一、液氮罐安全閥更換具體操作步驟

階段 1：前期準備（3 項核心動作）

1. 液氮排空與罐體泄壓
   • 打開液氮罐汽化器閥門，將罐內液氮完全汽化（汽化氮氣通過放空閥緩慢排至通風區域，禁止直接排放液氮）；若有備用罐，可通過排液閥轉移液氮（轉移時控制流速≤5L/min，防止管路凍傷）。
   • 關閉所有進出口閥，緩慢開啟放空閥，將罐內壓力降至 0.02MPa（表壓）以下，保留 0.01-0.02MPa 微正壓（防止空氣進入罐內形成雜質沉積）。
2. 氮氣置換與溫度平衡
   • 向罐內充入高純氮氣（純度≥99.999%）至 0.1MPa，靜置 10min 后放空至 0.02MPa，重復 3 次；用便攜式氧含量檢測儀檢測罐內氧氣含量，需 ≤2%（避免氮氣窒息風險）。
   • 靜置罐體，用紅外測溫儀監測罐壁溫度，待溫度升至 -40℃以上（防止低溫下法蘭 / 螺栓脆裂），方可進入下一步。
3. 工具與新閥檢查
   • 工具準備：低溫專用扳手（304L 材質）、扭矩扳手（精度 ±3%）、氦質譜檢漏儀（小檢漏率≤1×10?1? Pa?m3/s）、低溫密封墊片（PTFE 或紫銅，厚度 3-5mm）。
   • 新閥核對：確認型號、額定壓力與罐體設計壓力一致（如罐設計 1.6MPa，閥額定壓力≥1.6MPa），查看《安全閥校驗報告》（校驗有效期≤1 年），外觀無裂紋、鉛封完好。

階段 2：舊安全閥拆卸（4 步規范操作）

1. 安全確認
   • 再次用精密壓力表（0.4 級）確認罐內壓力≤0.02MPa，關閉放空閥；若安全閥上下游有截止閥，關閉后懸掛 “禁止操作” 警示牌。
   • 用無塵布擦拭安全閥法蘭表面，清除冰霜 / 油污（嚴禁用鋼絲球等尖銳工具，避免劃傷密封面）。
2. 螺栓松動
   • 按 “對角對稱” 原則 松動法蘭螺栓（如 4 顆螺栓按 “1-3-2-4” 順序），每次松動幅度≤1/4 圈，防止法蘭受力不均傾斜。
3. 舊閥移除
   • 2 人協作取下舊閥（重量＞5kg 時用帶防滑墊的吊裝帶輔助），輕放至橡膠墊工作臺（避免閥體碰撞變形）；記錄舊閥型號、故障現象（如起跳壓力異常），拍照留存后按危廢處置。
4. 法蘭清理
   • 用不銹鋼刮刀（刀刃≤1mm）清除法蘭密封槽內舊墊片殘渣，蘸無水乙醇的無塵布擦拭密封面，檢查粗糙度需 Ra≤1.6μm；若有深度＞0.2mm 的劃痕，用 800 目以上細砂紙打磨修復。

階段 3：新安全閥安裝（5 步精準操作）

1. 墊片預處理
   • 在 PTFE / 紫銅墊片兩面均勻涂抹耐低溫密封膠（如 Loctite 542，厚度≤0.5mm），放入法蘭密封槽（確保墊片居中，無偏移）。
2. 閥體對位
   • 2 人吊裝新閥至法蘭接口，用水平儀校準閥體垂直度（偏差≤1°），確保進口與法蘭中心對齊（禁止強制安裝，防止密封面損傷）；安全閥出口需朝向安全區域（遠離人員通道，與水平面夾角≥45°）。
3. 螺栓預緊
   • 按 “對角對稱” 安裝螺栓，用低溫扳手預緊至 額定扭矩的 30%（如 M16 螺栓額定 45N?m，預緊 13.5N?m）。
4. 分次緊固
   • 用扭矩扳手分 3 次緊固：30%→70%→100% 額定扭矩，每次緊固后復查垂直度；不同螺栓扭矩參考：M12（25-30N?m）、M16（40-45N?m）、M20（75-85N?m）。
5. 附件安裝
   • 出口管路（304L 材質）需順暢無直角彎折（彎折≥120°），每 1.5m 設管卡固定（管卡與管路間墊耐低溫橡膠）；戶外安裝需加 ABS 防雨帽，防止雨水銹蝕。

