Cryogenic valves are typically used to handle extremely low temperatures and often high pressures, such as liquefied natural gas, liquid oxygen, and liquid hydrogen. Cryogenic valve testing is a crucial step in ensuring their safe, reliable, and efficient operation under extreme conditions. In actual production, we sometimes encounter situations where rigorously tested cryogenic valves leak as soon as they are warmed up. Is this due to insufficient testing? Of course not. Under cryogenic conditions, the seals are forcibly compressed to achieve a seal. However, the elastic deformation within the material is not fully synchronized. When the valve rapidly warms up from a -196°C environment to room temperature, the rebound speed of the sealing material lags behind the temperature change. A tiny gap instantly appears between the previously compressed sealing surfaces, allowing the medium to leak out. Simply put, the essence of leakage is that the deformation recovery speed cannot keep up with the pace of temperature rise. After the elastic element is completely unloaded from the cryogenic load, it does not immediately complete its full deformation recovery; it takes time to return to its initial state.

O que você deve fazer nesta situação?

Lista de verificação de inspeção no local

Safety Preparations Beforehand Os operadores devem usar luvas e óculos anticongelantes, familiarizar-se com antecedência com as características do meio criogênico e os procedimentos de resposta a emergências e confirmar se a ventilação no local e as instalações de combate a incêndio estão em boas condições de funcionamento. Reduza previamente a pressão do sistema para uma faixa segura; não desmonte os componentes da válvula sob pressão para evitar danos por congelamento causados ​​pela pulverização de meio criogênico. Leakage Type Location and Troubleshooting Inspecione a vedação da haste da válvula, a superfície de conexão do flange e o corpo da válvula em sequência para verificar se há gelo ou sinais de infiltração média e determine a localização de vazamentos externos. Verifique se há vazamentos internos na superfície de vedação observando alterações anormais na pressão e no fluxo a jusante ou usando um detector de vazamento com espectrômetro de massa de hélio na saída da válvula. Root Cause Confirmation for Temperature Rebound Leaks Verifique o registro do tratamento criogênico da válvula para confirmar se o processo de configuração criogênica de 2 a 6 horas foi concluído e investigue se o rebote atrasado é devido à liberação insuficiente da deformação elástica do material. Inspecione o material de vedação para confirmar se a diferença entre sua taxa de contração criogênica e a contração do metal do corpo da válvula excede a faixa permitida pelo projeto e investigue as lacunas de vedação causadas pela contração assíncrona. Meça novamente a curvatura da haste da válvula e o torque de pré-aperto do parafuso do flange para confirmar se há falha na vedação causada pelo afrouxamento do parafuso ou deformação da haste da válvula em baixas temperaturas.

II. Lista de verificação de operação de retificação no local

Minor Leakage Non-invasive Rectification Para pequenos vazamentos externos na gaxeta e no flange da haste da válvula, aperte os parafusos da sobreposta/flange uniformemente em uma sequência diagonal, com um único aperto que não exceda 1/4 de volta para evitar comprimir a gaxeta e causar emperramento da haste da válvula. Para válvulas com estruturas de vedação suave, use uma chave inglesa para ajustar com precisão e apertar os componentes de vedação adequadamente para eliminar temporariamente pequenas folgas causadas pelo ressalto elástico. Component Replacement Rectification Se o aperto for ineficaz, desmonte a válvula e substitua-a por uma gaxeta de PTFE resistente ao envelhecimento ou de grafite, adequada para condições operacionais de baixa temperatura. Instale a gaxeta de maneira escalonada (30°~45°) ao redor de cada anel para garantir uma vedação uniforme. Substitua a junta de vedação compatível com baixa temperatura e reaperte os parafusos do flange diagonalmente com o torque padrão para eliminar as lacunas de vedação causadas pelo encolhimento assíncrono. Deep Fault Rectification Se a sede da válvula ou o núcleo da válvula estiverem deformados ou danificados, substitua-os diretamente por uma válvula de baixa temperatura do mesmo modelo, execute novamente a modelagem criogênica de acordo com as especificações e, em seguida, remonte. Para vazamentos no corpo da válvula causados ​​por furos ou microfissuras, técnicas de injeção pressurizada ou vedação por soldagem são usadas para reparo. Após o reparo, um teste de vazamento de hélio em baixa temperatura é realizado novamente para verificar o desempenho da vedação.

III. Etapas de verificação pós-retificação

Após a remontagem, primeiro é realizado um teste de resistência hidrostática à temperatura ambiente para confirmar que não há vazamento estrutural no corpo da válvula. Um teste de vedação à temperatura ambiente é então concluído com a introdução de gás hélio. Em seguida, a válvula é imersa em nitrogênio líquido para esfriar até -196°C e mantida a uma temperatura estável para completar o teste de vedação em baixa temperatura. Depois que a válvula retorna naturalmente à temperatura ambiente, a taxa de vazamento à temperatura ambiente é medida novamente. Somente após confirmar que não há vazamento secundário após retornar à temperatura ambiente e que a retificação está qualificada a válvula pode ser colocada em uso.