奧氏體不銹鋼超低溫閥門(mén)發(fā)展新趨勢(shì)

                           上海申弘閥門(mén)有限公司

     奧氏體不銹鋼是在使用條件下以?shī)W氏體組織或以?shī)W氏體組織為主的不銹鋼。奧氏體不銹鋼具有多種*的性能, 可用于各種不同的領(lǐng)域中, 尤其是優(yōu)異的低溫韌性使之作為低溫結(jié)構(gòu)材料而被廣泛應(yīng)用在超低溫工程中。目前, 超低溫閥大多選用奧氏體不銹鋼制造。超低溫閥門(mén)是低溫工程中*的流體管路控制裝置。超低溫閥門(mén)的功能與普通閥門(mén)基本一致, 也是用于接通或切斷管路介質(zhì)、調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力和流量。目前, 上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門(mén)、電動(dòng)閥門(mén)、高壓閥門(mén)、中壓閥門(mén)、低壓閥門(mén)、水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。超低溫閥門(mén)有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥及節(jié)流閥等類型, 主要用于氣體的液化、分離、輸送和貯存等設(shè)備上。使用溫度可達(dá) - 270 ℃以下。1概述隨著天然氣液化技術(shù)的快速發(fā)展,液化天然氣(LNG)的消費(fèi)量目前正以每年10%的速度增長(zhǎng),已成為一種新興的節(jié)能和清潔能源。LNG的主要成分為甲烷、少量乙烷、丙烷以及其他成分,其沸點(diǎn)為-162℃,熔點(diǎn)為-182℃,燃點(diǎn)為650℃。LNG的分子量小,粘度低,滲透性強(qiáng),易于泄漏和擴(kuò)散,在其生產(chǎn)、接收、運(yùn)輸和氣化等裝置中,超低溫閥門(mén)對(duì)其系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行具有極為重要的作用。目前,LNG關(guān)鍵設(shè)備用的閥門(mén)需要通過(guò)技術(shù)攻關(guān)和研發(fā)超低溫球閥、截止閥、止回閥及蝶閥等,以解決產(chǎn)品依賴于進(jìn)口和盡快國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)難題。2閥門(mén)特性2.1材料選擇(1)奧氏體不銹鋼超低溫閥門(mén)材料應(yīng)具有足夠的韌性和組織穩(wěn)定性,以保證在低溫下不會(huì)因相變導(dǎo)致變形繼而影響閥門(mén)的密封性。通常情況下體心立方結(jié)構(gòu)有明顯的低溫脆性,而面心立方結(jié)構(gòu)有很好的低溫韌塑性。選用面心立方結(jié)構(gòu)奧氏體不銹鋼304、304L、316、316L作為閥體、閥座、閥瓣及球體等關(guān)鍵零部件的材料,這些材料沒(méi)有低溫冷脆臨界溫度,在低溫條件下,仍能保持較高的韌塑性。在27～-269℃時(shí),材料304、304L、316隨著溫度的降低,其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都增高。
超低溫閥是在深冷的低溫范圍內(nèi)工作的閥門(mén)。對(duì)其工作溫度的劃界, 目前尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)定。例如俄羅斯(前蘇聯(lián)) 把在- 272～ - 153 ℃溫度范圍工作的閥門(mén)稱為超低溫閥門(mén)。日本液化石油氣管理法則把工作在低于- 150 ℃的閥門(mén)稱為超低溫閥門(mén)。我國(guó)目前尚未規(guī)定超低溫閥門(mén)的溫度界限。在閥門(mén)行業(yè), 趨向以- 100 ℃作為超低溫閥門(mén)的工作溫度上限, 也就是把工作溫度低于- 100 ℃的閥門(mén)定為超低溫度閥門(mén)。這是一種按閥門(mén)使用材料來(lái)進(jìn)行分界的方法。即當(dāng)工作溫度< 100 ℃時(shí), 閥門(mén)的主體材料選用奧氏體不銹鋼。
超低溫閥門(mén)的工作介質(zhì)不僅溫度低, 而且大部分或有毒, 或易燃易爆, 而且滲透性強(qiáng), 因此決定了對(duì)閥門(mén)用材的諸多特殊要求。
(1) 良好的耐低溫性超低溫閥不僅要求在設(shè)定的溫度下能正常工作, 同時(shí)也要保證在常溫下的工作性能。因此, 所選材料既要滿足常溫力學(xué)性能, 又要符合使用溫度下對(duì)力學(xué)性能的要求。尤其要求材料在超低溫下應(yīng)具有足夠的韌性以防止低應(yīng)力下的脆性斷裂。同時(shí)要求材料組織穩(wěn)定, 保證在使用過(guò)程中不會(huì)因相變而引起尺寸變化, 終導(dǎo)致閥門(mén)密封失效。
(2) 與介質(zhì)相容性超低溫閥門(mén)用材應(yīng)與工作介質(zhì)相容, 即對(duì)介質(zhì)具有足夠的化學(xué)抵抗力, 保證閥門(mén)在使用期限內(nèi), 與介質(zhì)相接觸材料的化學(xué)及物理性質(zhì)不會(huì)發(fā)生顯著變化。同時(shí), 閥門(mén)用材還應(yīng)符合低溫介質(zhì)防爆性的相容條件。
(3) 低的熱導(dǎo)率由于超低溫閥的工作溫度很低, 為降低傳熱, 控制熱漏, 閥門(mén)除采用特殊結(jié)構(gòu)(設(shè)置絕熱裝置) 外, 還應(yīng)選用熱導(dǎo)率相對(duì)低的材料, 以減少熱損失。
(4) 良好的焊接性能鍛焊結(jié)構(gòu)的閥體材料或?qū)高B接的閥門(mén)主體材料, 應(yīng)考慮材料的焊接性能和在使用溫度下焊縫的可靠性。需熔敷特殊合金(如Co - Cr - W 硬質(zhì)合金) 的密封面時(shí), 還應(yīng)考慮材料本身堆焊(噴焊) 的可行性。
經(jīng)過(guò)分析, 具有面心立方晶格的銅、鋁合金和奧氏體不銹鋼等材料, 因沒(méi)有低溫脆性現(xiàn)象, 故可作為超低溫閥門(mén)用材。雖然銅、鋁合金各有一定的優(yōu)點(diǎn), 但因強(qiáng)度低, 一般只用于低壓及小口徑閥門(mén)。而9 %鎳鋼雖然可用于- 196 ℃工況中, 但由于工藝復(fù)雜, 一般很少選用。只有奧氏體不銹鋼適宜作為各種規(guī)格、不同壓力等級(jí)的超低溫閥門(mén)用材。超低溫閥門(mén)性能測(cè)試軟件系統(tǒng)是針對(duì)研制的DN15-DN300型LNG超低溫用閥門(mén)進(jìn)行低溫密封性能測(cè)試過(guò)程中所需要的參數(shù)監(jiān)測(cè)、采集以及處理的專門(mén)軟件。軟件開(kāi)發(fā)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)BS 6364-1998和JB/T 7749-1995所規(guī)定的低溫閥門(mén)性能測(cè)試要求進(jìn)行,應(yīng)用虛擬儀器圖形化的編程軟件LabVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái),構(gòu)建實(shí)時(shí)檢測(cè)、采集與數(shù)據(jù)處理測(cè)試程序,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低溫閥門(mén)性能測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)自動(dòng)保存與分析處理。測(cè)試軟件系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀以RS-232串口通訊的方式把各種傳感器獲取的參數(shù)傳輸至計(jì)算機(jī),在不同測(cè)試工況下實(shí)現(xiàn)對(duì)低溫閥門(mén)各項(xiàng)性能測(cè)試參數(shù)的自動(dòng)采集與監(jiān)控。測(cè)試軟件系統(tǒng)能夠根據(jù)測(cè)試所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、存檔、打印和實(shí)時(shí)曲線繪制,并輸出測(cè)試報(bào)告。

