As válvulas criogênicas são normalmente usadas para lidar com temperaturas extremamente baixas e, muitas vezes, pressões altas, como gás natural liquefeito, oxigênio líquido e hidrogênio líquido. O teste de válvula criogênica é uma etapa crucial para garantir sua operação segura, confiável e eficiente sob condições extremas.
Na produção real, às vezes encontramos situações em que válvulas criogênicas rigorosamente testadas vazam assim que são aquecidas. Isso se deve a testes insuficientes? Claro que não.
Sob condições criogênicas, as vedações são comprimidas à força para obter uma vedação. No entanto, a deformação elástica dentro do material não está totalmente sincronizada. Quando a válvula aquece rapidamente de um ambiente de -196°C até a temperatura ambiente, a velocidade de recuperação do material de vedação fica aquém da mudança de temperatura. Uma pequena lacuna aparece instantaneamente entre as superfícies de vedação previamente comprimidas, permitindo que o meio vaze.
Simplificando, a essência do vazamento é que a velocidade de recuperação da deformação não consegue acompanhar o ritmo do aumento da temperatura. Após o elemento elástico ser completamente descarregado da carga criogênica, ele não completa imediatamente sua recuperação total da deformação; leva tempo para retornar ao seu estado inicial.
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.
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.
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.
