lng化工天燃气超低温背压阀操作应用-亚博安卓

一：lng化工天燃气超低温背压阀操作应用概述
 随着石油、化工和燃气行业的迅速发展，尤其是液化天然气(lng)作为一种新兴能源的广泛应用，导致lng用深冷阀门的需求量大增。根据国家能源战略，我国将积极参与世界油气市场的开发。由于lng常压下的温度为-162℃，且易燃易爆，因此在设计lng深冷阀门时，对其密封性能提出了更高和更严格的要求。        

析了低温对阀门非金属密封副、金属密封副、填料和垫片密封性能的影响，从材料选用和结构设计等方面提出了应对措施和注意事项。背压阀是一种用于调节流体压力的阀门。其原理是通过调节阀门的开度来限制流体的流速和流量，从而控制管道中的压力。当管道中的压力超过设定值时，背压阀会自动打开，让一部分流体流出，以降低管道中的压力。当管道中的压力降低到设定值以下时，阀门会自动关闭，阻止流体继续流出。背压阀通常用于需要稳定压力的流体系统中，例如给水系统、蒸汽系统等。它们可以保证管道中的压力稳定，避免管道爆炸或其他安全问题的发生。

lng化工天燃气超低温背压阀操作应用是怎么工作的
单向背压阀是一种用于控制流体流动方向和压力的阀门。它的工作原理是利用阀门内部的弹簧或活塞，使流体只能在一个方向上流动，同时阻止反向流动。当流体在正向方向上流动时，阀门打开，流体可以自由通过；当流体在反向方向上流动时，阀门关闭，阻止流体通过，从而达到控制流体流动方向和压力的目的。在工业生产中，单向背压阀常常被用于控制管道系统中的流量和压力，以保证系统的正常运行。它广泛应用于石油、化工、冶金、电力等领域，是一种非常重要的流体控制装置。
       阀门的密封性能是考核阀门质量优劣的主要指标之一，其主要包括在两个方面，即内密封性能和外密封性能。内密封是指阀座与关闭件之间对介质所达到的密封程度。如球阀的球体与阀座之间的密封，蝶阀的蝶板与阀座之间的密封，截止阀的阀瓣与阀座之间的密封，闸阀的闸板与阀座之间的密封等。这些密封型式主要有平面密封、球面密封及锥面密封等。密封材料可以分为金属对非金属材料密封和金属对金属材料密封。外密封是指阀杆填料部位的密封和中法兰垫片部位的密封。在某些介质不允许排入大气的特殊工况下，外密封比内密封更为重要。

二：lng化工天燃气超低温背压阀操作应用内密封性能的影响
2.1　非金属密封圈
在常温下工作的球阀和蝶阀等一般均采用金属对非金属材料密封圈。由于非金属材料的弹性大，获得密封所需的比压小，因此密封性好。但是在低温状态下，由于非金属材料的膨胀系数较金属材料大得多，使得其低温时的收缩量与金属密封件、阀体等配合件的收缩量相差较大，从而导致密封比压严重降低而产生无法密封的结果。大多数非金属材料在深冷温度下会变硬和变脆，失去韧性，从而导致冷流和应力松弛。如橡胶在温度低于其玻璃化温度时，会失去弹性，变成玻璃态，失去其密封性。另外橡胶在lng介质中存在泡胀性，也无法用于lng阀门。因此目前在设计低温阀门时，一般温度低于-70℃时不再采用非金属密封副材料，或将非金属材料通过特殊工艺加工成金属与非金属复合结构型式。
     据国外资料记载，也有部分非金属材料可以在深冷状态下很好的应用。在70年代，爱尔兰合金有限公司的一种新型塑料“slip shod"，是一种超高分子量的聚乙烯，在-269℃温度仍具有很好的韧性，承受一定冲击应力时不断裂，而且能保持相当的抗磨性。法国研制的mylar型塑料在液氢(-253℃)温度下仍具有相当的弹性。前苏联h.t.洛马宁柯的聚碳酸脂密封座在液氮(-196℃)温度下进行密封性试验，数据表明聚碳酸脂在低温下具有良好的密封效果。

