀门包括低温球阀、低温闸阀、低温截止阀、低温安全阀、低温止回阀,低温蝶阀,低温针阀,低温节流阀,低温减压阀等,主要用于乙烯,液化天然气装置,天然气LPG LNG储罐,接受基地及卫星站,空分设备,石油化工尾气分离设备,液氧、液氮、液氩、二氧化碳低温贮槽及槽车、变压吸附制氧等装置上。输出的液态低温介质如乙烯、液氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等,不但易燃易爆,而且在升温时要气化,气化时,体积膨胀数百倍。
液化天然气阀门的材料非常重要,材质不合格,会造成壳体及密封面的外漏或内漏;零部件的综合机械性能、强度和钢度满足不了使用要求甚至断裂。导致液化天然气介质泄漏引起爆炸。因此,在开发、设计、研制液化天然气阀门的过程中,材质是首要关键的问题。
经过多年制造,已积累了丰富的经验,从设计、工艺到制造日趋成熟,并已开发形成了低温阀门的系列产品。
产品规格和设计参数:
1.压力等级:150、300、600Lb、900LB、1500LB(45MPa)。
2.阀门通径:15~1200 mm ( 1/2~48" )。
3.连结形式:法兰式、焊接式、螺纹。
4.阀门材料:LCB、LC3、CF8。
5.工作温度:-46℃、-101℃、 -196℃、-253℃。
6.适用介质:液化天然气、乙烯、丙烯等。
7.驱动方式:手动、伞齿轮传动、电动 。
低温阀门标准与产品结构:
1.设计:API6D、JB/T7749
2.阀门常规检查和试验:按API598标准。
3.阀门低温检查和试验:按JB/T7749。
4.驱动方式: 手动、伞齿轮传动及电动驱动装置。
5.阀座形式: 阀座采用焊接结构,密封面堆焊钴基硬质合金,保证阀门的密封性能。
6.闸板采用弹性结构,在进压端设计卸压孔。
7.单向密封的阀门阀体上标有流向标志。
8.低温球阀、闸阀、截止阀,蝶阀采用长颈结构,以保护填料。
9.超低温球阀标准:JB/T8861-2004。
低温阀门材料选择:
1.阀体、阀盖采用:LCB(-46℃)、LC3(-101℃)、CF8(304)(-196℃)。
2.闸板:不锈钢堆焊钴基硬质合金。
3.阀座:不锈钢堆焊钴基硬质合金。
4.阀杆:0Cr18Ni9。
低温阀门制造和试验:
对所生产的低温阀门制定了严格的制造工艺和采用设备,对零件的加工进行严格的质量控制。经特殊的低温处理,将粗加工的零件置于冷却介质中数小时(2-6小时),以释放应力,确保材料的低温性能,保证精加工尺寸,以防阀门在低温工况时,因温度变化造成变形而导致的泄漏。阀门的装配与普通阀门也不同,零件需经过严格的清洗,除去任何油污,以保证使用性能。
低温阀门试验设备:
1.低温阀试验装置
2.液氮储存装置
3.低温处理槽
4.低温试验台,以保证阀门在低温工况条件下的性能
5.其它
低温阀门试验和检验:
对低温阀的主要零部件作低温处理并每批抽样作低温冲击试验,以保证阀门在低温工况时不脆裂,经得起低温介质冲击。
对每台阀门进行以下试验:
1.常温壳体强度试验;
2.常温低压上密封试验;
3.常温低压密封试验;
4.低温上密封气密试验(有上密封时);
5.低温气密封试验等,以确保整台低温阀门符合标准的规定;
6.对主要零部件作低温处理并每批抽样作低温冲击试验,以保证阀门在低温工况时不脆裂,经得起低温介质冲击;
7.低温(深冷 )阀门均按相应材料规范进行低温处理和冲击试验;
8.搞静电功能更加强大,阀体与阀杆或内件与阀体间导通电阻小于1欧姆。
低温阀门其他参数:
→ 阀体轻、尺寸小。
为了减少阀体的热损失,特别是为了保证阀门超低温下的使用,特意设计成重量轻、尺寸小的阀体。
→ 长轴阀有低温流体流经的阀,采用长阀杆形式,可以避开外部热的作用使压盖保持常温,以防止盖密封件的性能降低。此
长度是通过计算、试验而得出的*长度。
→ 理想的阀座
软密封构造:在SW、BW形式下,阀体不能从配管上拆下为了不换修阀体阀座采用软接触阀座。阀芯密封采用低温特性稳定
性好的含有15%玻璃纤维的特氟陲或戴氟隆,还可根据需要自行更换。硬金属密封构造:金属密封用于闸阀及有防火要求的
阀上。是在阀座的接触面加上钨铬钴合金金属衬套,提高表面硬度,提高防烧伤及耐磨性能。
→ 气化升压构造闸阀采用挠性构造,实行全部密闭。因此,此时阀体内部的液化气体被密封,在吸收了外部热量温度上升时
,就会出现再气化现象,引起阀门内部民常升压。为了防止此种现象,采用了在阀芯上开设减压孔的构造。而久性出色的
压盖填料在压盖部位采用南昌久性好的特氟隆环形填料。此填料可依靠内压具有自压密封性能,因此,用较小 的紧固力
矩就可轻松地进行控制。且摩擦力小,因此操作轻便。
→ 垫片垫片是使用了含有具有稳定密封性的陶瓷填充材料的特氟隆材质。另外,还使用权用具有对于常温、低温频繁转换的
及对温度变化密封稳定性的缠有涡旋形金属表面的垫片。