低溫閥(fá)門在化肥、LNG及石(shi)油化工等領域(yu)使用較多，所控(kong)制的介質除了(le)液氮和其他液(ye)态惰性氣體外(wài)，大部分介質不(bu)但易燃、易爆，而(er)且在升溫或者(zhě)閃蒸時會發生(shēng)✏️氣化，緻使體積(ji)急劇膨脹，容易(yì)導緻洩漏和爆(bao)炸。行業内一般(ban)将應用在介質(zhi)溫度-40℃以下的閥(fa)門💋稱作低溫閥(fa)🎯，應用在介質溫(wēn)度-101℃以下的閥門(men)稱作超🌂低溫閥(fá)門。

　　◆低溫閥門的(de)材料選擇

　　在低(dī)溫狀态下鋼的(de)機械性能與常(chang)溫時不同，低溫(wēn)用鋼，除強度外(wai)，zui重要的指标就(jiu)是其低溫沖擊(jī)韌性。材料的低(di)💘溫沖擊韌性與(yǔ)材料的脆性轉(zhuan)變溫度有關，材(cai)料的脆性轉變(bian)溫度愈低，材料(liao)的低溫沖擊韌(rèn)🏃🏻性愈好。碳鋼等(deng)體心立方晶格(ge)🈲的金屬材料存(cun)在低溫冷脆現(xian)象，而奧氏體不(bú)鏽鋼等面心立(li)方晶格的金屬(shǔ)材料其🈲沖擊韌(ren)性基本不受低(di)溫影響。

　　低溫閥(fa)門閥體、閥蓋等(deng)耐壓零件的材(cái)料，通常采用低(dī)🐇溫強度好的韌(rèn)性材料，同時還(hai)要考慮焊接性(xìng)、機加工性能、穩(wěn)定性和經濟性(xìng)等因素。

　　設計時(shí)，zui常用的是-46℃、-101℃和-196℃三(san)個低溫級别。-46℃低(dī)溫級一般選用(yòng)低溫碳鋼，-101℃和-196℃低(di)溫級一般選用(yòng)300系列奧氏體不(bú)鏽⭐鋼，這種不💋鏽(xiù)鋼有适中的強(qiang)度、較好的韌性(xìng)和較好的加工(gong)💚性能等。

　　◆低溫閥(fa)門的結構設計(jì)

　　1）閥蓋結構設計(ji)

　　低溫閥門的一(yī)個zui顯注的特點(diǎn)就是其閥蓋一(yī)般為長頸😘結構(gòu)，在GB/T24925《低溫閥門技(ji)術條件》中也有(you)明确規定“低溫(wen)📧閘閥🔅、截止💃🏻閥、球(qiu)閥、蝶閥的閥蓋(gài)應根據不同的(de)使用溫度要求(qiú)設計成便于保(bao)冷的長☁️頸閥蓋(gai)結構🐪，以保證填(tian)料函底部的溫(wen)度保🌈持在0℃以上(shàng)”。加長閥蓋結構(gòu)的設計主要是(shi)為了使閥門操(cao)作手柄和填料(liao)函結構遠離低(di)溫區，既可以避(bi)免溫度太低造(zao)🧡成操作人員凍(dòng)傷，也可💋以保證(zheng)填料函和壓套(tao)在正常的🤩溫度(dù)下使用，防止填(tian)料的密封性能(néng)降低，延長填料(liào)🏃的使用壽🔴命。因(yīn)為在低溫狀态(tài)下随着溫度的(de)降低，填料彈性(xìng)逐漸消失，防漏(lou)✂️性能随之下降(jiang)，由于介質滲漏(lòu)造成填料與閥(fá)杆處結冰，影響(xiǎng)閥杆正常操作(zuò)，同時也會因閥(fá)杆上下移動而(er)将填料劃傷，引(yǐn)起嚴重洩漏。所(suǒ)以低溫閥門必(bì)須采用長頸♍閥(fa)蓋結構形式。此(cǐ)外，長頸結構還(hai)便于纏繞保冷(leng)材料，防止冷💁能(néng)損失。由于低溫(wēn)管道一般有着(zhe)較厚的‼️保冷層(ceng)厚度，長頸閥蓋(gài)便✔️于保冷施工(gōng)，并使填料壓蓋(gài)🔞處于保冷💚層外(wai)，有利于需要時(shi)随時緊固壓蓋(gai)螺栓或添加填(tian)🤞料而無需損壞(huai)保冷層。在進行(háng)長度📞選用時除(chú)♌了要滿足BS、MSSSP等标(biāo)準和設計單位(wèi)的特殊要求外(wài)，還需考🔴慮設計(jì)保冷層厚度是(shi)⛹🏻‍♀️否大于該長度(du)，如是則應🐕加長(zhang)以和保冷厚度(dù)匹配。

