上海申弘阀门有限公司
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之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍石化LNG阀门设计选型根据发展的生命周期理论，目前LNG阀门技术正在处于快速增长期，即数量与发明人数量都呈现出快速增长的势头（如图4所示）。LNG阀门技术在经历20世纪70年代至20世纪末的初始发展阶段后，自2000年后开始处于快速增长阶段，而在2005年之后更是表现出快速增长的势头。这说明目前LNG阀门技术仍是一个新兴技术领域，具有较强的吸引力。图4 LNG阀门技术的数量与发明人数量分布为了保证低温阀能在低温下安全可靠地运行,在低温阀的设计和制造方面有一些特殊的考虑和要求。同样，低温阀的试验与普通阀门也有所不同。下面就JB/T7749-1995《低温阀门技术条件》和英国BS6364：R1998《低温阀门》的试验方法，试验要求和度验装置作简略的介绍。
1石化LNG阀门设计选型.低温阀门试验(JB/T7749-1995)
(1)试验条件
低温阀门的低温试验在常温试验合格后进行。试验前应消除阀门水分和油脂，拧紧螺栓至预定的力矩或拉力，记录其数值。用符合试验要求的热电偶与阀门连接，试验过程中临测阀体、阀盖的温度。低温试验冷却介质为液氮与酒精的混合液或液氮，试验介质为氦气。
(2)试验步骤
1)低温阀门试验装置见图2-46。如图所示，将阀门安装在试验容器里，并接好所有接头，保证阀门填料处在容器上部，且温度保持在0度以上。
2)在常温及zui大阀门试验压力下，使用氮气做初如检测试验，确保阀门在合适的条件下进行试验。
3)将阀门浸入液氮与酒精的混合液或液氮中冷却至阀门低温工况温度，其水平面盖住阀体与阀盖。
4)在低温工况温度下，按下列步骤进行操作:
①在低温工况温度下，浸泡阀门直到各处的温度稳定为止，用热电偶测量保证阀门各处温度的均匀性;
②在试验温度下，重复2.11.1(2)-2)的初始检测试验;
③在试验温度和阀门的公称压力下，开关阀门5次做低温操作性能试验，配有驱动装置的阀门按上述要求做动作试验;
④在zui大阀门试验压力下，按阀门的正常流向做阀门密封试验，对于双向密封的阀门应分别进行试验，用流量计测量泄漏量时，其泄漏率应符合表2-23规定;
⑤阀门处在开启位置时，关闭阀门出口端的针形阀(见图2-46,并向阀体加压至密封试验压力，保持15min，检查阀门填料处、阀体和阀盖连接处的密封性;
⑥阀盖上密封的检查，有上密封的阀门应做上密封试验，试验时阀门全开，两端封闭，向阀内通入氦气至密封试验压力为止，松开填料压盖，检查上密封的密封性。
3.2 石化LNG阀门设计选型LNG阀门技术的主要研究领域
（1）标题关键词分析
LNG阀门文献标题中的主要关键词（如表1所示），进一步说明了目前该领域的主要研究内容。除了3.1部分主要IPC的分析外，我们还可以看出，LNG阀门技术与低温流体或液体阀门技术具有一致性，而且低温与高压是该技术领域关注的焦点问题。此外LNG阀门技术更多是与LNG的存储与运输相关联，如车载或船运。
标题高频词语的共现关系（如图5所示）可以进一步揭示技术领域的研究主题。车用发动机与制冷系统是低温阀门系统的主要应用领域，对阀门系统的研究主要包括低温管道、传感器、球形阀、计量装置、阀体等，其中低温管道、流体控制、制冷系统应用、存储罐、压力技术等是热点研究内容。
（2）分类号分析
LNG阀门的主要IPC如表2所示。通过这些IPC可以看出，目前LNG阀门技术开发主要面向的是应用，如LNG存储过程需要的装填与释放、计量与控制等，而非阀门自身技术，因为F16K小类的相对较少。从IPC小组来看，F16K中的主要为控制阀（ControlValve）、球形阀（BallValve）、提升阀、闸门阀或滑阀（机械致动装置）、蝶形阀等。
LNG低温阀门的IPC小类的共现关系（如图6所示）。通过图6，除了可以发现阀门技术本身（F16K）外，同样也能找到低温阀门的应用领域，如低温液体的存储（F17C）与运输（B67D、B63B、B65B）、制冷装置与系统（F25D、F25B）、医疗仪器（A61B）、清洁与除垢（B09C、B08B）、食品加工设备（A23L）、低温液态燃料供给（F02M、F02D、B60K）等，其中面向低温液体存储（F17C）与制冷系统（F25B）的阀门设计与改进是目前技术的重点关注内容。
通过IPC小组的共现关系（如图7所示），可以进一步揭示出低温阀门领域的技术重点：低温液体存储过程中的装填与排放技术、管道及其监测技术、制冷系统中的应用、提升阀切断装置、泵装置、发动机非液态燃料输送技术、低温液态气体分离中的应用等。
3.3 主要竞争者分析
在LNG低温阀门领域拥有较多的企业如表3所示，其中拥有数量较多的权人并非阀门制造商，而是处于应用领域的企业。
3.4 技术*分析
的被引情况可以在一定程度上反映被引用权人在该技术领域的程度。通过LNG低温阀门领域的高被引权人（如表4所示），我们可以看出，
