Kriogeensete keskkondade testimise peamised punktid API kriogeensete ohutusklappide jaoks

API kriogeensed ohutusklapid on laialdaselt kasutusel kõrgriski valdkondades, näiteks LNG-terminalides ja õhueraldusseadmetes, ning nende toimimine äärmiselt madalatel temperatuuridel on otseselt seotud terve süsteemi ohutusega. Kriogeensete keskkondade testid on API kriogeensete ohutusklappide toimimise kontrollimise põhiline vahend ja neil on rangeid nõuded testistandarditele, seadmetele ja protsessidele. See blog keskendub API kriogeensete ohutusklappide kriogeensete keskkondade testide olulistele aspektidele, aitades tööstuskaaslastel mõista testide tuuma ja vältida tavalisi vigu.

1. API kriogeensete ohutusklappide testistandardid

API kriogeensete ohutusklappide kriogeensete keskkondade testid peavad rangelt vastama API 527-le (survereljeeklappide tihedusnõuded) ja API 526-le (survereljeeklappide mõõtmenõuded) ning samal ajal täitma Hiina riiklikke standardeid GB/T 29026-2012 ja JB/T 7248 ning GB/T 24925-2019 (kriogeensete klappide tehnilised nõuded). Nendest on API 527-s selgelt sätestatud kriogeensete ohutusklappide lekkekiirus: klappide puhul, mille DN ≤ 16 mm, on maksimaalne lubatud lekkekiirus ≤ 12 cm³/min; klappide puhul, mille DN > 16 mm, on maksimaalne lubatud lekkekiirus ≤ 36 cm³/min. Lisaks peab testtemperatuur hõlmama klapi tegelikku töötemperatuuri, üldiselt –196 °C (vedelnäivik) kuni –50 °C (madalatemperatuurilised süsivesinikud). LNG-terminalide ohutusklappide puhul tuleb testtemperatuur seadistada –162 °C-ni, mis vastab LNG tegelikule töötemperatuurile.

2. Peamised testitavad punktid ja nõuded

API kriogeensete ohutusventiilide kriogeensete keskuste katsetamine hõlmab peamiselt nelja peamist katseteemat, millest igale on esitatud selged tehnilised nõuded:

2.1 Madal temperatuuril tehtud materjali kõvaksuskatse

Valve keha, valve kiht, tüvi ja muud valve põhiosad API kriogeensed ohutusklapid tuleb kasutada kriogeenilisele vastutavaid materjale, nagu austenitne roostevabast terasest (CF3/CF3M) või madala temperatuuril leegivat terasest (LC3/LCB). Katses nõutakse, et komponendid läbiksid Charpy V-kivi löögivastu test -196°C juures ning löögivastu väärtus peab olema ≥27 J/cm2, et vältida haavatavat murdumist väga madalate temperatuuridega. See katse on alus ventiili struktuurilise terviklikkuse tagamiseks. Kvalifitseeritud API kriogeensete ohutusventiilide materjali vastupidavuse katse kvalifitseerimisastme on 100%.

2.2 Kriogeense sulgemise katsetamine

Tihendusomadused on API kriogeensete ohutusklappide põhitalituslikud näitajad. Test viiakse läbi määratud ultra-ülempiirsetel temperatuuritingimustel. Klappi survestatatakse 90%–ni selle seadistatud rõhust ja lekkekiirus mõõdetakse kõrgtäpsusega heeliumi massspektromeetrilise lekkekontrollisüsteemiga. Lekkekiirus ei tohi ületada API 527 standardis määratud normi. Samuti tuleb testida klappvarru tihendusmaterjali ja klappkorpuse ühenduse tihedust, et vältida tihendusmaterjali külmumisel tekkivat lekkest. API kriogeensete ohutusklappide kriogeensete tihendusomaduste testide läbimise määr peab olema ≥99%.

