Veelvoorkomende problemen en oplossingen bij cryogene mediumtesten van laagtemperatuurkleppen

Lage-temperatuurkleppen zijn de kerncomponenten van cryogene systemen, en hun prestaties onder extreem lage temperatuurvoorwaarden beïnvloeden direct de veiligheid en stabiliteit van het systeem. Het testen met cryogene media is een belangrijk middel om de prestaties van lage-temperatuurkleppen te verifiëren, maar tijdens het daadwerkelijke testproces treden vaak veelvoorkomende problemen op, die de voortgang en nauwkeurigheid van de test negatief beïnvloeden. Volgens branchegegevens worden 75% van de mislukte tests van cryogene kleppen veroorzaakt door veelvoorkomende operationele problemen. Deze blog geeft een overzicht van de veelvoorkomende problemen bij het testen van lage-temperatuurkleppen met cryogene media en biedt bijbehorende oplossingen om collega’s in de sector te helpen de testefficiëntie en -kwaliteit te verbeteren.

1. Veelvoorkomend probleem 1: Bevriezing en vastlopen van de klep tijdens de test

Tijdens de cryogene test bevriest de klep vaak en raakt deze klem, waardoor de open- en sluitcyclus-test niet kan worden voltooid. Dit probleem is verantwoordelijk voor 35% van alle testmislukkingen. De belangrijkste oorzaken zijn: onvoldoende ontvetting en droging van de klep, wat leidt tot ijsvorming in het interne kanaal van de klep; de afdichting is niet bestand tegen lage temperaturen en bevriest en verhardt onder extreem lage temperatuurvoorwaarden, waardoor de as vastloopt; de temperatuur van de klep is niet uniform, wat leidt tot lokale ijsvorming.

Oplossing: Voor de test moet de klep volledig ontvet en gedroogd worden, met behulp van professionele ontvettingsmiddelen en ovens voor drogen bij hoge temperatuur om alle vet- en vochtresten te verwijderen, zodat het vochtgehalte ≤ 0,05 % bedraagt; kies een pakking die bestand is tegen lage temperaturen (zoals PCTFE of flexibel grafiet) om te garanderen dat deze onder extreem lage temperatuuromstandigheden elastisch blijft; gebruik een hoogwaardig temperatuurregelingsysteem om een uniforme koeling van de klep te waarborgen en lokale overkoeling te voorkomen; de fout in temperatuuruniformiteit bedraagt ≤ ±2 °C.

2. Algemeen probleem 2: Te hoog lekpercentage van de klep

Bij de koudtest voor afdichtingsprestaties overschrijdt de lekrate van de klep vaak de norm, wat een van de meest voorkomende problemen is en 30% van de testmislukkingen vertegenwoordigt. De belangrijkste oorzaken zijn: de klepzitting en de klepschijf passen niet strak op elkaar, waardoor spleten ontstaan van meer dan 0,005 mm; de afdichting raakt beschadigd tijdens de montage; het testmedium is niet compatibel met het afdichtingsmateriaal, waardoor de afdichting krimpt en meer dan 5% vervormt.

Oplossing: Controleer vóór de test de pasvorm van de klepzitting en de klepschijf, en bewerk deze opnieuw of vervang ze indien er spleten aanwezig zijn; let bij de montage op het proces om beschadiging van de afdichting te voorkomen; kies het testmedium op basis van het afdichtingsmateriaal om compatibiliteit tussen medium en afdichting te garanderen, en vermijd zo vervorming van de afdichting door chemische reactie of koudekrimp. Na verbetering kan het percentage geslaagde afdichtingstests 99% bereiken.

3. Algemeen probleem 3: Onnauwkeurige temperatuurregeling tijdens de test

De nauwkeurigheid van de temperatuurregeling tijdens de test heeft direct invloed op de testresultaten. In de praktijk treedt het verschijnsel van onnauwkeurige temperatuurregeling vaak op en is verantwoordelijk voor 15% van de testmislukkingen, bijvoorbeeld wanneer de testtemperatuur de ingestelde waarde niet bereikt of wanneer de temperatuurschommeling te groot is (meer dan ±1 °C). De belangrijkste oorzaken zijn: de temperatuursensor is niet geijkt, wat leidt tot onnauwkeurige temperatuurmetingen; het koelsysteem van de testkamer is defect, waardoor de afkoeling traag verloopt of de ingestelde temperatuur niet kan worden gehandhaafd; de testkamer is niet goed afgesloten, wat leidt tot temperatuurstoringen van buitenaf.