2.2　lng化工天燃气超低温背压阀操作应用金属密封圈
在低温条件下，金属材料的强度和硬度提高，塑性和韧性降低，呈现出不同程度的低温冷脆现象，严重影响到阀门的性能和安全。为了防止材料在低温下的低应力脆断，在设计低温阀门时，一般温度高于 -100℃采用铁素体不锈钢材料，而温度低于 -100℃时，阀体、阀盖、阀杆、密封座等大多采用具有面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等。但因铝及铝合金的硬度不高，密封面的耐磨、耐擦伤性能较差，所以在低温阀门中应用极少。一般使用奥氏体不锈钢材料居多，常用的有0cr18ni9、00cr17ni12mo2(304、316l)等，这些材料没有低温冷脆临界温度，在低温条件下，仍能保持较高的韧性。
      但是，奥氏体不锈钢作为低温阀门的金属密封圈材料也存在着某些不足。因为这类材料的大部分在常温下处于亚稳定状态，当温度降低到相变点(ms)以下时，材料中的奥氏体会转变成马氏体。对于体心立方晶格的马氏体致密度低于面心立方晶格的奥氏体，且由于部分碳原子规则化排列占据体心立方点阵位置，使晶格沿c轴方向增长，从而体积发生变化引起内部应力的增加，使原本经研磨后达到密封要求的密封面产生翘曲变形，造成密封失效。

      除了低温相变引起密封面变形失效外，由于零件各部分的温度差或由于不同材料间物理性能的差异，引起收缩不均，也会产生温变应力。当应力低于材料的弹性极，就会在密封面产生可逆性的弹性扭曲。当某一部分的温变应力超过了材料的屈服极，零件将发生不可逆转的扭曲变形，同样会造成密封面的失效，影响密封效果。

lng化工天燃气超低温背压阀操作应用

       针对低温对金属密封副的影响，必须采取相应的措施，以使金属密封面的变形最小或密封面的变形对密封性能的影响最小。首先在材料方面尽量选用金相组织稳定性较高的材料(如316l但成本较高)。其次对于阀体、阀盖、阀杆、密封件等奥氏体材料制作的零件必须进行低温处理，以使材料的马氏体转变和变形得到充分进行后再进行精加工。低温处理的温度应低于材料相变温度(ms)且低于阀门实际工作温度，处理时间以2～4h为宜，如需要可以进行多次低温处理或进行适当的时效处理。除了以上措施，在结构设计时也要进行考虑，以降低密封面变形对密封性能的影响，如在进行闸阀、球阀和蝶阀设计时可以考虑采用弹性密封结构，以使低温变形得到部分补偿。对于截止阀应采用锥面密封结构，使低温变形对密封面的影响较小。

   调节背压阀安装不符合要求而出故障会造成巨大的浪费，反之，安装得当，可保证正常使用，并可延长使用寿命。减少维修工作量和获得良好的系统控制性能。
 1、安装调节背压阀总体上应考虑以下方面:
(1) 安全:安装过程中人员和设备的安全。
(2)控制性能:配管系统压力损失应与计算调节背压阀尺寸时所考虑的压力损失一致，以保证所需的流量特性。进出口应尽量保证足够的直管段。
(3)安装位置:应有足够的空间便于操作人员手动操作(包括旁路操作)以及保证调节背压阀和附件的就地拆卸和维修的可能性。
(4)调节背压阀组：一般在工艺过程配管中均按装切断阀和旁路阀与调古阀配成阀组以适应设备连续操作的需要。维修调节背压阀时用切断阀隔离，用旁路阀调节。

二、lng化工天燃气超低温背压阀操作应用的实地安装:
安装人员首先应认识到调节背压阀是一种精密的仪表设备， 不准碰撞跌摔，以免损坏。具体注意以下几点:
(1)背压阀好正立垂直按装在管道上。阀自重较大和有震动场合应加支承架。
(2)阀体要避免因前后配管或设备的法兰严重不同轴而受到过大的应力。
(3)在初次开工前和停工检修后应先冲洗配管系统后装调节背压阀。或在阀前按装滤网。
(4)务必按照阀体上流介质动方向的箭头安装调节背压阀。