2.3 Kriogeenne töökindluse test

See test kontrollib ventiili avamise, rõhuallahoiu ja automaatse tagasiseisundi funktsioonide usaldusväärsust kriogeensetel tingimustel. Testtemperatuur on seatud ventiili tegelikuks töötemperatuuriks ja rõhk tõstetakse astmeliselt seadistatud rõhuni, kuni ventiili ketas tõuseb ja rõhk vabaneb. Kirja pandakse avamisrõhk ja rõhuallahoiu aeg ning avamise ja sulgemise tsükkel korratakse vähemalt kolm korda. Nõutav on, et avamisrõhu viga oleks seadistatud rõhu piires ±3%, rõhuallahoid toimuks sujuvalt ja automaatne tagasiseisund oleks usaldusväärne ilma lekketa. Kvalifitseeritud ventiilide keskmine rõhuallahoiu aeg on ≤5 sekundit ja tagasiseisundi lekkekiirus ≤5 cm³/min.

2.4 Temperatuuri ühtlasuse test

Kriogeenset testi ajal peab ventiili temperatuurijaotus olema ühtlane, et vältida kohalist liialt külmumist või piisamatut jahtumist, mis mõjutaks testitulemusi. Testis kasutatakse kõrgtäpsuse termopaaride massiivi, et paigutada 8–12 termopaari ventiili keha, istiku ja varruka külge, et jälgida temperatuuri reaalajas. Nõutakse, et ventiili sisendavahe ja testiakna vaheline temperatuurierinevus ei ületaks 30 °C, tagades seega, et kogu ventiil asub ühtlasel ultra-ülemtemperatuurilises keskkonnas. Testikeskkonna temperatuuri ühtlasuse viga on ≤ ±2 °C.

3. Tavalised vead kriogeensete keskkondade testides ja nende vältimise meetodid

Tegelikus testiprotsessis tekib paljude ettevõtete puhul testihälbeid ebaõige käsitsemise tõttu, mis mõjutab testitulemuste täpsust. Tööstusuurimuste kohaselt põhjustavad järgmised kolm tavalist viga 68 % testivetest:

● Viga 1: Ventili ebaselge rasvapuhastus ja kuivatamine, mille tõttu tekib testimise ajal jää ja ventiilikomponendid kinni. Vältimismeetod: kasutage professionaalseid rasvapuhastusaineid ja kõrgtemperatuurilisi kuivatusahjusid, et eemaldada täielikult nii rasv kui ka niiskus, ning kontrollige kuivatusmõju enne testi, et tagada niiskussisaldus ≤0,05%.
● Viga 2: Testkeskkond ei vasta tegelikule töökeskkonnale, mistõttu erinevad testitulemused tegelikust kasutamisest. Vältimismeetod: valige ventiili tegeliku töökeskkonna järgi vastav testkeskkond (nt vedelnitrogen LNG-ventiilide jaoks, heelium madalatemperatuuriliste süsivesinike ventiilide jaoks).
● Viga 3: Testseadmed ei ole kalibreeritud, mis viib ebapiisavalt täpsete rõhu ja temperatuuri mõõtmiste saamiseni. Vältimismeetod: Kalibreerige kõik testseadmed enne testi läbiviimist ja andke välja kalibreerimissertifikaat, et tagada mõõtmisandmete täpsus. Rõhu- ja temperatuuriseadmete kalibreerimistsükkel ei tohi ületada 6 kuud.

4. Järeldus

Külmakulutuse keskkonna testid API kriogeensed ohutusklapid on range ja professionaalne töö, mille puhul tuleb rangelt järgida API standardeid, kasutada tänapäevaseid testseadmeid ning standardseid toimimisprotseduure. Ainult siis, kui meie kontrollime testi olulisi punkte ja vältime tavalisi vigu, saame tagada testitulemuste täpsuse, kinnitada ventiili toimivuse ning pakkuda usaldusväärset garantiid külmakulutuse süsteemi turvaliseks tööks. API külmakulutuse ohutusventiilid, mis on läbinud ranged külmakulutuse testid, vähendavad tegelikus töös katkestuste esinemissagedust 92% võrra ja nende kasutusiga võib ulatuda üle 8000 tunni.