高壓加氫裝置閥門材料、檢查與試驗
2024/1/23高壓加氫裝置閥門材料、檢查與試驗
高壓加氫裝置閥門材料、檢查與試驗
壓加氫裝置的操作條件不僅對材料的可靠性有較高的要求,而且其介質(如氫氣和硫化氫)本身對材料性質也有較高的要求,即介質對材料本身存在的缺陷比較敏感。如果材料中有非金屬夾雜、夾渣、氣孔、裂紋等不連續(xù)缺陷,容易導致氫氣的積聚,常溫下會因其形成的局部高壓而引起氫變形,甚至誘發(fā)微裂紋,同時也會使材料脆性惡化(氫脆)。
高溫下,這些缺陷更利于氫致內部脫碳的進行,從而加快材料氫腐蝕破裂的進程。而硫化氫介質則對材料的外部不連續(xù)缺陷比較敏感,尤其是在濕硫化氫環(huán)境下,外部的不連續(xù)缺陷往往成為應力腐蝕開裂的誘因。

因此,減少或限翻閥門承壓部件中的缺陷是保證其可靠性,延長其使用壽命的關鍵因素之一。閥門承壓部件的制造方法有鑄造和鍛造 2 種。鍛造件不存在氣孔、疏松、大尺寸圓形夾雜、柱狀組織和枝晶組織等缺陷,而且金屬致密,綜合機械性能好,可靠性高,因此鍛造是嗣造高壓加氫阿門承壓部件的理想方法。但考慮到大多數(shù)承壓部件的外形比較復雜,而且它們中有很多超過了一般模鍛的尺寸,故國內外大多數(shù)閥門廠對于 DN>50 mm 閥門的主要承壓部件仍采用鑄件。為了保證鑄件質量,應從冶煉、鑄造工藝和焊補 3 個主要方面進行控嗣。冶煉對材料品質的影響是最基礎的影響因素。不同的冶煉方法,得到的材料品質差別也比較大。
目前國內閥門廠普遍采用電爐冶煉,而國外的大多數(shù)閥門廠則采用 VOD 或 AOD 冶煉方法。VOD/AOD 與電爐冶煉相比,其有益合金元素燒損少,材料成分更容易接近理想狀態(tài),而且脫氣性好,有害雜質元素少,故獲得的材料品質也就比較高。鑄造工藝是影響材料性能的關鍵因素,它涉及到了鑄膜材料選擇、木模外模型涉及、澆鑄溫度控制和澆鑄方法選擇等方面。總之,有利于改善鑄件質量的鑄造工藝如精密鑄造、壓力鑄造和真空澆鑄等應作為閥門制造廠今后的發(fā)展方向。焊樸是處理鑄件缺陷的一種補救措施。
大多數(shù)鑄件都是需要焊補修理的,如果缺陷超標就給予報廢,將會增加閥門的生產(chǎn)成本。但每個閥門的焊樸數(shù)量、焊補面積和焊樸次數(shù)等應有限制,因為焊補區(qū)的金屬不同于鑄造金屬,焊補數(shù)量越多,焊補面積越大,造成鑄造金屬的不均勻性越嚴重,從而導致材料的綜合性能下降。每次焊補都相當于給鑄件一次加熱,而多次對鑄件加熱會給它帶來一系列不利的影響,故閥門的焊補次數(shù)也應有所限制。ASTM 規(guī)范中對鑄造材料的焊補提出了一定的要求,但其要求偏低,國外大多效閥門制造商的鑄件焊補控制水平均比 ASTM 規(guī)定的嚴格。
實際上,鑄件焊補的控制還反映了鑄件材料的質量與生產(chǎn)成本之間的平衡關系,因此關鍵還是要提高鑄件的鑄造質量,盡量減少鑄造缺陷,閥門的強度(水壓)試驗、密封試驗及必要的無損探傷是衡量閥門是否合格的必要條件,但井不是衡量一個閥門好壞的充分條件,至少對高壓加氫閥門來說,它們尚不能完全反映一個閥門的綜合品質。
以閥門的密封為例,一般情況下,只要保證密封件的機加工精度,就容易通過冷態(tài)下的工廠密封試驗,但它并不代表閥門在長期使用(尤其是在高溫、高壓工作工況)條件下也能保持良好的密封。一旦閥門部件出現(xiàn)磨損、腐蝕、應力松弛、變形和材料變性等問題。將會影響到閥門的密封性能,嚴重時會使密封失效。而部件金屬組織的穩(wěn)定性和均勻性、部件結構造成的局部應力水平等,都會從某種程度上影響到材料的腐蝕、應力松弛、變形和變性等問題。而材料的這些問題都是無損探傷和冷態(tài)下的壓力試驗無法檢查的,對于一般介質上應用的中低壓閥門來說,上述的問題可能不存在或者不突出,而對高壓臨氫條件下應用的閥門,這些問題將是不可忽略的。
因此,對高壓臨氫用閥門。應對其進行全方位的檢查試驗。由于閥門承壓零部件的材料品質(尤其是鑄件材料)對閥門的使用壽命影響較大。故就承壓鑄件的檢查試驗作進一步討論,鑄件材料的品質主要取決于其生產(chǎn)過程(如冶煉工藝、制造工藝等),而對其產(chǎn)品進行的各種檢查試驗僅僅是對其品質考核的一種手段,它并不能改變材料的品質。因此,閥門零部件在開始工業(yè)生產(chǎn)前進行系統(tǒng)的、科學的工藝評定就顯得尤為重要。而工藝評定中的質量定位又直接決定了材料(產(chǎn)品)的品質。結臺高壓加氫裝置的介質特點,在此提出其主要承壓零部件在工業(yè)生產(chǎn)前應進行的工藝評定項目。
上一條:電氣斯派莎克閥門定位器操作六大步驟: 下一條:抽油桿旋塞閥介紹和優(yōu)點