1 概述
                                 
                              隨著石油、化工和燃氣行業的迅速發展，尤其是液化天然氣(LNG)作為一種新興能源的迅速崛起，超低溫液化天然氣(LNG)閥門(工作溫度為-196℃)的需求量猛增。為了對閥門在超低溫工況的使用性能進行測試，提高LNG閥門的產品質量，研制了LNG閥門模擬工況試驗裝置(以下簡稱低溫閥門試驗裝置)，該試驗裝置采用微機自動控溫系統進行低溫壓力試驗和泄漏量檢測。
                                  2 試驗系統流程及裝置
                                 
                              試驗裝置共包括供液系統、試驗槽、測試系統和其他輔助設備。下面按總體系統及流程、氣液流程和測控臺架的順序分別介紹。
                                  2.1 總體系統及流程
                                 
                              如圖1所示，基于計算機數據采集的低溫閥門試驗裝置依次包括低溫試驗槽1、低溫閥門2、上游法蘭端蓋3、安裝底座4、下游法蘭端蓋5、輸氣盤管II6、自增壓液氮儲罐7、真空泵8、下游氣路連接軟管9、氣泡法流量測試系統(包括水管10、光電元件11和軟管12)、流量計流量測試系統(流量計13)、下游壓力傳感器14、計算機15、數字多用表16、上游壓力傳感器17、精密壓力表18、氦氣鋼瓶19、輸氣盤管I20、差壓式壓力變送器(用于測量液位)21、熱電偶溫度計22、23、24、25和26、上游氣路連接軟管27。
                                 
                              為了滿足不同規格低溫閥門的試驗需要，建造了兩個不同容量的試驗槽，典型試驗閥門的公稱尺寸為DN150和DN50。

                                  2.2 氣、液流程
                                  系統中包含兩套管路系統，即氦氣管路流程和液氮管路流程。
                                 
                              1.氦氣管路流程。在進行閥門低溫試驗時，在待檢閥門系統內需要充入氣體介質，由于冷卻介質液氮的溫度比較低(-196℃)，通常是采用沸點溫度更低的氦氣(常壓下沸點為-269℃)作為檢漏氣體介質。在試驗裝置中配備有氣路系統，用于低溫試驗時的氣體介質充放，具體流程見圖1。氣路系統從氣源(氦氣鋼瓶19)開始，先后經鋼瓶總閥V1，減壓閥V2，上游截斷閥V4和兩個流向調節閥V7、V8進入閥門上游;在經過被測低溫閥門后，再依次經過兩個流向調節閥V9、V10，下游截斷閥V12，以及之后的連接流量計的截止閥V14或者氣泡計數系統的截止閥V15。此外，氣路上還配置有排空閥V3，壓力表及傳感器連接閥V5、V6、V11以及真空泵連接閥V13。
                                  2.液氮管路流程。液氮管路流程用于向試驗裝置加注低溫液體冷卻劑液氮，其流程如圖2所示。

                                  2.3 測控臺架
                                 
                              測試系統的臺架總體結構，包括儀表面板(垂直面)、閥門面板(傾斜面)、儀器架和氣泡光電檢漏系統等部分。儀表面板上包含電源開關/指示器、指針式精密壓力表、數字式壓力表、溫度數顯儀和試驗時間計時器等。氣泡光電檢漏系統的原理性示意圖如圖3所示。

                                  3 測試方案
                                  下面給出了各被測參量及相對應的測量方案。
                                  3.1 溫度
                                 
                              試驗溫度測量涉及室溫至液氮溫區范圍，采用熱電偶溫度計測量，溫度電信號通過Agilent數字多用表測量、采集并輸入測控計算機，在計算機界面上顯示，并由計算機自動完成記錄和保存;與此同時，計算機將溫度測量值輸送到儀表面板上的溫度顯示儀進行現場顯示。
                                  3.2 壓力