階段 4：氣密性測試（3 步驗證密封）

1. 打壓準備
   • 關閉放空閥，開啟氮氣瓶減壓閥，向罐內充氮氣至 密封試驗壓力（罐體設計壓力的 80%），充壓速率≤0.1MPa/min（避免壓力驟升）。
2. 保壓檢測
   • 保壓 30min，用氦質譜檢漏儀檢測法蘭接口及閥體密封面，泄漏率需 ≤1×10?? Pa·m3/s；無檢漏儀時，肥皂水涂抹無氣泡即為合格。
3. 泄壓記錄
   • 合格后緩慢放空至 0.1MPa，記錄保壓期間壓降（≤0.02MPa 為合格），填寫《氣密性測試記錄》。

階段 5：起跳 / 回座壓力調試（4 步確認功能）

1. 設備連接
   • 壓力測試裝置（含增壓泵、精密壓力表）接罐體氣相接口，關閉安全閥出口閥。
2. 起跳壓力測試
   • 緩慢增壓（速率≤0.1MPa/min），記錄安全閥開啟壓力，需為 罐體設計壓力的 90%-95%（如設計 2.0MPa，起跳 1.8-1.9MPa），偏差≤±3%。
3. 回座壓力測試
   • 繼續增壓至起跳壓力的 1.05 倍，保壓 5min 后緩慢泄壓（速率≤0.05MPa/min），記錄閥瓣閉合壓力，需為 起跳壓力的 80%-90%。
4. 重復驗證
   • 測試重復 3 次，數據偏差≤5%；若超標，拆解安全閥清理閥芯卡阻，重新測試。

階段 6：低溫性能驗證與驗收（3 步保障低溫可靠性）

1. 充液預冷
   • 向罐內充 10% 容積液氮，靜置 2h，用紅外測溫儀確認安全閥溫度降至 -196℃左右。
2. 低溫密封測試
   • 汽化器升壓至密封試驗壓力，保壓 1h，觀察密封面無結霜 / 結冰（壓降≤0.03MPa）。
3. 驗收歸檔
   • 確認所有測試合格，填寫《安全閥更換驗收報告》，整理校驗報告、測試記錄、影像資料，歸檔至設備檔案（保存≥5 年）。

二、關鍵注意事項（3 類核心風險防控）

1. 安全類：防低溫 / 窒息 / 超壓

• 低溫防護：全程穿戴防低溫防護服（耐 - 196℃，GB/T 38452）、防低溫手套（指尖耐 - 196℃），嚴禁徒手接觸液氮或低溫閥體（避免凍傷）；凍傷后立即用 40℃以下溫水浸泡，禁止揉搓。
• 窒息防控：操作區域通風量≥10 次 /h，每 30min 測氧含量（≥19.5%）；氮氣泄漏時，人員撤離至上風處，開啟通風。
• 禁帶壓操作：罐內壓力＞0.05MPa 時，嚴禁拆 / 裝安全閥；調試超壓（超設計壓力）時，立即全開放空閥泄壓。

2. 操作類：防損傷 / 誤操作

• 工具使用：嚴禁普通扳手替代低溫扳手（普通碳鋼低溫脆裂）、超扭矩緊固螺栓（防止法蘭變形 / 螺栓斷裂）。
• 墊片禁忌：禁止用橡膠 / 石棉墊片（低溫脆裂），必須用耐低溫 PTFE 或紫銅墊片，且尺寸與密封槽匹配。
• 壓力控制：充壓 / 泄壓速率嚴格≤0.1/0.05MPa/min，避免壓力驟變導致罐體損傷。

3. 質量類：防密封失效 / 功能異常

• 法蘭密封面：清理后粗糙度必須 Ra≤1.6μm，劃痕深度≤0.2mm，否則易泄漏。
• 記錄追溯：每步操作記錄簽字（操作人員、校驗人員），關鍵步驟拍照（舊閥拆卸、新閥安裝、調試數據），確保可追溯。
• 定期維護：更換后每日查外觀 / 壓力，每月肥皂水檢漏，每年委托校驗（TSG ZF001），超期未校驗嚴禁使用。