1. 低溫閥(fa)門主要指用于介質溫度-29~-196℃的閥門,常用到低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥等。輸送介質為易燃、易爆、滲透性強的介質,如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等物料。介質在升溫時要氣化,氣化時體積可膨脹數百倍。
2. 低(di)溫(wen)條件(jian)(jian)(jian)下,材(cai)料的(de)(de)抗拉強度(du)(du)和硬度(du)(du)提高(gao),塑性(xing)和韌性(xing)降(jiang)低(di),呈現低(di)溫(wen)脆性(xing)。材(cai)質不合(he)格,會造成殼體及密封(feng)面(mian)的(de)(de)外漏(lou)或內漏(lou);零部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)綜(zong)合(he)力學性(xing)能、強度(du)(du)和剛度(du)(du)滿足不了使用(yong)要求甚至斷(duan)裂,導(dao)致介質泄漏(lou)引起(qi)爆(bao)炸。低(di)溫(wen)材(cai)料部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian)在(zai)精加工之前必須進(jin)行(xing)深冷處理,以減小(xiao)低(di)溫(wen)閥門在(zai)低(di)溫(wen)工況下的(de)(de)收(shou)縮變(bian)形。
3. 材料的選用:
a. 閥(fa)體(ti)、閥(fa)蓋、閥(fa)座、啟閉件
溫(wen)度高于-100℃選用鐵素體(ti)(ti)不銹鋼,溫(wen)度低于-100℃選用奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼。
b. 緊固件
溫度高于-100℃時,螺栓采用(yong)Ni、Cr-Mo等合金鋼(gang),經(jing)熱處理,以防止螺紋(wen)咬傷(shang);溫度低于-100℃時,螺栓材料用(yong)奧氏體不銹鋼(gang),螺母材料采用(yong)Mo鋼(gang)或Ni鋼(gang)。
c. 墊片(pian)
使(shi)(shi)用(yong)溫度高于-196℃,低溫最高使(shi)(shi)用(yong)壓力為5MPa時(shi),采用(yong)不銹(xiu)鋼帶(dai)石棉纏繞(rao)式(shi)墊片(pian)、不銹(xiu)鋼帶(dai)聚四氟乙烯纏繞(rao)式(shi)墊片(pian)或(huo)不銹(xiu)鋼帶(dai)膨脹石墨纏繞(rao)式(shi)墊片(pian)。
d. 閥桿
奧氏體(ti)不銹耐(nai)酸鋼制造(zao),經(jing)熱處理,以提高抗(kang)拉(la)強度(du),鍍(du)硬(ying)鉻(鍍(du)層厚度(du)0.04~0.06mm),或進(jin)行滲氮(dan)處理,以提高表面(mian)硬(ying)度(du)。介質溫度(du)的降低(di)容易在填料函處產(chan)生泄漏和結(jie)冰,閥(fa)(fa)門閥(fa)(fa)蓋長頸結(jie)構,填料避開低(di)溫區,提高填料的使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)和使(shi)用(yong)壽命(ming),見(jian)圖4-59。
設計成加(jia)長閥蓋的原因(yin)如下:
①. 長頸閥蓋具有保護填料函的功能,因為填料函的密封性是低溫閥的關鍵之一。
②. 長頸結構便于纏繞保冷材料,防止冷能損失,利于裝配,特別是小口徑的截止閥等低溫閥。
③. 長頸結構便于閥門主件通過閥蓋拆開進行快速更換。例如,配管時長頸閥蓋可以穿過“冷箱”壁伸出,更換閥門主件時,只需通過閥蓋進行拆換,而不需拆卸閥體。閥體與管道焊接成一體,盡可能地減少冷箱的滲漏,保證閥門的密封性。
④. 如果不設計成加長閥蓋,手動操作的部位溫度很低,有一定的人員傷害危險性,如果使用電動或氣動執行器操作閥門,也會使執行器在低溫度環境中失效或者降低其壽命。
e. 閥體泄(xie)壓孔
當閥(fa)(fa)(fa)芯(xin)關(guan)閉后,殘留在(zai)(zai)閥(fa)(fa)(fa)體(ti)(ti)中腔的(de)低溫介質從周(zhou)圍環境中大量(liang)吸收熱量(liang),迅速(su)汽化(hua),在(zai)(zai)閥(fa)(fa)(fa)體(ti)(ti)內產(chan)生很高(gao)的(de)壓(ya)強異常(chang)升壓(ya)可(ke)能(neng)(neng)將閘板緊緊地壓(ya)在(zai)(zai)閥(fa)(fa)(fa)座上(shang),導致閘板卡死,使閥(fa)(fa)(fa)門不能(neng)(neng)正(zheng)常(chang)工作,也可(ke)能(neng)(neng)沖(chong)壞(huai)填(tian)料和法蘭墊片,甚(shen)至引起閥(fa)(fa)(fa)體(ti)(ti)爆(bao)炸。閥(fa)(fa)(fa)門中腔的(de)泄壓(ya):采用泄壓(ya)孔防(fang)止異常(chang)升壓(ya),泄壓(ya)孔開(kai)設位置視閥(fa)(fa)(fa)門結構而定,見圖4-59(a)。
4. 低溫閥門的描(miao)述及標準
國(guo)內(nei)(nei)低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門標準(zhun)有GB/T 24925《低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門技術條件》。例如某DN300低(di)(di)溫(wen)閘閥(fa)(fa)選用描述(shu)如下:閥(fa)(fa)體(ti)材料選用A351-CF8,TRIM(內(nei)(nei)件)10-316。壓力等級選用Class150。端(duan)部用RF(突(tu)面)法(fa)蘭式的。制作類型BB(螺栓連接型閥(fa)(fa)帽(mao)),OS&Y(外螺紋閥(fa)(fa)桿及(ji)閥(fa)(fa)軛(e))EX(加長(chang)閥(fa)(fa)桿)/FWDG(彈性(xing)閘板(ban)),Gear(齒輪)-196℃RELIEF HOLE(泄壓孔),閥(fa)(fa)門標準(zhun)采用API 600。