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石油化工裝置的低溫調(diào)節(jié)閥應(yīng)用探討
閱讀：466 發(fā)布時間：2014-12-2
低溫閥門在國內(nèi)石油化工行業(yè)中通常系介質(zhì)溫度為－40～－196℃的閥門。低溫閥門主要用于乙烯裝置、液化天然氣裝置、LNG裝置、空分裝置以及變壓吸附制氧等對于化工廠品生產(chǎn)起決定作用的重要裝置上，其重要作用隨著石油化工行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大以及新產(chǎn)品、新工藝的發(fā)展愈發(fā)得到體現(xiàn)，其性能和可靠性直接影響這些工業(yè)成套裝置的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。低溫閥門因其特殊性，故而其設(shè)計、請購及試驗檢驗等方面與普通閥門有明顯區(qū)別。在請購時只明確規(guī)格、型號、材質(zhì)及結(jié)構(gòu)就滿足采購要求的做法是不完善的。因為低溫閥門制造廠家為了產(chǎn)品競爭，各自均在低溫閥門采購技術(shù)附件和低溫閥門規(guī)格書的規(guī)定下，進(jìn)行不同程度的自主設(shè)計，形成了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此在低溫閥門采購時需要較詳盡的提出正確的技術(shù)要求，與低溫閥門廠家協(xié)調(diào)取得共識，并編寫詳細(xì)的技術(shù)文件。
編寫詢價階段時的低溫閥門采購技術(shù)文件
在項目整體請購時接我們收到各個裝置（或各個工段）的閥門材料，并進(jìn)行匯總工作。此時的閥門材料表會包括各種型式、各種材質(zhì)以及各種規(guī)格的閥門。這些閥門大致可以分為普通閥門和特殊閥門。普通閥門比如有：普通金屬閥門（含閘閥、截止閥、止回閥等）、普通非金屬襯里閥門（含蝶閥、截止閥、止回閥等）、普通非金屬閥門等；特殊閥門比如有：高溫閥門、低溫閥門、耐磨閥門、氧用閥門等。因不同廠家制造的閥門會各有優(yōu)勢品種，在發(fā)采購技術(shù)附件或技術(shù)標(biāo)書的時候必須分開提出。所以低溫閥門通常可以作為一個獨(dú)立的采購包發(fā)出，并需要編寫低溫閥門采購技術(shù)說明書。
低溫閥門采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定
低溫閥門的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)、試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)、連接型式標(biāo)準(zhǔn)以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)（需要時）等等。比如美國標(biāo)準(zhǔn)中除了滿足常規(guī)閥門標(biāo)準(zhǔn)（API594、API600、API602、API609、API6D、API598、ASMEB16.10、ASMEB16.34）要求，還應(yīng)滿粗低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)（MSSSP－134等標(biāo)準(zhǔn)）要求；國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中除了滿足常規(guī)閥門標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12234、GB/T12235、GB/T12236、GB/T12237、GB/T13927、GB/T12221、GB/T12224）要求，還有滿足低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)（JB/T7749、GB/T24918、GB/T24925等標(biāo)準(zhǔn)）要求。不同的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)或試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)，反映在低溫閥門的結(jié)構(gòu)、長度、配置、安全級別也可能不相同，導(dǎo)致其價格也不相同。一般來講API、ASME標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門比JB、GB標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門貴一些。
