اختبار الصمامات للتبريد العميق

يُعد اختبار الصمامات للتبريد العميق وسيلة مهمة للتحقق من أداء صمامات درجات الحرارة المنخفضة. تختلف طريقة اختبار الصمامات لدرجات الحرارة المنخفضة المحددة في المعيار الحالي عن ظروف العمل الفعلية. يمكن أن يؤدي التشغيل غير السليم بسهولة إلى تشويه نتائج الاختبار وحتى تلف الصمام الذي تم اختباره. ستخضع الصمامات التي ننتجها لاختبارات احترافية لدرجات الحرارة المنخفضة.

لماذا تختار صمامات نيوينتج؟

أمنيتنا هي أن تجد كل ما تحتاجه لدينا دون الحاجة للبحث في مكان آخر!

ما تحتاج لمعرفته حول اختبار الصمامات للتبريد العميق!

اختبار الصمامات للتبريد العميق

يُعد اختبار درجات الحرارة المنخفضة وسيلة مهمة للتحقق من أداء صمامات درجات الحرارة المنخفضة، وكما هو مذكور في المعيار الحالي، يجب إجراؤه بشكل مختلف وفقًا لظروف العمل. قد يؤدي إجراء الاختبار بشكل غير صحيح إلى تشويه نتائج الاختبار أو حتى تلف الأنبوب قيد الاختبار.

في هذه الورقة، سنتعامل بشكل أساسي مع الهيكل الخاص لدرجات الحرارة المنخفضة صمام كروي, ، مع تحليل المشكلات التي يمكن أن تحدث بسهولة في اختبار هذا الصمام واقتراح بعض الإجراءات المضادة بناءً على خبرة التشغيل الفعلية.

مقدمة

تُستخدم الصمامات الكروية على نطاق واسع في أنظمة الأنابيب ذات درجات الحرارة المنخفضة نظرًا لخصائص الفتح والإغلاق السريعة، والإغلاق الموثوق، والبنية البسيطة، والوزن الخفيف، ومقاومة التدفق الصغيرة. باستثناء عدد صغير من التصميمات الخاصة وغير النمطية، فإن معظم الصمامات الكروية المستخدمة في أنابيب درجات الحرارة المنخفضة الصناعية هي تصميمات مقاعد صمامات لينة غير معدنية. نظرًا لظروف التشغيل القاسية والوظائف الحرجة، فإن لديها متطلبات إغلاق عالية وتقييم أداء صارم. يُعد اختبار الأداء عملية رئيسية في عملية التصنيع والاستخدام. يتمتع اختبار درجات الحرارة المنخفضة للصمامات الكروية ببعض الخصوصيات، ويُعتقد أن فهم وإتقان المبادئ والطرق وخصائصه يمكن أن يحسن جودة المنتج ويضمن التصميمات الآمنة والفعالة.

اختبار درجات الحرارة المنخفضة للصمام

1) النطاق

يهدف اختبار صمام درجات الحرارة المنخفضة إلى اختبار أداء الصمام في درجات الحرارة المنخفضة في بيئة العمل المحاكاة لدرجات الحرارة المنخفضة ويمكنه تقييم أداء الصمام في درجات الحرارة المنخفضة. حاليًا، المعايير الرئيسية المطبقة في اختبار صمامات درجات الحرارة المنخفضة هي: GB / T24925-2010، BS 6364: 1984، إلخ.

تشمل المحتويات الرئيسية لاختبار درجات الحرارة المنخفضة ما يلي:

 فحص حالة إحكام الحشوات (الجوانات)

 حشو الغدد، الأختام العلوية

 الأداء التشغيلي للجهاز بأكمله تحت ظروف الضغط. تشمل معايير الاختبار:

 جسم الصمام

 غطاء الصمام (بونيه)

 جذع الصمام

 قرص الصمام

 غدة التعبئة

 مادة التبريد

 درجة الحرارة المحيطة

 الفقد اللحظي

 الفقد التراكمي والمتوسط عند مخرج الصمام

 التقلبات القصوى لمتوسط ضغط الاختبار

 وسط الاختبار هو الهيليوم بشكل عام.

2) جهاز الاختبار

يتكون جهاز الاختبار بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء: نظام درجات الحرارة المنخفضة، ونظام الضغط، ونظام القياس والتحكم.