3.5 研究团队分析
本研究数据集中的主要发明人如表5所示。需要特别说明的是，因为姓名简写问题极有可能造成数据的不*性。通过发明人的共现关系（如图9所示）不仅可以在一定程度上克服这一问题，而且还可以发现该领域的主要研究团队。
3.6 利益相关者分析
本研究中的利益相关者，指通过共权而形成的利益团体。LNG低温阀门领域的主要利益团体如图10所示。通过图10可以发现该领域通过共权而形成的两个较大的利益团体：
4 LNG低温阀门领域相关标准
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀从标准文献数据集来看，目前LNG低温闸阀、球阀、截止阀、止回阀、蝶阀及安全阀等，已经走上了标准化发展的道路，每一种阀门都有其相应的标准，其中涉及闸阀、止回阀、船载阀的相关标准较多，相关标准如表6所示。目前，比较通用的设计和制造标准共有31项，主要包括BS6364、ASMEB16.34、NFM51-002-2007、MSSSP-134、SHELLSPE77/200，比较通用的国内设计与制造标准主要有GBT24925—2010；比较通用的检验与实验标准共有8项，包括BSEN12567—2000、BS6364、ISO15848等。
通过对标准项目的细分可以发现，因为LNG超低温阀门的工作温度极低，因此在设计这类阀门时，除了应遵循一般阀门的设计原则外，还有一些特殊的要求。因此，在LNG阀门标准中也对阀门的材料、防火防静电、阀杆设计以及阀门测试中温度、压力提出了要求，其中涉及阀门材料、密封材料、低温处理和阀门结构设计的标准较多。目前，低温阀门主要选用奥氏体不锈钢，密封材料主要用的聚三氟氯乙烯（PCTFE），法兰连接处及填料函选用石墨材料。表6 LNG产品相关技术标准
5 LNG低温阀门技术的发展趋势
5.1 阀门材料越来越成熟
LNG阀门正常工作温度约-163℃，在此温度下，一般阀门用的材料强度和硬度升高，塑性和韧性大幅下降，这会严重影响阀门的安全性，超低温下能够保证阀门安全性的材料成为阀门领域研究的重点。从金相学的角度出发，在低温状态下不出现低温脆性的是晶格呈现面心立方的材料是目前研究的重点，这类材料具有足够的韧性和组织稳定性，以保证在低温下不会因相变导致变形继而影响阀门的密封性，其中奥氏体不锈钢材料低温变形小，没有明显的低温冷脆临界温度，在-200℃以下，仍能保持较高的韧性，是目前阀门选用zui多的材料。
5.2 新型密封材料研究
由于低温下橡胶材料的玻璃态转变及大多数非金属材料存在着冷脆和严重冷流现象，因此低温阀阀杆与阀体间的密封多采用填料函密封结构。目前低温填料主要有聚四氟乙烯、石棉、浸渍聚四氟乙烯石棉绳和柔性石墨等，其中由于石棉无法避免渗透性泄漏，聚四氟乙烯线膨胀系数很大、冷流现象严重，所以很少采用，而聚三氟乙烯（PCTFE）在液氦、液氧和液化天然气中不发生脆裂，不蠕变，不渗透任何气体，不助燃，是一种良好的密封聚合物，是目前采用较多的密封材料。柔性石墨是新发展起来的一种优良的密封材料，具有耐低温、耐腐蚀、自润滑、热膨胀率小及气液密封性能良好等特点，主要用于法兰连接处及填料函。
5.3 低温处理技术
奥氏体不锈钢作为超低温球阀的关键密封副材料在常温下处于亚稳定状态，钢从奥氏体化状态快速冷却，在较低温度下（低于Ms点）发生马氏体转变。此时，铁原子和碳原子都不能进行扩散，其转变过程仅仅是Fe的晶格发生改组，这种无扩散型相变的宏观表现即是阀门零件的尺寸变化。奥氏体不锈钢深冷处理后会发生尺寸改变，一次深冷后试样的zui大变形量比较大，二次深冷后尺寸zui大变形量有明显的降低。为确保马氏体的充分转变，材料精加工前宜对材料进行两次深冷处理，尽量减少阀门在使用低温条件下尺寸的改变。奥氏体不锈钢进行深冷处理后，会有效解决材料在超低温条件下形变的问题，从而保证低温阀门密封性能。
5.4 结构设计趋势
LNG阀门在装置中起重要的切断、止回、调节等作用，并且LNG具有易燃易爆性，因此阀门结构设计需要保证在深冷工况及易燃易爆介质下安全、密封可靠、开关灵活等要求。目前LNG阀门多采用长颈阀盖，使填料部位远离阀体中流过的介质LNG，保证填料部位的温度在0℃以上，防止因填料函部分过冷而使处在填料函部位的阀杆以及阀盖上部的零件结霜或冻结，使填料可以正常工作；对于有密闭中腔结构的阀门，由于在间歇管线或检修状态下，中腔存有的LNG可能会发生气化，导致阀门内部超压，甚至威胁到阀门的安全，为保证阀门的安全性，此类阀门要求带中腔自泄压结构，使阀门内腔压力异常超压时，实现自动泄放；由于LNG介质的易燃易爆特性，在设计LNG超低温阀门时，一般设计有防静电结构，以保证阀门的导电性；为防止LNG外泄漏，在阀体/压盖处及阀杆处引入唇式密封的密封方式，可以很好控制阀门的外泄漏。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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