超低溫閥門(mén)的發(fā)展

 隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，與管道輸送系統(tǒng)相配套的超低溫閥門(mén)也得到了迅速的發(fā)展。由于其溫度極低，給超低溫閥門(mén)的設(shè)計(jì)與制造帶來(lái)了一系列技術(shù)難題，例如，材料的選擇、低溫密封、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、固溶化處理，深冷處理、絕熱、質(zhì)量檢測(cè)、維修等。為了提高超低溫閥門(mén)檢測(cè)與試驗(yàn)手段，以此延長(zhǎng)該產(chǎn)品的使用壽命，近在始對(duì)外運(yùn)行與技術(shù)和質(zhì)量檢測(cè)服務(wù)，來(lái)推動(dòng)低溫閥門(mén)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。其專業(yè)對(duì)外開(kāi)展超低溫液態(tài)天然氣閥門(mén)低溫工況特性及產(chǎn)品型式的研究和低溫材料性能檢測(cè)與試驗(yàn)，減少低溫下的變形，提高使用壽命的低溫閥門(mén)檢測(cè)設(shè)備。     通過(guò)引進(jìn)深冷處理設(shè)備，為工件的深冷處理工藝等提供了有力保障。該檢測(cè)設(shè)備可廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程、、醫(yī)學(xué)研究、食品加工、遺傳工程、植物保存等領(lǐng)域。     

隨著我國(guó)石化行業(yè)的飛速發(fā)展，其加大了低溫閥門(mén)的需求量，而原來(lái)低溫閥門(mén)大都依賴進(jìn)口。近兩年，一批國(guó)內(nèi)閥門(mén)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始涉足低溫閥門(mén)領(lǐng)域。但考慮到投資成本因素，都不具備這類閥門(mén)的檢測(cè)與試驗(yàn)設(shè)備，導(dǎo)致這類閥門(mén)產(chǎn)品在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)變形等質(zhì)量問(wèn)題。上海申弘閥門(mén)有限公司把握市場(chǎng)需求，投資200多萬(wàn)元引進(jìn)國(guó)內(nèi)目前的由中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研制的超低溫閥門(mén)的試驗(yàn)與檢測(cè)設(shè)備，并在國(guó)內(nèi)閥門(mén)行業(yè)中開(kāi)展特種閥門(mén)技術(shù)和質(zhì)量檢測(cè)服務(wù)，可安全有效的使用在國(guó)內(nèi)的石油、石化、天然氣等重點(diǎn)工程項(xiàng)目上。  