　　2）滴水闆結(jié)構設計

　　由于閥(fa)門内傳遞是低(di)溫介質，為了避(bì)免或減少介質(zhì)溫度向閥杆及(jí)其上端的填充(chōng)材料傳遞，防止(zhi)這些材料因凍(dong)結而失效，可在(zai)閥門中增加滴(dī)水闆結構。一些(xiē)研究機構對這(zhe)種帶有滴水闆(pan)結構的閥門進(jin)行了實🈲驗驗證(zheng)，并證明了帶有(yǒu)滴水闆的閥門(men)閥蓋上端溫度(du)較高。由于延長(zhǎng)閥蓋上部的溫(wēn)度較低，通常情(qíng)況下閥門暴露(lu)在空氣中，空氣(qì)中的水蒸氣遇(yu)到低溫閥蓋會(hui)🔅液化成水珠，滴(dī)水💛闆的直徑超(chao)過中法蘭直徑(jìng)，可以防止低溫(wen)液化的水蒸氣(qì)滴落在中法蘭(lan)螺📐栓上，避免螺(luó)栓鏽燭影響在(zài)線維修。此外，滴(di)水闆需設置在(zai)保冷層外側，可(ke)以防止冷凝的(de)水滴落到保冷(leng)層及閥體上部(bu)，保護保冷層及(jí)防止冷⚽量流失(shī)。

　　3）洩壓部件的結(jie)構設計

　　對于有(yǒu)密閉中腔結構(gou)的低溫閥門，當(dang)應用在易燃、易(yì)爆且容👌易氣化(huà)的介質時，對于(yú)閥門密封結構(gou)有着特♍殊的🤞要(yào)求。一些低溫🧡介(jiè)質在汽化後其(qí)體積會🔞升高，例(li)如，液化天然氣(qi)汽化後的體積(jī)為液态時的💔六(liu)百多倍，當閥門(mén)為閉合狀态且(qiě)周圍環境溫度(dù)相對較高時，閥(fá)❤️體内的低溫介(jiè)質吸收環境中(zhong)熱量而逐漸汽(qì)化，其體積迅速(sù)上升，導緻閥門(mén)内部超壓，甚至(zhi)威脅到閥門的(de)安全，導緻介質(zhi)洩露甚至造成(cheng)火災事故，為保(bao)證閥門㊙️和工廠(chǎng)的安全性👣，此類(lei)閥門要求帶中(zhong)腔☎️自洩壓結構(gou)，使閥門🐉内腔壓(yā)力異常🍓超壓時(shi)，實現自動洩放(fang)。如低溫閘閥、球(qiu)閥，由于閥門密(mi)封😍原理不同，在(zài)洩壓設計上，會(huì)有明顯的區别(bie)。不過不同的廠(chang)家在洩壓結構(gòu)的設計上，多有(you)自己不同的🍉特(te)點。下圖為典型(xíng)的閘閥洩壓孔(kong)開法。

　　4）防靜電及(ji)防火結構設計(ji)

