李金城 
近年來，對液化天然氣的需求不斷增加，導致世界各地項目的低溫閥門測試呈指數級增長。盡管在設計、工程、制造和測試方面有著嚴格的標準，但在低溫下使用的各種產品都未能通過實用性測試。在盡可能低的溫度下及時進行低溫試驗?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品，對于大多數安裝部件（例如閥門），適用的標準說明了如何設計、制造和測試這些部件。但是，對于許多部件，沒有關于低溫條件下使用的標準可用或集成。由于液化天然氣的危險性質，在不了解其功能的情況下安裝組件可能導致設備故障，導致極端危險的情況。不用說，可靠的安裝、安裝部件和其他設備至關重要。這就需要由專家進行有關可靠性、耐久性、功能性和安全性的細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，能成為未來清潔能源系統的主要組成部分嗎？許多科學家和工業界都這么認為。它很容易點燃，并以幾乎看不見的火焰燃燒。它是清潔燃燒，不產生二氧化碳。當氫與燃料電池中的氧結合時，產生熱量和電能，副產品只有水蒸氣。這些特性預示著氫的光明前景。然而，在工業部件及其應用的可靠性和排放方面可能存在的技術挑戰令人擔憂。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?液態氧（-183℃）和液態氬（-186℃）。位于荷蘭南部的該公司還被要求定期測試適用于液態氫（-253℃）的產品。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
經驗表明，進行上述低溫試驗是完全必要的。閥門的設計驗證試驗通常會發現大量鑄造缺陷、墊片故障、零件斷裂、泄漏等。超過60%的閥門未通過測試，而閥門數據表聲稱所有零件均符合PT（壓力/溫度）要求。當然，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專門設計用于評估和證明閥門制造商的能力，以及演示新設計產品和部件的功能性能。對于閥門，采用低溫試驗來確認閥座密封、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，閥門都會經歷一系列的機械和熱循環。這些包括在RT（室溫）、較高設計溫度、較低設計溫度下進行試驗，然后進行另一次RT試驗，最后進行拆卸，在此過程中檢查閥門是否存在任何潛在損壞以及磨損。
代價高昂的混亂
我認為低溫試驗應盡早進行，即在制造單個部件的工廠進行。通常情況下，用于工業應用的單個部件在運送至客戶之前都要進行壓力測試，以檢查是否存在泄漏。所采用的測試類型和方法基于多種不同的標準，這通常會導致混亂的情況。因此，這些試驗的目的以及預期結果經常被誤解和誤用，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。
及時預防
ITIS進行的低溫試驗顯示，故障率相對較高。更仔細的分析往往表明，應用的基本材料、單個組件和/或產品從未經過必要的測試或實際條件。在ITIS執行的一個項目中，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行機構一起工作。當然，這可能會產生一些嚴重后果。在閥門配備了不同的閥座和更大的執行機構后，可操作性問題就解決了。但是，在實際條件下的早期階段進行專家低溫試驗完全可以避免這種情況。
清晰的畫面
適當和完全定制的材料和零件的重要性怎么估計也不為過。設計師和制造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品的用途，以及他們最終必須執行的條件。例如，許多PTFE制造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，該產品在低于-268°C（-450°F）的溫度下保持高強度、韌性和自潤滑性。然而，在ITIS測試設施進行的測試表明，在低于-200°C的溫度下，產品的強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，從而導致嚴重問題的情況。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期或不規則的氣體排放（主要來自工業活動）而導致的加壓設備的氣體或蒸汽排放。除了損失商品的經濟成本外，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成潛在危害。因此，工業部件必須符合許多關于危險物質排放的國際標準和指令，如ISO 15848-1（國際標準）、TA Luft（適用于德國）和API（美國）。通過進行泄漏試驗（最好是在盡可能早的階段）來實現合規性。甚至可以在啟動前、大修后或停機期間對新建的完整裝置進行早期泄漏測試。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，用于在各種行業和應用中定位和量化泄漏。
一些專家提示防止低溫條件下發生故障
檢查您打算用于產品的材料的所有信息是否可用。有時根據制造商提供的PT（壓力/溫度）圖選擇閥座和密封件。然而，當在較低的溫度或壓力速率下使用時，產品的性能可能會有所不同。
確保您的產品沒有灰塵和/或油，并且在安裝或測試之前完全干燥。在許多情況下，在靜水壓試驗期間使用液體，如帶有緩蝕劑的水。在較低溫度下，這可能導致故障。
使用適用于所涉及流體的密封件和墊片，并結合使用密封件和墊片的特定溫度條件。
研究表明，產品從未在產品數據表中提到的條件（最低/最高溫度）下或暴露在該條件下進行測試。
獲取有關您將要使用的產品的完整性及其應用的必要數據。至少在實際條件下（溫度、壓力、運行周期等）測試產品。
一些材料最好冷卻到特定的最低溫度速率/持續時間，以防止故障。溫度變化過大可能導致材料收縮或開裂。
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