يستخدم نظام درجات الحرارة المنخفضة النيتروجين السائل كمبرد لخلق بيئة مناسبة لدرجات الحرارة المنخفضة. يجب أن يحتوي على وضعين للتبريد: الغمر والرش. من بين هذه، يجب أن تكون طريقة التبريد بالرش قادرة على الوصول إلى درجة حرارة قابلة للتعديل من 0 إلى -196 درجة مئوية. يجب أن يكون مصدر الضغط المطلوب لوسط الاختبار القيم قادرًا على إعادة التدوير وإعادة الاستخدام قدر الإمكان؛ نظام القياس والتحكم مسؤول عن جمع واستقراء وتقييم مختلف الكميات الفيزيائية أثناء عملية الاختبار، لإدارة المعلمات المساعدة.

ومعلمات الاختبار وللتحكم في عملية جهاز الاختبار بأكمله. توفير واجهة كاملة بين الإنسان والآلة.

3) عملية الاختبار

قبل اختبار درجات الحرارة المنخفضة، يجب تجفيف الصمام قيد الاختبار تمامًا لإزالة الشحوم والحطام الموجود في الصمام. قم بتركيب صمام درجات الحرارة المنخفضة في خزان اختبار درجات الحرارة المنخفضة، وقم بتوصيل جميع الوصلات، وتأكد من أن جزء الحشو في الصمام يقع فوق غطاء العزل وأن درجة الحرارة تبقى أعلى من 0 درجة مئوية. اغمر الصمام في سائل درجات الحرارة المنخفضة، وقم بتغطية الطرف العلوي للجزء المتصل بين جسم الصمام والغطاء، أو استخدم فوهة لرش سائل درجات الحرارة المنخفضة بالتساوي أسفل عنق غطاء الصمام لتبريد الصمام إلى درجة الحرارة المقابلة للاختبار. احتفظ به لبعض الوقت حتى تستقر درجة الحرارة في كل مكان ويكون تغير درجة الحرارة في حدود ± 5 درجة مئوية. افتح وأغلق الصمام عدة مرات للتحقق من أداء تشغيله عند درجات الحرارة المنخفضة؛ أغلق الصمام، وقم بزيادة الضغط في اتجاه التدفق الطبيعي وقم بإجراء اختبار التسرب. ثم ضع الصمام في وضع نصف مفتوح، وأغلق صمام الإبرة عند نهاية المخرج وتحقق من إحكام حشية الصمام، والوصلة بين جسم الصمام والغطاء. قارن نتائج الاختبار بالمعايير المقابلة، وقم بتقييم النتائج واستخلص استنتاجًا.

مشاكل يجب الانتباه إليها في اختبار الصمامات الكروية منخفضة الحرارة

1) الاختلافات عن ظروف العمل الفعلية

تستخدم طرق اختبار درجات الحرارة المنخفضة التي توصي بها المعايير الحالية والبيانات تقريبًا جميعها طريقة التبريد الخارجي، أي استخدام مبرد لاستخلاص الحرارة من خارج الصمام قيد الاختبار لتقليل درجة حرارة الصمام. ظروف العمل الفعلية للصمام منخفض الحرارة هي: سائل درجة الحرارة المنخفضة يتدفق من داخل الصمام ويتلامس الجزء الخارجي مع بيئة درجة الحرارة العادية أو درجة الحرارة المرتفعة نسبيًا.

المشكلة التي تجلبها طريقة التبريد الخارجي هي أن صمام درجة الحرارة المنخفضة ينتج تدرجًا حراريًا معاكسًا لظروف العمل الحقيقية في المرحلة الأولية للاختبار. بالنسبة للصمام الكروي منخفض الحرارة، يتم تبريد جسم الصمام وغطاء الصمام بسرعة، مما يؤدي إلى انكماش الحجم.

في هذا الوقت، لم تبرد الكرة ومقعد الصمام تمامًا بعد، ويرجع ذلك أساسًا إلى التأثير العازل لمقعد الصمام غير المعدني، مما يؤخر عملية انتقال الحرارة بشكل أكبر. في هذه المرحلة، يتغير الاقتران الأصلي وقد يتم بثق مقعد الصمام غير المعدني أو حلقة الختم غير المعدنية لمقعد الصمام المدمج بشكل مفرط، مما يجعل من الصعب على كل مكون التحرك.