　　由于低溫閥門(mén)一般應用在易(yi)燃、易爆的介質(zhì)上，防靜🔱電設計(jì)及防火設計顯(xiǎn)得尤為重要。防(fang)靜電設計主要(yào)🏃‍♂️是以🔱一種類似(si)避雷針的引導(dǎo)電流方式，将閥(fá)㊙️杆與閥體導通(tong)，從而将靜電導(dao)出以消除安全(quán)隐患🚶，保證整個(ge)系統的供應安(ān)全。防火結構的(de)設計主要是針(zhēn)對因溫度劇烈(lie)變化而導緻的(de)介質洩露問題(ti)而進行的，防火(huǒ)結構的設計與(yu)👅普通閥門的設(shè)計要求類似。

　　5）閥(fá)體

　　閥體應能充(chōng)分承受溫度變(biàn)化而引起的膨(peng)脹、收縮。而且閥(fá)座部位的結構(gòu)不會因溫度變(biàn)化而産生永久(jiu)變形。

　　6）閥瓣

　　閘閥(fá)采用撓性閘闆(pan)或開式閘闆；截(jié)止閥的平閥座(zuò)及針形📞閥，采用(yong)塞子形的閥瓣(bàn)。這些結構形式(shì)不論👨‍❤️‍👨溫度☀️如何(he)變化，均能✌️保持(chi)可靠的密封。

　　7）閥(fá)杆

　　閥杆需鍍鉻(ge)、鍍鎳磷或經氮(dàn)化處理，以提高(gao)閥杆表面硬度(dù)，防止閥杆與填(tian)料、填料壓套（壓(yā)蓋）相互咬死，損(sun)壞密封填料，造(zao)成填料🐉函洩漏(lou)。

　　8）墊片

　　墊片選用(yòng)要考慮墊片材(cai)料的低溫性能(neng)，如壓縮回彈性(xìng)、預緊🚶‍♀️力🔞、緊固壓(yā)力分布以及應(ying)力松弛特性等(děng)。

　　9）填料函及填料(liao)

　　填料函不能與(yu)低溫段直接接(jiē)觸，而設在長頸(jǐng)閥蓋頂端，使填(tian)料函處于離低(di)溫較遠的位置(zhi)，在0℃以上的溫度(du)環境下工😄作。這(zhè)樣，提高了填料(liao)函的密封效果(guo)🌈。在洩漏時，或當(dang)低溫流體直接(jie)接觸填料造成(chéng)密封效果下降(jiang)時，可以從填料(liào)函中間加入潤(run)滑脂形成油封(fēng)層，降低填料函(hán)的壓差，作為輔(fǔ)助密封措施。填(tian)料函多采用帶(dài)有中間金屬隔(gé)離環的二段填(tian)料結構。但也有(you)📐的采用✉️一般閥(fa)門填料函結構(gou)和閥杆能自🏃緊(jin)的二重填料函(han)結構等其他型(xíng)式。

　　10）上密封

　　低溫(wen)閥都設上密封(fēng)座結構，上密封(feng)面要堆焊钴鉻(gè)鎢硬♻️質合金，精(jing)加工後研磨。

　　11）閥(fá)座、閥瓣（閘闆）密(mì)封面

　　低溫閥的(de)關閉件采用钴(gǔ)鉻鎢硬質合金(jin)堆焊結構🥰。軟密(mi)封結構由于聚(jù)四氟乙烯膨脹(zhàng)系數大，低溫變(bian)脆，所以僅适用(yong)于溫度高于-70℃的(de)低溫閥，但聚三(san)氟乙烯可用于(yú)-162℃的低溫閥。

　　12）中法(fa)蘭螺栓

　　螺栓應(ying)有足夠的強度(du)，這是因為螺栓(shuān)在反複載荷下(xià)工作，常會因疲(pí)勞而産生斷裂(lie)。因螺栓在螺紋(wén)根🏒部易引起應(yīng)力集中，所以zui好(hao)采用全螺紋結(jie)構的螺栓。

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