深冷閥的應用領域

      Airgas使用的的閥門產品不僅種類繁多，全國各地的工廠內，總體數量多得驚人。

    “我們的閥門數量不是一般的多，而且其中一些至少屬于比較特別的類型。有些場合要用到無間歇高循環閥門，采購時必須慎重選擇，務必確保閥門能承受至少1,000,000次循環，每循環一次最多30秒，而且閥門要始終能做到雙向密封，”Fred接著說道：“當然我們用的閥門種類數以百計，大多數都是標準化產品。許多是用于氧氣工況的閥門，需要專門的清潔措施，還有許多是深冷閥。”

    有些閥門不僅要承受高壓，還要面臨最低-452℉的深冷工況。這些閥門的材質選擇事關重大。只有能在如此低溫下保持正常性能的金屬才有機會入選。而工況中的另一個極端——高溫——無疑也是另一種嚴峻挑戰。

    對于液氮工況，Airgas采用的是專用閥門，根據具體情況有三四種不同類型。管道在深冷工況中容易被冰包裹，通常會采用耐深冷閥門和延長閥桿，使手輪與管道間至少有10-12英寸間距，這樣閥門才能有效控制溫度為-300℉的管道系統。

    閥門溫度的急劇變化，也就是從深冷到升溫，通常會導致閥桿泄漏。“這就是低溫環境的特有現象。因此我們必須采取措施，包括借助延長閥桿使密封元件遠離低溫部件，也就不會受到溫度激烈變化的影響。”

    “這種閥門顯然比較特別。附近的五金店當然不會有售，必須去找有規模的閥門賣家。大多數閥門制造商都有深冷部件標準，他們會據此針對深冷閥的部件采取必要工藝措施，也有的制造商本身就有專門設計的深冷閥產品系列。”

    “我曾經接觸過一些很麻煩的閥門，特別是用于蒸汽工況的那些。蒸汽閥一般每年只會動作一到兩次。根據具體的類型不同，有些閥門容易在閥座區域殘留各種水處理藥劑。如果關閉閥門時擠壓到這些殘留藥劑，閥座就可能損壞，密封性能當然就受影響。更換閥座的難度極大，因為那意味著整個蒸汽系統都要停車。對這樣的局面，只有謹慎選對最合適的閥門才是上策。”Fred感嘆道。

    接著他又介紹說，材質的選擇對于深冷球閥而言由其重要。材料必須有彈性，在極低溫度下依然能保持一定強度。碳鋼不是理想的選擇。不銹鋼、黃銅、青銅和其它一些重載荷合金可以承受深冷的工況。

    就閥座和閥門內的密封元件而言，材質的選擇同樣很關鍵。特氟龍及其它一些聚合物常用于閥門密封元件，比如密封墊、墊圈，選擇時必須確保在低溫下仍能保持彈性，避免采用低溫下收縮程度太大的材質，因為那會導致閥門泄漏。閥球必須按照特定規程橫向鉆孔，所形成的流道會隨著閥門的開關操作充滿液氮。

    “關閉閥門時，必須確保液氮有泄放的通道，因為它會迅速氣化并產生壓力，所以必須為生成的氣體準備好出路。”

Fred Schweighardt是Airgas有限公司（液化空氣集團旗下的一家子公司）的全國項目主任和國際專家。Fred在焊接技術方面具有豐富的經驗，因此工業氣體在加工裝配業和制造業中的應用領域，正是他發揮專長的理想舞臺。

    《閥門世界》專程采訪了Fred，聽他介紹了自己新上任全國項目主任的工作體會，以及作為焊接技術專家，在工業氣體領域將近二十年的工作經歷。

    在美國的工業氣體、焊接設備和防護用品領域，Airgas是首屈一指的行業巨頭。總部位于賓夕法尼亞州拉德諾（Radnor）鎮，總共擁有多達1400家業務網點，具體類型包括零售門市部、氣瓶充裝站、氣體生產廠、特種氣體實驗室，以及地區經銷中心。