除設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)、試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)、連接型式標(biāo)準(zhǔn)以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)（需要時）這些基本標(biāo)準(zhǔn)以外，產(chǎn)品所涉及的其它標(biāo)準(zhǔn)也一定要填寫全，否則可能會因此帶來麻煩。例如當(dāng)?shù)蜏亻y門為對焊連接時，還應(yīng)給出其接管尺寸及壁厚標(biāo)準(zhǔn)、焊接接頭焊縫坡口應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。
低溫閥門操作條件
操作條件包括低溫閥門的操作溫度、壓力和操作介質(zhì)情況等，它是低溫閥門設(shè)計和制造的一個重要依據(jù)。例如，當(dāng)?shù)蜏亻y門有執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，制造商將根據(jù)介質(zhì)的zui大值壓力差及要求項確定其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大小，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大小對其價格的影響是極大的。特別說明的是低溫閥門的閥體在長期承受介質(zhì)溫度反復(fù)變化的操作條件下產(chǎn)生的溫變應(yīng)力和連接管道引起的附加應(yīng)力等操作條件的總載荷下，應(yīng)能保持足夠的強(qiáng)度。
低溫閥門規(guī)格書
對低溫閥門來說，它應(yīng)包括閥門型號、公稱直徑、公稱壓力、端面連接型式及標(biāo)準(zhǔn)、法蘭密封面型式、結(jié)構(gòu)型式、閥體材料及材料標(biāo)準(zhǔn)、閥蓋材料及材料標(biāo)準(zhǔn)、閥座/閥瓣材料、閥桿材料、閥內(nèi)件號、閥桿填料、閥蓋墊片、閥蓋螺栓/螺母材料、執(zhí)行機(jī)構(gòu)用的公用條件（如有）以及其它一些重要的補(bǔ)充信息等內(nèi)容。該項的填寫較繁瑣，并且至關(guān)重要，如果漏項或錯項，有可能會給采購工作帶來麻煩，尤其是對國外工程項目，有可能會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并可能影響到工程項目施工的進(jìn)度。這個是低溫閥門采購的核心部分，特別是對于能否正確而經(jīng)濟(jì)的選購合適的低溫閥門產(chǎn)品來說尤為重要。以下是國內(nèi)某個石油化工項目的閥門規(guī)格書（閘閥），如表1所示。
表1某國內(nèi)石油化工項目閥門規(guī)格書
低溫閥門特殊技術(shù)要求
詢價技術(shù)文件并不是zui終簽定合同用的技術(shù)合同附件，因為此時供貨廠家尚未確定，前來投標(biāo)的制造商情況又不盡相同，一些技術(shù)要求不便具體提出。此時可以將一些對產(chǎn)品質(zhì)量有影響的問題提出來，由制造商來回答。例如制造商擬采用的材料冶煉方法、工藝評定的項目、型式試驗的項目和交貨狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特征、原產(chǎn)地、同類產(chǎn)品的應(yīng)用業(yè)績、交貨期、售后服務(wù)、質(zhì)量保證期等等。如：低溫閘閥、低溫截止閥、低溫球閥、低溫蝶閥的閥蓋應(yīng)根據(jù)不同的使用溫度要求需要制造商設(shè)計成便于保冷的長頸閥蓋結(jié)構(gòu)，以保證填料函底部的溫度保持在0℃以上，閥門長頸部分可采用與本體材質(zhì)相同的無縫鋼管對焊到閥蓋和填料箱上，焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力，閥桿與長頸部分之間的間隙應(yīng)按對流熱損失盡可能小來設(shè)計，長頸部分按MSSSP－134－2006要求應(yīng)有足夠的壁厚。又如：低溫閥門應(yīng)采取防止閥體中腔異常升壓的措施，低溫系統(tǒng)的彈性閘板閘閥應(yīng)在高壓側(cè)的閘板上開一個泄壓孔；低溫系統(tǒng)的球閥在高壓側(cè)按SH/T3059－2012要求應(yīng)有泄壓結(jié)構(gòu)或泄壓孔，具體泄壓方式由制造廠確定。對于這些特殊技術(shù)要求，往往有時是極為關(guān)鍵的，因為它是我們對低溫閥門設(shè)計的關(guān)鍵點。在這里需要注意的是：低溫閥門用材料按工作溫度及材料性能進(jìn)行選擇，并應(yīng)符合下列要求：