نسمي هذه الظاهرة:

قفل درجة الحرارة المنخفضة.

يؤدي قفل درجة الحرارة المنخفضة إلى تشوه دائم للمقعد غير المعدني للصمام، وهي ظاهرة تُعرف باسم “التدفق البارد”، ويتميز معامل التمدد الحراري للمواد غير المعدنية مثل PTFE بأنه أكبر من معامل المواد المعدنية. تنكمش الأجزاء الداخلية، وينخفض الضغط المحدد للحشية أو يختفي، وتفشل مجموعة الحشيات. حتى لو كان المنتج مؤهلاً في اختبار درجة الحرارة المنخفضة، يمكن دائمًا وجود تدرج درجة الحرارة في ظروف العمل الفعلية لخط الأنابيب ذي درجة الحرارة المنخفضة، ويكون مستوى درجة حرارة غلاف الصمام أعلى من مستوى الأجزاء الداخلية، وسيتم تقليل ضغط الختم المحدد المضاف مسبقًا أثناء التجميع وقد لا يزال تأثير الختم يحدث.

2) قفل درجة الحرارة المنخفضة

الأضرار الناجمة عن قفل درجة الحرارة المنخفضة تكون في بعض الأحيان خطيرة. بالإضافة إلى بثق مقعد الصمام، ستتضرر أيضًا المثبتات وعناصر الختم التي تربط الغلاف بسبب زيادة الإجهاد بشكل غير طبيعي، وسوف يتشابك الغلاف والأجزاء الداخلية. بعد الشد، يكون وضع الإجهاد معقدًا، وفي الحالات الشديدة، قد يتسبب في تغييرات هيكلية دائمة. عندما يتم قفل صمام الكرة ذو درجة الحرارة المنخفضة عند درجة حرارة منخفضة، فمن الأفضل عدم إجراء عمليات الفتح والإغلاق على الفور. عمليات الفتح والإغلاق في هذا الوقت ستنتج بسهولة سلسلة من الخدوش على سطح الإغلاق للصمام المقعد تحت تأثير إجهاد كبير، بل وتتسبب في منفذ الكرة. ظاهرة “العض والقطع” على مقعد الصمام تجعل مقعد الصمام غير صالح تمامًا.

الوسيلة الفعالة لمنع أضرار قفل درجة الحرارة المنخفضة هي التحكم في معدل التبريد، والحفاظ على الصمام في وضع الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل أثناء عملية التبريد، ومحاولة قياس درجة الحرارة داخل الصمام، والحفاظ على وقت استقرار معين لدرجة الحرارة، ومحاولة القيام بأكبر قدر ممكن قبل عمليات الفتح والإغلاق.

3) تأثير خصائص المواد عند درجات الحرارة المنخفضة

حاليًا، المواد المعدنية لصمامات درجات الحرارة شديدة الانخفاض، وخاصة صمامات درجات الحرارة شديدة الانخفاض لسوائل الغاز الطبيعي المسال والسوائل الأخرى، هي بشكل أساسي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من نوع Ni-Cr مثل 304، 304L، 316، 316L، والتي لا تزال تحتفظ بقوة وصلابة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة. ولكن هذه المواد لها أيضًا بعض العيوب، فهي فولاذ مقاوم للصدأ غير مستقر، وسيخضع لتحول معدني إلى مارتنسيت في درجات الحرارة المنخفضة. كثافة المارتنسيت ذي الشبكة البلورية المكعبة المتمركزة على الجسم أقل من كثافة الأوستينيت السطحي ذي الشبكة البلورية المكعبة المتمركزة سطحيًا، مما يؤدي بعد التحول في درجات الحرارة المنخفضة إلى تمدد في الحجم وتشوه في الأجزاء.