    Airgas在全美約有18000名員工，客戶數量多達百萬以上，提供的產品有工業、醫用以及特種氣體，包括二氧化碳、氧化氮，也供應各種焊接設備、耗材、操作助劑等等。服務的對象包括制造業、金屬制品加工裝配、建筑、化工、生命科學和保健、食品和飲料、材料、電力、國防及航空航天業。

    “工業氣體是一個深度多元化的行業，”Fred告訴我們：“手機、桌椅的金屬部件、蘇打水中的碳酸氣…… 所有這些產品的生產都離不開工業氣體。我們有一支專門生產醫用氣體的團隊，也有食品級氣體部門，專門負責工業氣體在食品行業的應用，我負責的是工業氣體在焊接領域的應用。”

    Fred在焊接和維護領域的職業生涯加起來超過了三十年，主要是在加工裝配、供熱廠和管道行業。他從高中畢業后就參了軍，因此在進入大學并拿到焊接副學士學位（AAS）和機械加工技術證書之前，Fred就已經開始和裝甲車輛打交道，并從事修理柴油引擎等工作。Fred拿到的最高學位是猶他大學焊接工程技術理科學士。在Airgas公司，他既是焊接技術專家，也是管道設計規范、加工裝配、檢驗和材料領域的主題專家（SME，“課題專家”），而且工作時間已經長達18年。

    “早在2000年我就被法國液化空氣集團聘為焊接專員，通過努力工作一路晉升。現在我是制造和金屬加工事業部的全國項目經理，”Fred對我們說到：“除了給客戶提供技術服務外，我也是資產優化特別項目團隊的主題專家（SME，“課題專家”）。我職業生涯中最幸運的事情，就是我的核心職責始終沒變過，這意味著工作經驗可以不間斷積累并發揮出最大價值。”

    在Fred進液化空氣集團工作之前，就已經擔任過管道焊接員、供暖廠工程師和焊接車間經理的崗位。他最初在工作中接觸閥門，就是從擔任供暖廠工程師開始的。

    “我的工作重心曾經很長一段時間都是在焊接領域，但后來我當上供暖廠工程師后，主要工作就是和應用于各種流體的閥門打交道。現在我作為主題專家，主要負責為形形色色的流體應用場合進行閥門選型和配管，提供結構材料方面的咨詢，也會針對閥門和工藝管道的連接提供最佳解決方案，”Fred接著說道：“我們行業離不開各種各樣的閥門——手動閥、自動閥、控制閥——所以我對各種類型的閥門都有心得體會。”

    具體而言，Fred目前的主要職責分為四個部分：全國項目管理、全國銷售、主題專家和培訓。項目管理的主要內容是協調Airgas公司所有焊接工藝專員，為全國客戶群體提供相關服務，包括提供各種增值服務。此項職責其實與“全國銷售”的職責密切關聯，因為正是這些項目和服務，使公司一方面能留住老客戶，另一方面不斷贏得更多新客戶。作為主題專家，Fred會和項目團隊合作，針對焊接技術、材料選擇、技術合格合規等問題提供專門指導。此外，他也在全國范圍內培訓Airgas各分公司的員工，主要是傳授工藝技術，以及介紹推向全國市場的新產品。

    “我喜歡在工作中承擔不同角色和職責，也很享受不斷接觸新事物的挑戰，不會始終陷在同一類事情里，”Fred坦言：“今天我可能在研究一個涉及6000psi氮氣的項目，明天可能需要處理關于-452℉液氦的問題。再加上我要全國各地跑銷售，工作還真挺忙的。”本職工作不忙時Fred也不閑著，他還從事著AWS認證焊接檢驗師的工作，同時設法抽時間履行AWS A5S（保護氣體）委員會主席的職責。另外他也是ISO US TAG44委員會（TAG:技術顧問組）的表決權委員。