1）在工作溫度下，材料不應(yīng)產(chǎn)生低溫脆性破壞；2）在工作溫度下，材料的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定，以防止材料相變而引起體積變化。用于－100℃以下的低溫閥門，其閥體、閥蓋、閥瓣、閥座、閥桿等零件在精加工前應(yīng)進(jìn)行深冷處理，即將零件浸放在液氮箱中進(jìn)行冷卻，當(dāng)零件溫度達(dá)到－196℃時，開始保溫1～2h，然后取出箱外自然處理到常溫，重復(fù)循環(huán)2次；3）采用焊接結(jié)構(gòu)時，必須考慮到材料焊接性能及低溫下焊縫的可靠性；4）在低溫工況下頻繁操作的低溫閥門，按GB/T24925－2010《低溫閥門技術(shù)條件》要求，其內(nèi)件材料應(yīng)能避免引起卡阻、咬合和擦傷等現(xiàn)象。
編寫詢價階段時的低溫閥門采購技術(shù)文件
在項目整體請購時接我們收到各個裝置（或各個工段）的閥門材料，并進(jìn)行匯總工作。此時的閥門材料表會包括各種型式、各種材質(zhì)以及各種規(guī)格的閥門。這些閥門大致可以分為普通閥門和特殊閥門。普通閥門比如有：普通金屬閥門（含閘閥、截止閥、止回閥等）、普通非金屬襯里閥門（含蝶閥、截止閥、止回閥等）、普通非金屬閥門等；特殊閥門比如有：高溫閥門、低溫閥門、耐磨閥門、氧用閥門等。因不同廠家制造的閥門會各有優(yōu)勢品種，在發(fā)采購技術(shù)附件或技術(shù)標(biāo)書的時候必須分開提出。所以低溫閥門通常可以作為一個獨(dú)立的采購包發(fā)出，并需要編寫低溫閥門采購技術(shù)說明書。
低溫閥門采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定
低溫閥門的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)、試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)、連接型式標(biāo)準(zhǔn)以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)（需要時）等等。比如美國標(biāo)準(zhǔn)中除了滿足常規(guī)閥門標(biāo)準(zhǔn)（API594、API600、API602、API609、API6D、API598、ASMEB16.10、ASMEB16.34）要求，還應(yīng)滿粗低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)（MSSSP－134等標(biāo)準(zhǔn)）要求；國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中除了滿足常規(guī)閥門標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12234、GB/T12235、GB/T12236、GB/T12237、GB/T13927、GB/T12221、GB/T12224）要求，還有滿足低溫閥門標(biāo)準(zhǔn)（JB/T7749、GB/T24918、GB/T24925等標(biāo)準(zhǔn)）要求。不同的設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)或試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)，反映在低溫閥門的結(jié)構(gòu)、長度、配置、安全級別也可能不相同，導(dǎo)致其價格也不相同。一般來講API、ASME標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門比JB、GB標(biāo)準(zhǔn)制造的閥門貴一些。
除設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)、試驗檢驗標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)、連接型式標(biāo)準(zhǔn)以及使用材料標(biāo)準(zhǔn)（需要時）這些基本標(biāo)準(zhǔn)以外，產(chǎn)品所涉及的其它標(biāo)準(zhǔn)也一定要填寫全，否則可能會因此帶來麻煩。例如當(dāng)?shù)蜏亻y門為對焊連接時，還應(yīng)給出其接管尺寸及壁厚標(biāo)準(zhǔn)、焊接接頭焊縫坡口應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。
低溫閥門操作條件