Oplossing: Kalibreer de temperatuursensor vóór de test om de nauwkeurigheid van de temperatuurmeting te waarborgen; de kalibratiecyclus mag niet langer zijn dan 6 maanden; controleer het koelsysteem van de testkamer regelmatig en voer tijdig onderhoud of reparatie uit bij storingen; zorg ervoor dat de testkamer goed afgesloten is en installeer isolatielagen rondom de testkamer om externe temperatuurinvloeden te voorkomen. Na de verbeteringen kan de temperatuurregelnauwkeurigheid ±0,5 °C bereiken.

4. Veelvoorkomend probleem 4: Onnauwkeurige druktestresultaten

Bij de cryogene druktest zijn de testresultaten vaak onnauwkeurig, wat 12% van de testmislukkingen vertegenwoordigt, bijvoorbeeld wanneer de gemeten openingdruk van de klep meer dan ±3% afwijkt van de ingestelde waarde. De belangrijkste oorzaken zijn: de druktestbank is niet geijkt, waardoor de drukmeting onnauwkeurig is; de klep is niet strak geïnstalleerd, wat leidt tot een drukverlies van meer dan 0,1 MPa/min; en het testmedium verdampt, wat resulteert in een instabiele druk.

Oplossing: ijkt de druktestbank vóór de test om de nauwkeurigheid van de drukmeting te garanderen; de ijkcyclustijd mag niet langer zijn dan zes maanden; installeer de klep strak en controleer het aansluitgedeelte op lekkage vóór de test; kies een testmedium met goede laagtemperatuurstabiliteit (zoals helium of vloeibare stikstof) en neem isolatiemaatregelen voor de leiding om verdamping van het medium en een instabiele druk te voorkomen. Na deze verbeteringen kan de nauwkeurigheid van de drukmeting worden bereikt tot ±0,05% van de volleschaalwaarde (FS).

5. Algemeen probleem 5: Beschadiging van kleponderdelen tijdens de test

Tijdens de cryogene test worden kleponderdelen (zoals de as en de veer) vaak beschadigd, wat leidt tot een mislukte test; dit vormt 8% van alle testmislukkingen. De belangrijkste oorzaken zijn: het materiaal van de onderdelen voldoet niet aan de eisen voor koudweerstand, waardoor brosse breuk optreedt; de testdruk overschrijdt de maximaal toegestane werkdruk van de klep met meer dan 10%; en onjuiste bediening, wat leidt tot schokbelasting op de onderdelen.

Oplossing: Selecteer componenten vervaardigd uit kryogeenbestendige materialen (zoals CF3/CF3M, LC3/LCB) om te waarborgen dat ze voldoende taaiheid vertonen onder extreem lage temperatuurvoorwaarden, en de slagtaaiheidswaarde is ≥27 J/cm²; controleer de testdruk strikt om te voorkomen dat de maximale toelaatbare werkdruk van de klep wordt overschreden; werk volgens de testprocedures en vermijd gewelddadige bediening die schokbelasting op de componenten veroorzaakt. Na de verbetering kan het beschadigingspercentage van de componenten tijdens de test worden teruggebracht tot ≤1%.

6. Conclusie

De kryogene mediumtest van lage-temperatuurkleppen , vaak treden veelvoorkomende problemen op, zoals het bevriezen en klemmen van kleppen, een te hoge lekverhouding en onnauwkeurige temperatuurregeling. Deze problemen worden voornamelijk veroorzaakt door onvoldoende voorbereiding vóór de test, ongeschikte apparatuur en onregelmatige bediening. Door passende oplossingen toe te passen, zoals het intensiveren van de voorbehandeling vóór de test, regelmatige kalibratie van de apparatuur en het standaardiseren van de bedieningsprocedures, kunnen deze problemen effectief worden voorkomen, waardoor de testefficiëntie en -kwaliteit verbeteren en de betrouwbaarheid van lage-temperatuurkleppen wordt gewaarborgd. De testefficiëntie kan met 40% worden verbeterd en de testkosten met 30% worden verlaagd nadat deze veelvoorkomende problemen zijn opgelost.