Las válvulas criogénicas se utilizan normalmente para manejar temperaturas extremadamente bajas y, a menudo, presiones altas, como gas natural licuado, oxígeno líquido e hidrógeno líquido. Las pruebas de válvulas criogénicas son un paso crucial para garantizar su funcionamiento seguro, confiable y eficiente en condiciones extremas.
En la producción real, a veces nos encontramos con situaciones en las que las válvulas criogénicas rigurosamente probadas tienen fugas tan pronto como se calientan. ¿Se debe esto a pruebas insuficientes? Por supuesto que no.
En condiciones criogénicas, los sellos se comprimen a la fuerza para lograr un sello. Sin embargo, la deformación elástica dentro del material no está completamente sincronizada. Cuando la válvula se calienta rápidamente desde un ambiente de -196°C a temperatura ambiente, la velocidad de rebote del material de sellado va por detrás del cambio de temperatura. Instantáneamente aparece un pequeño espacio entre las superficies de sellado previamente comprimidas, lo que permite que el medio se escape.
En pocas palabras, la esencia de las fugas es que la velocidad de recuperación de la deformación no puede seguir el ritmo del aumento de temperatura. Después de que el elemento elástico se descarga completamente de la carga criogénica, no completa inmediatamente su recuperación total de la deformación; lleva tiempo volver a su estado inicial.
Safety Preparations Beforehand
Los operadores deben usar guantes y gafas anticongelantes, familiarizarse con las características del medio criogénico y los procedimientos de respuesta de emergencia de antemano, y confirmar que las instalaciones de ventilación y extinción de incendios del sitio estén en buen estado de funcionamiento. Reduzca de antemano la presión del sistema a un rango seguro; No desmonte los componentes de la válvula bajo presión para evitar daños por congelación debido a la pulverización de medio criogénico.
Leakage Type Location and Troubleshooting
Inspeccione la empaquetadura del vástago de la válvula, la superficie de conexión de la brida y el cuerpo de la válvula en secuencia para verificar si hay escarcha o signos de filtración del medio y determine la ubicación de las fugas externas. Compruebe si hay fugas internas en la superficie de sellado observando cambios anormales en la presión y el flujo aguas abajo, o utilizando un detector de fugas con espectrómetro de masas de helio en la salida de la válvula.
Root Cause Confirmation for Temperature Rebound Leaks
Verifique el registro de tratamiento criogénico de la válvula para confirmar si se completó el proceso de fraguado criogénico de 2 a 6 horas e investigue si el rebote retrasado se debe a una liberación insuficiente de la deformación elástica del material. Inspeccione el material de sellado para confirmar si la diferencia entre su tasa de contracción criogénica y la contracción del metal del cuerpo de la válvula excede el rango permitido de diseño e investigue los espacios de sellado causados por la contracción asincrónica. Vuelva a medir la curvatura del vástago de la válvula y el par de apriete previo del perno de la brida para confirmar si hay una falla de sellado causada por el aflojamiento del perno o la deformación del vástago de la válvula a bajas temperaturas.
Minor Leakage Non-invasive Rectification
Para fugas externas menores en la empaquetadura y la brida del vástago de la válvula, apriete los pernos del prensaestopas/brida uniformemente en una secuencia diagonal, con una cantidad de apriete única que no exceda 1/4 de vuelta para evitar comprimir la empaquetadura y causar atascos en el vástago de la válvula. Para válvulas con estructuras de sello blando, use una llave para ajustar con precisión y apretar los componentes de sellado de manera adecuada para eliminar temporalmente los pequeños espacios causados por el rebote elástico.
Component Replacement Rectification
Si el apriete no es efectivo, desmonte la válvula y reemplácela con una empaquetadura de PTFE o grafito resistente al envejecimiento adecuada para condiciones de funcionamiento a baja temperatura. Instale el empaque de manera escalonada (30°~45°) alrededor de cada anillo para asegurar un sellado uniforme. Reemplace la junta de sellado compatible con bajas temperaturas y vuelva a apretar los pernos de la brida en diagonal al par estándar para eliminar los espacios de sellado causados por la contracción asincrónica.
Deep Fault Rectification
Si el asiento de la válvula o el núcleo de la válvula están deformados o dañados, reemplácelos directamente con una válvula de baja temperatura del mismo modelo, vuelva a realizar el conformado criogénico de acuerdo con las especificaciones y luego vuelva a ensamblar. Para las fugas en el cuerpo de la válvula causadas por poros o microfisuras, se utilizan técnicas de sellado por inyección o soldadura a presión para su reparación. Después de la reparación, se vuelve a realizar una prueba de fuga de helio a baja temperatura para verificar el rendimiento del sellado.
Después del reensamblaje, primero se realiza una prueba de resistencia hidrostática a temperatura ambiente para confirmar que no hay fugas estructurales en el cuerpo de la válvula. Luego se completa una prueba de sellado a temperatura ambiente introduciendo gas helio. A continuación, la válvula se sumerge en nitrógeno líquido para enfriarla a -196 ℃ y se mantiene a una temperatura estable para completar la prueba de sellado a baja temperatura. Después de que la válvula vuelve naturalmente a la temperatura ambiente, se vuelve a medir la tasa de fuga a temperatura ambiente. Solo después de confirmar que no hay fugas secundarias después de regresar a la temperatura ambiente y que la rectificación está calificada se puede poner en uso la válvula.
