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上装式超低温球阀的泄漏主要为外泄漏和内泄漏,在结构设计上,由于上装式超低温球阀端部多采用的是对焊设计,所以阀门外漏的泄漏点只剩下中部法兰及阀杆填料的密封处,此外,阀门作为LNG管线最重要的组成部分,其阀座的泄漏不容小觑,而阀座区域又存在多处泄漏点。以下将针对中部法兰区域、阀杆填料区域的泄漏点进行分析,阐述设计要点。
1、中部法兰区域的密封设计:
中部法兰区域的密封设计主要考虑低温环境材料的尺寸变化(奥氏体不锈钢低温状态下马氏体形态的转变和材料本身热胀冷缩共同作用的结果)。中部法兰由于承受的是低温介质下的静态密封,对于压力和口径不大的上装式超低温球阀可直接采用316+柔性石墨的缠绕垫片密封,除此之也可考虑使用V形弹簧Lip Seal密封圈。V形弹簧Lip Seal密封圈是一个带有聚四氟乙烯夹套的压力辅助密封装置,其中特别装备了一个耐低温耐腐蚀的金属蓄能弹簧,当Lip Seal密封圈装在密封沟槽内时,弹簧受压,促使夹套唇边贴紧密封沟槽,由此形成密封。弹簧给密封夹套提供永久弹力,并弥补材料磨损及配合零件的偏移或偏心,系统压力也会辅助密封夹套蓄能。通过弹簧弹力和系统压力,无论在高压或低压情况下,都可以实现有效密封。V形弹簧Lip Seal密封圈适用于负载场合的动、静态应用。
2、阀杆填料区域的密封设计:
阀杆填料区域的密封设计主要考虑液化天然气瞬时的汽化现象,可采用V形弹簧Lip Seal密封圈、石墨填料、O型圈隔环的组合密封,石墨需要满足API 622或ISO 15848微泄漏的要求,保证试验介质为氦气时的有效密封、阀杆填料区域的密封设计。