  據(jù)了解，低溫閥門(mén)產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于液化氣體如氧、氮、氫，特別是液化天然氣的生產(chǎn)、運(yùn)輸和貯存裝置。天然氣在運(yùn)輸過(guò)程中需要在零下165℃以下才能變成液體，這對(duì)超低溫閥門(mén)產(chǎn)品的質(zhì)量要求非常高。上海朝光閥門(mén)有限公司引進(jìn)的這種試驗(yàn)與檢測(cè)設(shè)備，*解決了超低溫閥門(mén)的產(chǎn)品在檢測(cè)上的難題，為提高這類產(chǎn)品的質(zhì)量提供了保障。 

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8 陳俊良;廖彥平;張萬(wàn)華;段寶娣;王彥;;MDS-1型高分辨率多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[A];1991年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1991年 
9 袁學(xué)文;謝川林;高學(xué)燕;季云松;關(guān)有光;何均章;傅淑珍;周山;;384單元強(qiáng)快靶高集成度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（2003）[C];2003年 
10 陳儒軍;何繼善;羅維炳;顏良;劉石;;智能多功能多頻電磁法數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第22屆年會(huì)論文集[C];2006年 
 
 
 中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) *條  
 
 1 廣東 王慶旺;高精度離子電極信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[N];電子報(bào);2009年 
2 王志田通訊員 唐皖君;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在大慶采八全面啟用[N];中國(guó)石油報(bào);2007年 
3 曹改英 曹紅茜;PDA雨量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制及應(yīng)用[N];黃河報(bào);2008年 
4 特約記者 胡麗莉通訊員 趙增慧;大港采油一廠成功應(yīng)用DCS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[N];中國(guó)石油報(bào);2008年 
5 楊曉丹;石化裝置的“眼科醫(yī)生”[N];中國(guó)石化報(bào);2006年 
6 焦克強(qiáng);邢鋼開(kāi)發(fā)線材軋制生產(chǎn)線DCS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[N];中國(guó)冶金報(bào);2007年 
7 北京 蔡德聰 孫宇瑞;BS2系列微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[N];電子報(bào);2001年 
8 北京 蔡德聰 孫宇瑞;國(guó)外流行的一種微功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[N];電子報(bào);2001年 
9 趙保慶 張長(zhǎng)杰;多渠道融資更新設(shè)備[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2004年 
10 陳斌;遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)采集水泥企業(yè)數(shù)據(jù)[N];中國(guó)稅務(wù)報(bào);2007年 
 
 
 中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) *條  
 
 1 王學(xué)影;關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2008年 
2 陳儒軍;偽隨機(jī)多頻電磁法觀測(cè)系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2003年 
3 官英平;板材V型自由彎曲智能化控制技術(shù)的研究[D];燕山大學(xué);2005年 
4 邢素霞;非制冷紅外熱成像系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2005年 
5 錢(qián)志平;型材拉彎的智能化控制工藝?yán)碚撗芯縖D];燕山大學(xué);2009年 
6 陳赟;單圈式光電軸角編碼器原理的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2006年 
7 馬瑞;盒形件智能化拉深壓邊力控制規(guī)律的研究和實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)[D];燕山大學(xué);2006年 
8 向冬;基于CC的工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年 
9 楊嵩;錐形件智能化拉深仿真系統(tǒng)的研究[D];燕山大學(xué);2008年 
10 王秀芳;基于ARM和WLAN的油田配電網(wǎng)終端數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大慶石油學(xué)院;2008年 
 
 
 中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) *條  
 
 1 阮雙喜;基于ARM的氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制[D];吉林大學(xué);2005年 
2 趙鑫;模擬成像聲納的數(shù)字化技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年 
3 丁建平;基于ARM體系結(jié)構(gòu)的心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D];重慶大學(xué);2005年 
4 趙媛媛;γ相機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];鄭州大學(xué);2005年 
5 段文杰;基于USB1.1的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[D];太原理工大學(xué);2005年 
6 丁曉冬;瀝青路面基層沖刷作用模擬試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研制[D];長(zhǎng)安大學(xué);2005年 
7 高翔;基于USB的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年 
8 劉單;基于LabVIEW并行通信的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學(xué);2006年 
9 余德華;基于ARM的嵌入式水文數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];河海大學(xué);2006年 
10 袁文迪;基于USB2.0的多通道生物醫(yī)學(xué)信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];中國(guó)醫(yī)科大學(xué);2006年 
與本文相關(guān)的論文有：五陽(yáng)煤礦應(yīng)用閥門(mén)案例