علاوة على ذلك، فإن انخفاض درجة الحرارة سيؤدي أيضًا إلى انكماش البنية المعدنية، مما يولد بدوره إجهادًا حراريًا، وعندما يتجاوز هذا الإجهاد حد الخضوع للمادة، فإنه ينتج تشوهًا دائمًا لا رجعة فيه. لذلك، فإن عملية المعالجة بالتبريد العميق لدرجات الحرارة المنخفضة أجزاء الصمام بالغة الأهمية. الغرض من المعالجة بالتبريد العميق هو ضمان حدوث هذه التحولات الطورية والتشوهات بالكامل قبل التشطيب، وذلك لضمان الاستقرار الهيكلي للأجزاء والمكونات النهائية.

يمكن أن يتسبب صمام درجة الحرارة المنخفضة الذي لم تخضع أجزاؤه للمعالجة بالتبريد العميق في تدهور الأداء العام للآلة بأكملها بعد دخولها بيئة درجات الحرارة المنخفضة. عادةً ما يكون مقعد الصمام غير المعدني لصمام الكرة ذي درجة الحرارة المنخفضة مصنوعًا من بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) أو بولي كلورو ثلاثي فلورو إيثيلين (PCTFE). درجة حرارة التقصف النظرية لـ PTFE و PCTFE هي -180 ~ -195 درجة مئوية، ولكن في الواقع التجاري، لا يمكن للمنتجات المشتراة كيميائيًا الوصول إلى تلك الدرجة، والضرر الناجم عن هشاشة مقعد الصمام عند درجات الحرارة المنخفضة يكون شديدًا في بعض الأحيان. لقد فقد مقعد الصمام المتقصف قدرته على التعويض المرن. إذا لم تكن دقة الكرة عالية بما فيه الكفاية، يصعب تحقيق الإحكام، خاصة بسبب متطلبات التسرب الصفري لمقاعد الصمامات ذات الإحكام اللين المنصوص عليها في المعايير الصينية. بالإضافة إلى ذلك، تزداد صلابة مقعد الصمام المتقصف بشكل كبير، مما قد يتسبب في تلف سطح الكرة أو تقصف مقعد الصمام.

4) تأثير معدل التبريد

إن معدل التبريد بالغمر صعب التحكم فيه بالفعل، ويعتمد على حالة سطح الصمام والموصلية الحرارية للمادة. ولكن طريقة الرش يمكنها تعديل معدل التبريد عن طريق التحكم في كمية رذاذ النيتروجين السائل. من الناحية النظرية، يمكن لمعدل التبريد المنخفض تقليل فرق درجة الحرارة بين داخل وخارج الصمام وتقليل تدرج درجة الحرارة، وهو أمر مفيد لعملية الاختبار، ولكنه سيزيد من استهلاك النيتروجين السائل.

يجب تحديد معدل التبريد وفقًا للمعلمات المحددة للصمام الذي يتم اختباره، مثل القطر،, سُمك جدار, الظروف الهيكلية، المكونات الداخلية وما إلى ذلك. معدل التبريد السريع للغاية سيؤدي إلى تفاقم ظاهرة القفل عند درجات الحرارة المنخفضة، وسيؤدي تدرج درجة الحرارة الكبير جدًا إلى إجهاد داخلي عالٍ، مما يؤدي إلى تلف المكونات.

التحكم في استهلاك المبرد والاختبار والوسط

1) استهلاك المبرد والتحكم فيه

يجب أن يكون الاستهلاك المثالي للمبرد في اختبار درجات الحرارة المنخفضة هو:

الحرارة المطلوبة لتقليل صمام الاختبار
+
المرافق المساعدة في خزان الاختبار من درجة حرارة الغرفة إلى
درجة الحرارة المحددة
=
إجمالي كمية الحرارة الكامنة للتبخر للمبرد المستهلك

يعد تقليل استهلاك المبرد إجراءً هامًا لخفض تكلفة الاختبار. لتقليل استهلاك المبرد، يمكننا البدء من الجوانب التالية:

اختر خزان اختبار بدرجة حرارة منخفضة بالحجم المناسب
قلل المساحة الزائدة في خزان الاختبار قدر الإمكان، واستخدم السعة الحرارية (استخدم مواد أصغر لملء المساحة الزائدة)
بالنسبة للاختبارات التي تتطلب تعديل درجة الحرارة، حاول تعديل درجة الحرارة عن طريق الرش لتجنب الغمر بعد تخفيف المبرد بالكحول
رتّب الاختبارات بشكل مركزي، ويمكن اختبار المنتجات ذات المواصفات نفسها بشكل مستمر، وذلك للاستفادة العقلانية من السائل المتبقي
عزز إجراءات العزل الحراري لتقليل الفقد الإضافي في سعة التبريد

