摘要

LNG深冷硬密封蝶閥是液化天然氣儲存、輸送系統(tǒng)的核心部件，長期工作于-162℃深冷工況，其密封面平面度易發(fā)生形變，引發(fā)密封失效、LNG泄漏等隱患。明確平面度形變機理并實現(xiàn)精準(zhǔn)表征，是閥門質(zhì)量管控的關(guān)鍵。本文分析深冷工況下蝶閥密封面平面度的形變原因，依托白光干涉測量技術(shù)的非接觸、納米級精度優(yōu)勢，探討其對平面度形變的表征方法，為閥門形變防控提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞

LNG深冷硬密封蝶閥；平面度；形變機理；白光干涉測量；表征

1 引言

LNG儲存與輸送的深冷極端工況中，硬密封蝶閥密封面長期承受低溫收縮、熱應(yīng)力失衡及介質(zhì)沖擊，易產(chǎn)生不規(guī)則形變，破壞平面度精度，威脅系統(tǒng)運行安全。傳統(tǒng)檢測方法難以解析形變機理，也無法精準(zhǔn)表征細(xì)微形變。白光干涉測量可無損傷捕捉平面度形變特征，量化形變程度，對揭示形變機理、保障閥門安全運行具有重要意義。

2 LNG深冷硬密封蝶閥平面度形變機理

平面度形變主要源于三類協(xié)同作用因素：一是深冷環(huán)境導(dǎo)致密封面材料熱脹冷縮不均，產(chǎn)生不規(guī)則收縮形變，破壞平面度基準(zhǔn)；二是低溫下材料韌性下降，受介質(zhì)壓力沖擊易產(chǎn)生塑性形變；三是加工殘留應(yīng)力在深冷工況下釋放，加劇形變程度。此外，密封面磨損與介質(zhì)腐蝕會進一步惡化形變，導(dǎo)致平面度偏差持續(xù)增大。

3 白光干涉測量原理與表征方案

白光干涉測量基于邁克爾遜干涉原理，以寬譜白光為光源，經(jīng)分光鏡拆分測量光與參考光，兩束反射光匯聚形成干涉條紋，解析條紋信息可重構(gòu)密封面三維輪廓，精準(zhǔn)量化平面度形變誤差。試驗搭建模擬-162℃深冷工況平臺，固定蝶閥并清潔密封面，校準(zhǔn)干涉儀光路與參數(shù)，采集不同工況下的干涉圖像與數(shù)據(jù)，實現(xiàn)形變特征的可視化表征。

4 測量表征優(yōu)勢與應(yīng)用價值

該技術(shù)非接觸、無損傷，可避免深冷環(huán)境下密封面二次損傷；納米級精度能捕捉細(xì)微形變?nèi)毕荩沟蜏馗蓴_能力強，適配深冷工況表征需求。其應(yīng)用可精準(zhǔn)解析形變機理、量化形變程度，追溯形變根源，為閥門結(jié)構(gòu)優(yōu)化、加工工藝改進提供數(shù)據(jù)支撐，有效防控平面度形變隱患，保障LNG儲存與輸送系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

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