操作條件包括低溫閥門的操作溫度、壓力和操作介質(zhì)情況等，它是低溫閥門設(shè)計和制造的一個重要依據(jù)。例如，當(dāng)?shù)蜏亻y門有執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，制造商將根據(jù)介質(zhì)的zui大值壓力差及要求項確定其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大小，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大小對其價格的影響是極大的。特別說明的是低溫閥門的閥體在長期承受介質(zhì)溫度反復(fù)變化的操作條件下產(chǎn)生的溫變應(yīng)力和連接管道引起的附加應(yīng)力等操作條件的總載荷下，應(yīng)能保持足夠的強(qiáng)度。
低溫閥門規(guī)格書
對低溫閥門來說，它應(yīng)包括閥門型號、公稱直徑、公稱壓力、端面連接型式及標(biāo)準(zhǔn)、法蘭密封面型式、結(jié)構(gòu)型式、閥體材料及材料標(biāo)準(zhǔn)、閥蓋材料及材料標(biāo)準(zhǔn)、閥座/閥瓣材料、閥桿材料、閥內(nèi)件號、閥桿填料、閥蓋墊片、閥蓋螺栓/螺母材料、執(zhí)行機(jī)構(gòu)用的公用條件（如有）以及其它一些重要的補(bǔ)充信息等內(nèi)容。該項的填寫較繁瑣，并且至關(guān)重要，如果漏項或錯項，有可能會給采購工作帶來麻煩，尤其是對國外工程項目，有可能會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，并可能影響到工程項目施工的進(jìn)度。這個是低溫閥門采購的核心部分，特別是對于能否正確而經(jīng)濟(jì)的選購合適的低溫閥門產(chǎn)品來說尤為重要。以下是國內(nèi)某個石油化工項目的閥門規(guī)格書（閘閥），如表1所示。
表1某國內(nèi)石油化工項目閥門規(guī)格書
低溫閥門特殊技術(shù)要求
詢價技術(shù)文件并不是zui終簽定合同用的技術(shù)合同附件，因為此時供貨廠家尚未確定，前來投標(biāo)的制造商情況又不盡相同，一些技術(shù)要求不便具體提出。此時可以將一些對產(chǎn)品質(zhì)量有影響的問題提出來，由制造商來回答。例如制造商擬采用的材料冶煉方法、工藝評定的項目、型式試驗的項目和交貨狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特征、原產(chǎn)地、同類產(chǎn)品的應(yīng)用業(yè)績、交貨期、售后服務(wù)、質(zhì)量保證期等等。如：低溫閘閥、低溫截止閥、低溫球閥、低溫蝶閥的閥蓋應(yīng)根據(jù)不同的使用溫度要求需要制造商設(shè)計成便于保冷的長頸閥蓋結(jié)構(gòu)，以保證填料函底部的溫度保持在0℃以上，閥門長頸部分可采用與本體材質(zhì)相同的無縫鋼管對焊到閥蓋和填料箱上，焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力，閥桿與長頸部分之間的間隙應(yīng)按對流熱損失盡可能小來設(shè)計，長頸部分按MSSSP－134－2006要求應(yīng)有足夠的壁厚。又如：低溫閥門應(yīng)采取防止閥體中腔異常升壓的措施，低溫系統(tǒng)的彈性閘板閘閥應(yīng)在高壓側(cè)的閘板上開一個泄壓孔；低溫系統(tǒng)的球閥在高壓側(cè)按SH/T3059－2012要求應(yīng)有泄壓結(jié)構(gòu)或泄壓孔，具體泄壓方式由制造廠確定。對于這些特殊技術(shù)要求，往往有時是極為關(guān)鍵的，因為它是我們對低溫閥門設(shè)計的關(guān)鍵點。在這里需要注意的是：低溫閥門用材料按工作溫度及材料性能進(jìn)行選擇，并應(yīng)符合下列要求：
1）在工作溫度下，材料不應(yīng)產(chǎn)生低溫脆性破壞；2）在工作溫度下，材料的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定，以防止材料相變而引起體積變化。用于－100℃以下的低溫閥門，其閥體、閥蓋、閥瓣、閥座、閥桿等零件在精加工前應(yīng)進(jìn)行深冷處理，即將零件浸放在液氮箱中進(jìn)行冷卻，當(dāng)零件溫度達(dá)到－196℃時，開始保溫1～2h，然后取出箱外自然處理到常溫，重復(fù)循環(huán)2次；3）采用焊接結(jié)構(gòu)時，必須考慮到材料焊接性能及低溫下焊縫的可靠性；4）在低溫工況下頻繁操作的低溫閥門，按GB/T24925－2010《低溫閥門技術(shù)條件》要求，其內(nèi)件材料應(yīng)能避免引起卡阻、咬合和擦傷等現(xiàn)象。