2) استهلاك وسط الاختبار والتحكم فيه

وسط اختبار درجات الحرارة المنخفضة هو بشكل عام الهيليوم، وهو غاز خامل، ودرجة حرارة تسييله تحت الضغط الجوي القياسي هي -269 درجة مئوية، وهو وسط مناسب أكثر لاختبار الصمامات في درجات الحرارة المنخفضة. ومع ذلك، فإن سعر الهيليوم في السوق مرتفع، واستهلاك الهيليوم في اختبار درجات الحرارة المنخفضة للصمامات ذات القطر الكبير والضغط العالي ضخم. لذلك، فإن التحكم في الاستهلاك واستعادة الهيليوم وإعادة استخدامه له أهمية كبيرة. من حيث المبدأ، فإن تقنية استعادة الهيليوم ليست معقدة، المهم هو قابلية التشغيل

عمليته وتصميم السلامة للتشغيل. وقد قلق البعض بشأن نقاء الهيليوم بعد الاستعادة. في الواقع، لا يتطلب اختبار الصمام في درجات الحرارة المنخفضة نقاءً عاليًا للهيليوم. علاوة على ذلك، أثناء اختبار الصمام في درجات الحرارة المنخفضة، يتم أولاً تطهير تجويف الصمام بالهيليوم لإزالة الهواء من التجويف الداخلي.

البيئة ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة أثناء اختبار الصمام في درجات الحرارة المنخفضة قد تجاوزت نقطة التسييل والتكثيف لمعظم المواد، ونقاء الهيليوم المستعاد له تغيير طفيف، وله تأثير ضئيل على الاستخدام المتكرر لاختبار درجات الحرارة المنخفضة.

احتياطات السلامة

يعد اختبار الصمام في درجات الحرارة المنخفضة عملاً خطيرًا واحتياطات السلامة مهمة للغاية. مخاطره لها عواقب وخيمة خاصة في:

نقص الأكسجين الموضعي الناجم عن تبخر كمية كبيرة من النيتروجين السائل (مما قد يسبب اختناق الأفراد)
احتمالية حدوث “حروق” درجات حرارة منخفضة للأفراد
تناثر سائل التبريد بسبب تسرب كمية كبيرة من وسيط الاختبار
درجة حرارة منخفضة للأدوات والمقاييس. تلف

لذلك، يجب أن تحافظ منطقة عمل اختبار درجات الحرارة المنخفضة على تهوية جيدة، وإذا لزم الأمر، يجب إجراء تهوية قسرية اصطناعية. من الضروري وضع إجراءات التشغيل لاختبار صمامات درجات الحرارة المنخفضة للمؤسسة بشكل علمي ومعقول على أساس المعايير ذات الصلة. يجب أن يحمل المشغلون شهادات وأن يكونوا مجهزين بمعدات الحماية والسلامة اللازمة. يجب إيلاء اهتمام خاص لحماية أجزاء الجسم المكشوفة مثل الوجه واليدين. أثناء التشغيل في درجات حرارة منخفضة، يُمنع منعًا باتًا عمل شخص واحد في الموقع.

يجب ضبط وظيفة الإيقاف الطارئ على معدات الاختبار، ويجب وضع أجزاء التشغيل الخاصة بها في أكثر المواقع وضوحًا وسهولة في التشغيل. بالنسبة للاختبارات ذات الضغط العالي والقطر الكبير والمعلمات العالية الأخرى، يجب إجراء العمليات عن بُعد قدر الإمكان. يجب أن يكون للصمام قيد الاختبار تدابير تثبيت وتثبيت في خزان اختبار درجات الحرارة المنخفضة. عند اختيار الأدوات والمقاييس، يجب الانتباه إلى خصائص مقاومتها لدرجات الحرارة المنخفضة واستقرار أدائها في درجات الحرارة المنخفضة، وذلك لمنع أجزائها غير المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة من ملامسة بيئة درجات الحرارة المنخفضة. بالنسبة للمعدات المكشوفة ذات درجات الحرارة المنخفضة أو الأجزاء ذات درجات الحرارة المنخفضة من المعدات، يجب وضع علامات تحذير وعزل لتجنب الإصابة العرضية للأفراد غير المعنيين.

