目前，關(guān)于雙卡套式密封在常溫及高溫狀態(tài)下的密封性能分析介紹較多，而對(duì)其在超低溫(-50℃～-150℃)狀態(tài)下的密封性能及實(shí)踐效果研究較少。該文通過(guò)將10mm內(nèi)徑的雙卡套用于LNG液化實(shí)驗(yàn)裝置流程中，作為超低溫閥組的管路密封，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：選用優(yōu)質(zhì)304不銹鋼材質(zhì)的精密管及優(yōu)質(zhì)雙卡套，在確保加工精度和規(guī)范安裝的條件下，雙卡套在超低溫狀態(tài)下依然具有良好的密封性能。

　　引言

　　雙卡套式管接頭是一種便捷、可靠，易于安裝拆卸的中高壓管路的聯(lián)接方式，其作為一種靜密封方式，被廣泛應(yīng)用于石化、機(jī)械、液壓等行業(yè)中的中小管徑液壓及氣壓的傳輸密封，可以適用于耐壓40MPa以內(nèi)，溫度600℃以下的環(huán)境。LNG液化裝置是一種在中低壓、超低溫狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)天然氣的液化存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)难b置。此實(shí)驗(yàn)裝置是一套小型的天然氣液化裝置，主要模擬海上天然氣的液化存儲(chǔ)運(yùn)輸，驗(yàn)證液化工藝的合理性。

　　因此對(duì)于各種閥端的密封聯(lián)接不僅要求耐低溫還要具有抗沖擊性能。雙卡套具有良好的溫差補(bǔ)償和抗沖擊振動(dòng)性�；�于304不銹鋼適用于低溫環(huán)境下，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認(rèn)為選擇優(yōu)質(zhì)的304不銹鋼雙卡套和DW10精密不銹鋼管，用于LNG液化裝置的超低溫閥組，實(shí)踐證明密封和抗沖擊性能良好。

1、雙卡套密封性能

　　雙卡套(見圖1)具有以下密封特性：

　　(1)獨(dú)特的前卡套和后卡套密封結(jié)構(gòu)使卡套管接頭和卡套管之間形成主密封后卡套(見圖2)先進(jìn)的幾何形狀，在螺母驅(qū)動(dòng)面和前卡套錐面的共同作用下后卡套朝徑向產(chǎn)生鉸鏈作用，從而形成對(duì)卡套管強(qiáng)有力的抓緊，這將有效提高管接頭的抗振動(dòng)、抗沖擊性能。

圖1 雙卡套管接頭的結(jié)構(gòu)

圖2 后卡套的結(jié)構(gòu)

　　(2)雙卡套式管接頭具有“0”泄漏的優(yōu)良密封性能。

　　(3)溫度變化大時(shí)，雙卡套具有溫差補(bǔ)償功能。

2、雙卡套及精密管選擇

　　眾所周知，304不銹鋼具有耐腐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能優(yōu)良，使用溫度范圍-196℃~650℃。因此，對(duì)于LNG液化裝置中超低溫閥組的管閥件連接均采用優(yōu)質(zhì)304不銹鋼材質(zhì)，使溫度降低的過(guò)程中形變保持一致，不影響密封效果。

3、用液氮進(jìn)行密封性實(shí)驗(yàn)

　　3.1、實(shí)驗(yàn)流程及材料

　　管線規(guī)格:ϕ10精密304不銹鋼管；低溫球閥及針閥: DW10雙卡套式；低溫電動(dòng)調(diào)節(jié)閥: DW10雙卡套式；低溫氣動(dòng)閥：DW10雙卡套式；DW10雙卡套: 304不銹鋼材質(zhì)；DW10雙卡套壓帽：304不銹鋼材質(zhì)。

　　為了降低后卡套與卡套螺母之間摩擦系數(shù)，對(duì)卡套螺母的驅(qū)動(dòng)面進(jìn)行了鍍銀處理；為提高后卡套的使用壽命，對(duì)后卡套進(jìn)行了全表面滲碳處理。

　　3.2、低溫閥組組裝

　　按照?qǐng)D3規(guī)范連接低溫閥組流程。為保證裝配質(zhì)量，須注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)清洗干凈所有管閥件；

　　(2)用割管器按照實(shí)際需要尺寸割出所需管線長(zhǎng)度，并保證管子端面平整、無(wú)毛刺、金屬屑、豁口，且端面與管子中心線的垂直度不得大于管子外徑公差的一半；

　　(3)安裝時(shí)保持管子與接頭體的同軸度，不得在管子偏斜、彎曲的情況下強(qiáng)行安裝；

　　(4)在旋緊壓帽時(shí)，不宜用力過(guò)大或過(guò)小，用手旋緊壓帽后，使用扳手再旋緊壓帽1+1/4 圈即可。

圖3 低溫閥組流程

　　3.3、實(shí)驗(yàn)步驟

　　1)氮?dú)獯祾?/p>

　　將氮?dú)饨尤氲蜏亻y組，閥組通向大氣，進(jìn)行吹掃，直至出來(lái)的氮?dú)庾兏蓛舾稍铩?/p>

　　2)液氮低溫密封性能試驗(yàn)

　　(1)將液氮接入低溫閥組流程，打開閥組中的所有閥，用閥組中的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，控制閥組溫度。通過(guò)壓力傳感器監(jiān)測(cè)閥組壓力不超過(guò)最高工作壓力4MPa。直至閥組溫度降低到-80℃左右，并穩(wěn)定在-80℃大約1h，檢查雙卡套聯(lián)結(jié)處，未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。

　　(2)重復(fù)(1)的密封性試驗(yàn)步驟，將閥組溫度控制在-100℃和-150℃再分別做低溫密封性試驗(yàn)，結(jié)果均未發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。

　　(3)將低溫閥組接入LNG液化裝置流程中，采用新型環(huán)保的氣凝膠材料進(jìn)行保冷處理。在工作壓力下，按實(shí)驗(yàn)流程逐步降低溫度，當(dāng)閥組溫度達(dá)到-80℃、-100℃和-150℃時(shí)，分別檢測(cè)連接處均未發(fā)現(xiàn)泄漏。

4、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，我們將10mm 內(nèi)徑的304 不銹鋼雙卡套用于LNG 液化裝置的低溫截流閥組，對(duì)組裝好的閥組進(jìn)行低溫密封性試驗(yàn)，當(dāng)溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度-50～-150℃、試驗(yàn)壓力0.2～4MPa時(shí)，雙卡套連接處沒有發(fā)現(xiàn)泄漏。而后將此閥組接入LNG液化實(shí)驗(yàn)裝

　　置流程中，在實(shí)驗(yàn)要求的工作溫度、工作壓力下已經(jīng)開工運(yùn)行一年多，成功完成了多組科研實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，低溫閥組連接處均未發(fā)生泄漏，密封性能優(yōu)良。

　　實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)果表明，優(yōu)質(zhì)304不銹鋼雙卡套不但在常溫下，而且在超低溫環(huán)境下也是一種非�？煽康拿芊饴�(lián)接方式。