李金城 
近年来，对液化天然气的需求不断增加，导致世界各地项目的低温阀门测试呈指数级增长。尽管在设计、工程、制造和测试方面有着严格的标准，但在低温下使用的各种产品都未能通过实用性测试。在尽可能低的温度下及时进行低温试验−253°C是这个问题的答案。
液化天然气（LNG）是一种相对较新的产品，对于大多数安装部件（例如阀门），适用的标准说明了如何设计、制造和测试这些部件。但是，对于许多部件，没有关于低温条件下使用的标准可用或集成。由于液化天然气的危险性质，在不了解其功能的情况下安装组件可能导致设备故障，导致极端危险的情况。不用说，可靠的安装、安装部件和其他设备至关重要。这就需要由专家进行有关可靠性、耐久性、功能性和安全性的细致和广泛的低温试验程序。
氢气：新的液化天然气？
氢是最小的分子，是无色无味的气体，其蒸汽比空气轻，能成为未来清洁能源系统的主要组成部分吗？许多科学家和工业界都这么认为。它很容易点燃，并以几乎看不见的火焰燃烧。它是清洁燃烧，不产生二氧化碳。当氢与燃料电池中的氧结合时，产生热量和电能，副产品只有水蒸气。这些特性预示着氢的光明前景。然而，在工业部件及其应用的可靠性和排放方面可能存在的技术挑战令人担忧。在这里，低温试验也扮演着重要的角色。
低温流体
ITIS使用的低温流体示例为LNG（液化天然气，温度约为−液态氧（-183℃）和液态氩（-186℃）。位于荷兰南部的该公司还被要求定期测试适用于液态氢（-253℃）的产品。为了冷却物体，它也使用液氮。但是，这种冷却液不适用于-253°C的温度。在这种情况下，可以使用液氦，因为它适用于低至-253°C的温度−269摄氏度。
震撼的局面
经验表明，进行上述低温试验是完全必要的。阀门的设计验证试验通常会发现大量铸造缺陷、垫片故障、零件断裂、泄漏等。超过60%的阀门未通过测试，而阀门数据表声称所有零件均符合PT（压力/温度）要求。当然，这是一个令人震惊的情况。它说明了专家测试的重要性。广泛的低温测试程序专门设计用于评估和证明阀门制造商的能力，以及演示新设计产品和部件的功能性能。对于阀门，采用低温试验来确认阀座密封、无组织排放率和阀门的操作扭矩能力。在测试程序期间和之后，阀门都会经历一系列的机械和热循环。这些包括在RT（室温）、较高设计温度、较低设计温度下进行试验，然后进行另一次RT试验，最后进行拆卸，在此过程中检查阀门是否存在任何潜在损坏以及磨损。
代价高昂的混乱
我认为低温试验应尽早进行，即在制造单个部件的工厂进行。通常情况下，用于工业应用的单个部件在运送至客户之前都要进行压力测试，以检查是否存在泄漏。所采用的测试类型和方法基于多种不同的标准，这通常会导致混乱的情况。因此，这些试验的目的以及预期结果经常被误解和误用，造成不必要的延误、意外成本，最后，如果在早期阶段将单个部件提交到广泛的低温试验中，本可以避免的危险情况。
及时预防
ITIS进行的低温试验显示，故障率相对较高。更仔细的分析往往表明，应用的基本材料、单个组件和/或产品从未经过必要的测试或实际条件。在ITIS执行的一个项目中，某一类型的阀门已用于低温装置。在室温下，这些阀门的性能是完美的。然而，一旦在低温下进行压力测试，所有阀门都失效。由于脆性增加和不可接受的公差变化，它们不可能与原始执行机构一起工作。当然，这可能会产生一些严重后果。在阀门配备了不同的阀座和更大的执行机构后，可操作性问题就解决了。但是，在实际条件下的早期阶段进行专家低温试验完全可以避免这种情况。
清晰的画面
适当和完全定制的材料和零件的重要性怎么估计也不为过。设计师和制造商所需要的只是清楚地了解他们计划制造的一个或多个产品的用途，以及他们最终必须执行的条件。例如，许多PTFE制造商声称其工作温度可低至-200°C（-328°F），脆性几乎没有增加。他们还声称，该产品在低于-268°C（-450°F）的温度下保持高强度、韧性和自润滑性。然而，在ITIS测试设施进行的测试表明，在低于-200°C的温度下，产品的强度和灵活性无法得到保证。例如，如果用于座椅制造，在某些情况下可能被证明是不合适的，从而导致严重问题的情况。这再一次证明了早期低温测试是值得的。
无组织排放试验
无组织排放是由于泄漏和其他非预期或不规则的气体排放（主要来自工业活动）而导致的加压设备的气体或蒸汽排放。除了损失商品的经济成本外，无组织排放还造成空气污染，一些蒸汽对人类健康和安全构成潜在危害。因此，工业部件必须符合许多关于危险物质排放的国际标准和指令，如ISO 15848-1（国际标准）、TA Luft（适用于德国）和API（美国）。通过进行泄漏试验（最好是在尽可能早的阶段）来实现合规性。甚至可以在启动前、大修后或停机期间对新建的完整装置进行早期泄漏测试。例如，以无组织排放试验的形式。FET测试是一种高度精确的泄漏检测手段，用于在各种行业和应用中定位和量化泄漏。
一些专家提示防止低温条件下发生故障
检查您打算用于产品的材料的所有信息是否可用。有时根据制造商提供的PT（压力/温度）图选择阀座和密封件。然而，当在较低的温度或压力速率下使用时，产品的性能可能会有所不同。
确保您的产品没有灰尘和/或油，并且在安装或测试之前完全干燥。在许多情况下，在静水压试验期间使用液体，如带有缓蚀剂的水。在较低温度下，这可能导致故障。
使用适用于所涉及流体的密封件和垫片，并结合使用密封件和垫片的特定温度条件。
研究表明，产品从未在产品数据表中提到的条件（最低/最高温度）下或暴露在该条件下进行测试。
获取有关您将要使用的产品的完整性及其应用的必要数据。至少在实际条件下（温度、压力、运行周期等）测试产品。
一些材料最好冷却到特定的最低温度速率/持续时间，以防止故障。温度变化过大可能导致材料收缩或开裂。
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