低溫泄漏試驗

隨著液化天然氣需求的激增，低溫閥門測試變得至關(guān)重要。本文探討了低溫試驗對于確保工業(yè)部件在極端條件下的可靠性、耐久性、功能性和安全性的重要性，以及預(yù)防無組織排放和避免潛在危險情況的必要性。

近年來，對液化天然氣的需求不斷增加，造成世界各地項目的低溫閥門測試呈指數(shù)級增長。盡管在設(shè)計、工程、制造和測試方面有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但在低溫下使用的各種產(chǎn)品都未能通過實用性測試。在盡可能低的溫度下及時進(jìn)行低溫試驗?253°C是這個問題的答案。

液化天然氣（LNG）是一種相對較新的產(chǎn)品，對于大多數(shù)安裝部件（例如閥門），適用的標(biāo)準(zhǔn)說明了如何設(shè)計、制造和測試這些部件。但是，對于許多部件，沒有關(guān)于低溫條件下使用的標(biāo)準(zhǔn)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造成設(shè)備故障，造成極端危險的情況。不用說，可靠的安裝、安裝部件和其他設(shè)備至關(guān)重要。這就需要由專家進(jìn)行有關(guān)可靠性、耐久性、功能性和安全性的細(xì)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，是無色無味的氣體，其蒸汽比空氣輕，能成為未來清理能源系統(tǒng)的主要組成部分嗎？許多科學(xué)家和工業(yè)界都這么認(rèn)為。它很容易點燃，并以幾乎看不見的火焰燃燒。它是清理燃燒，不產(chǎn)生二氧化碳。當(dāng)氫與燃料電池中的氧結(jié)合時，產(chǎn)生熱量和電能，副產(chǎn)品只有水蒸氣。這些特性預(yù)示著氫的光明前景。然而，在工業(yè)部件及其應(yīng)用的可靠性和排放方面可能存在的技術(shù)挑戰(zhàn)令人擔(dān)憂。在這里，低溫試驗也扮演著重要的角色。

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。閥門的設(shè)計驗證試驗通常會發(fā)現(xiàn)大量鑄造缺點、墊片故障、零件斷裂、泄漏等。高于60%的閥門未通過測試，而閥門數(shù)據(jù)表聲稱所有零件均符合PT（壓力/溫度）要求。當(dāng)然，這是一個令人震驚的情況。它說明了專家測試的重要性。廣泛的低溫測試程序?qū)ｉT設(shè)計用于評估和證明閥門生產(chǎn)商的能力，以及演示新設(shè)計產(chǎn)品和部件的功能性能。對于閥門，采用低溫試驗來確認(rèn)閥座密封、無組織排放率和閥門的操作扭矩能力。在測試程序期間和之后，閥門都會經(jīng)歷一系列的機(jī)械和熱循環(huán)。這些包括在RT（室溫）、較高設(shè)計溫度、較低設(shè)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，在此過程當(dāng)中檢驗閥門是否存在任何潛在損壞以及磨損。

代價高昂的混亂

我認(rèn)為低溫試驗應(yīng)盡早進(jìn)行，即在制造單個部件的工廠進(jìn)行。通常情況下，用于工業(yè)應(yīng)用的單個部件在運送至客戶之前都要進(jìn)行壓力測試，以檢驗是否存在泄漏。所采用的測試類型和方法基于多種不同的標(biāo)準(zhǔn)，這通常會造成混亂的情況。因此，這些試驗的目的以及預(yù)期結(jié)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。

及時預(yù)防

ITIS進(jìn)行的低溫試驗顯示，故障率相對較高。更仔細(xì)的分析往往表明，應(yīng)用的基本材料、單個組件和/或產(chǎn)品從未經(jīng)過必要的測試或?qū)嶋H條件。在ITIS執(zhí)行的一個項目中，某一類型的閥門已用于低溫裝置。在室溫下，這些閥門的性能是完美的。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(zhí)行機(jī)構(gòu)一起工作。當(dāng)然，這可能會產(chǎn)生一些嚴(yán)重后果。在閥門配備了不同的閥座和更大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)后，可操作性問題就解決了。但是，在實際條件下的早期階段進(jìn)行專家低溫試驗完全可以避免這種情況。

清晰的畫面

適當(dāng)和完全定制的材料和零件的重要性怎么估計也不為過。設(shè)計師和生產(chǎn)商所需要的只是清楚地了解他們計劃制造的一個或多個產(chǎn)品的用途，以及他們最終必須執(zhí)行的條件。例如，許多PTFE生產(chǎn)商聲稱其工作溫度可低至-200°C（-328°F），脆性幾乎沒有增加。他們還聲稱，該產(chǎn)品在低于-268°C（-450°F）的溫度下保持高強(qiáng)度、韌性和自潤滑性。然而，在ITIS測試設(shè)施進(jìn)行的測試表明，在低于-200°C的溫度下，產(chǎn)品的強(qiáng)度和靈活性無法得到保證。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，從而造成嚴(yán)重問題的情況。這再一次證明了早期低溫測試是值得的。

無組織排放試驗

無組織排放是由于泄漏和其他非預(yù)期或不規(guī)則的氣體排放（主要來自工業(yè)活動）而造成的加壓設(shè)備的氣體或蒸汽排放。除了損失商品的經(jīng)濟(jì)成本外，無組織排放還造成空氣污染，一些蒸汽對人類健康和安全構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)和指令，如ISO 15848-1（國際標(biāo)準(zhǔn)）、TA Luft（適用于德國）和API（美國）。通過進(jìn)行泄漏試驗（最好是在盡可能早的階段）來實現(xiàn)合規(guī)性。甚至可以在啟動前、大修后或停機(jī)期間對新建的完整裝置進(jìn)行早期泄漏測試。例如，以無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(yīng)用中定位和量化泄漏。

一些專家提示避免低溫條件下發(fā)生故障

研究表明，產(chǎn)品從未在產(chǎn)品數(shù)據(jù)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。