關于LNG低溫閥門技術發(fā)展趨勢的詳細說明

      目前，LNG關鍵設備用的閥門按功能主要分為調節(jié)閥、關斷閥等閥門類型，其中調節(jié)閥包括單座直通閥、多級降壓調節(jié)閥、蝶閥三類；關斷閥包括閘閥、截止閥、蝶閥和球閥五類；其他閥門類型還包括安全閥、真空閥和熱釋放閥等。LNG閥門在裝置中起重要的切斷、止回、調節(jié)等作用，并且其正常工作溫度約-163℃，因此在閥門設計時，除了要遵循一般閥門的設計原則，還需要滿足在深冷工況及易燃易爆介質下安全、密封可靠、開關靈活等要求。閥門主體材料不應產生低溫脆性破壞，同時還應耐介質的腐蝕性，并且材料的組織結構應穩(wěn)定，以防止材料相變而引起體積變化。采用焊接結構時，應選擇焊接性能及低溫下焊縫的可靠性好的材料。閥桿與閥體間的密封一般采用填料函密封結構或波紋管密封結構。閥門的中法蘭密封和法蘭連接式閥門的外部連接，采用的墊片必須在常溫、低溫及溫度變化下具有可靠的密封性和復原性。                                        
    LNG的主要成分為甲烷、少量乙烷、丙烷以及其他成分，其沸點為-162℃，熔點為-182℃，燃點為650℃。LNG的分子量小，黏度低，滲透性強，易于泄漏和擴散，在其生產、接收、運輸和氣化等裝置中，超低溫閥門對其系統(tǒng)的安全可靠運行具有極為重要的作用。
    LNG閥門的閥體、閥蓋、閥瓣、閥座、閥桿等零件在精加工前宜進行深冷處理，消除由于這些部件材料因發(fā)生組織轉變導致的體積變化。閥門外泄漏主要集中在閥體/壓蓋法蘭處和上閥桿填料處，在閥體/壓蓋處及閥桿處引入唇式密封的密封方式，可以很好控制閥門的外泄漏。閥門的測試和檢驗，除包含閥門在常溫下的測試和檢驗外，還有閥門在低溫狀態(tài)下的試驗，主要包括低溫試驗、外泄漏試驗和中腔泄壓實驗。
   LNG低溫閥門領域的專利申請在2006年以前呈現出穩(wěn)定增長趨勢（如圖1申請年曲線所示），而從2006年開始呈現出快速增長的趨勢。從主要IPC小類來看，這種快速增長主要是因為F17C與F16K專利數量的增加引起的（如圖2所示），其中F17C為壓縮、液化或固化氣體容器技術，F16K為轉軸（閥門）技術。從IPC大組分類號來看，F17C小類下的技術主要集中于容器的填裝與排放部件（F17C-13/00），排放液化或固化氣體的方法或裝置（F17C-009/00、F17C-007/00）、制冷技術（F25B-009/00）、液化與固化技術（F25J-001/00），具體包括：閥的配置與安裝（F17C-13/04）、指示計量與監(jiān)控裝置（F17C-13/02））、汽化裝置（F17C-009/02）、液化氣填裝技術（F17C-005/02）、循環(huán)制冷技術（F25B-009/14）、醫(yī)學冷凍技術（A61B-018/02）等。