خاتمة

هناك فرق بين طريقة اختبار صمامات درجات الحرارة المنخفضة المطلوبة بموجب المعيار الحالي وظروف التشغيل الفعلية لصمامات درجات الحرارة المنخفضة. يجب التحكم في معدل التبريد وطريقة التبريد ووقت الاحتفاظ بشكل معقول لجعل ظروف الاختبار قريبة قدر الإمكان من ظروف العمل الفعلية. بالنسبة لاختبار الصمامات الكروية في درجات الحرارة المنخفضة، يجب الانتباه إلى خصائص المواد التي تتكون منها في درجات الحرارة المنخفضة لتجنب تلف الصمام المختبر مثل الانسداد في درجات الحرارة المنخفضة والتدفق البارد. سائل التبريد ووسيط الاختبار في اختبار صمامات درجات الحرارة المنخفضة باهظ الثمن ويستهلكان بكميات كبيرة، لذلك يجب الانتباه إلى التحكم في الاستهلاك، أو يجب إعادة تدويرهما وإعادة استخدامهما. بالإضافة إلى ذلك، يجب تعزيز احتياطات السلامة ومراقبتها عن كثب في جميع الأوقات لمنع إلحاق الضرر بالأفراد والمعدات.

لماذا تختار صمامات XinHui؟

مخصصة حسب الطلب

نرحب ترحيباً شديداً بالعملاء لجلب متطلباتهم الصناعية، لدينا حلول الصمامات الصناعية تشمل التخصيص حسب الطلب! نستخدم أفضل المواد لإنتاج صمامات متوافقة مع المعايير، إذا كنت بحاجة إلى خدمات تخصيص الصمامات، يرجى الاتصال بنا على الفور

جودة الصمامات

تتحكم Xinhui Valve بصرامة في جودة المنتجات في كل عملية؛ من ناحية أخرى، تعمل على تحسين جودة عمل الموظفين؛ وتسعى باستمرار لتحقيق الأداء العالي والجودة العالية للمنتجات، وتلتزم بأن تصبح العلامة التجارية المفضلة لمنتجات الصمامات لغالبية المستخدمين. .

خدمات احترافية

سيقوم مندوب المبيعات لدينا بالإجابة على أسئلتك المهنية المتعلقة بالصناعة، وأسئلة المنتجات، وأسئلة النقل، وما إلى ذلك. موظفو الخدمة لدينا متواجدون عبر الإنترنت لمدة 7 × 12 ساعة. إذا واجهت مشاكل في فرق التوقيت، فيرجى الانتظار بصبر للحصول على ردنا، وسنقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن.

تقنية عالية وجديدة

بصفتنا شركة ذات تقنية عالية في الصين، يمكننا تقديم رسومات عينات كاملة للصمامات، ودعم فني لعملية إنتاج الصمامات، ودعم فني مثل أدلة الصيانة، وكتب حسابات القوة. الأسئلة الشائعة حول تشغيل الصمامات.

ابتكار البحث والتطوير

استثمرت Xinhui Valve الكثير من القوى العاملة والأموال في البحث والتطوير المبتكر للصمامات، وافتتحت مختبرات وغرف فحص وغرف بحث وتطوير. يتم تطوير 20 نوعًا من المنتجات الجديدة كل عام. صمامات مخصصة للصناعة للعملاء، وعشرات المنتجات في ظروف صمامات قاسية.

المعايير الدولية

تفي الصمامات التي ننتجها بمؤشرات اختبار دولية مختلفة، ويتم تصنيع جميع أنواع الصمامات وقبولها وفقًا للمعايير المحلية ذات الصلة مثل GB و JB، بالإضافة إلى المعايير الدولية مثل ANSI و API و JIS و BS. DIN. يرجى الاتصال بنا لمعايير الإنتاج الخاصة.

نحن لسنا مجرد مصنع للصمامات، بل ناشرون لمعرفة الصناعة أيضًا

اطلب عرض سعر لمزيد من التفاصيل