1. 低溫(wen)閥門主要指用于介質溫度-29~-196℃的閥門(men),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)(wen)條件下,材(cai)(cai)料(liao)的(de)抗拉強度(du)(du)和硬度(du)(du)提高(gao),塑性和韌(ren)性降(jiang)低(di),呈(cheng)現低(di)溫(wen)(wen)脆性。材(cai)(cai)質(zhi)不合(he)格,會造成殼體及密封(feng)面(mian)的(de)外(wai)漏或內漏;零部件的(de)綜合(he)力(li)學性能、強度(du)(du)和剛度(du)(du)滿足不了(le)使用(yong)要求甚至斷裂,導(dao)致介(jie)質(zhi)泄漏引起(qi)爆炸。低(di)溫(wen)(wen)材(cai)(cai)料(liao)部件在精加工之前必(bi)須進行深冷處理(li),以減小(xiao)低(di)溫(wen)(wen)閥門在低(di)溫(wen)(wen)工況下的(de)收縮變形。
3. 材料的選用:
a. 閥(fa)(fa)體、閥(fa)(fa)蓋、閥(fa)(fa)座、啟閉件
溫(wen)度高于-100℃選用鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang),溫(wen)度低于-100℃選用奧氏體不(bu)銹鋼(gang)。
b. 緊固件
溫度高(gao)于-100℃時(shi),螺(luo)栓采用Ni、Cr-Mo等合金鋼(gang),經熱處理,以防止螺(luo)紋咬傷;溫度低于-100℃時(shi),螺(luo)栓材料(liao)用奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang),螺(luo)母材料(liao)采用Mo鋼(gang)或(huo)Ni鋼(gang)。
c. 墊片
使用溫度高(gao)于-196℃,低溫最高(gao)使用壓力為5MPa時,采用不銹鋼帶石(shi)棉纏(chan)繞(rao)(rao)式墊(dian)片、不銹鋼帶聚四氟(fu)乙烯纏(chan)繞(rao)(rao)式墊(dian)片或不銹鋼帶膨(peng)脹石(shi)墨纏(chan)繞(rao)(rao)式墊(dian)片。
d. 閥桿
奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)耐酸鋼(gang)制(zhi)造,經熱(re)處理,以提高抗拉強(qiang)度(du),鍍硬(ying)鉻(鍍層(ceng)厚度(du)0.04~0.06mm),或進(jin)行滲氮(dan)處理,以提高表面硬(ying)度(du)。介質(zhi)溫度(du)的降低容易在(zai)填料函處產生泄漏和(he)結(jie)(jie)冰,閥門閥蓋長(chang)頸結(jie)(jie)構,填料避開(kai)低溫區,提高填料的使(shi)用性能和(he)使(shi)用壽命,見(jian)圖4-59。
設計(ji)成加長閥蓋的原(yuan)因如下(xia):
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. 閥體泄壓孔(kong)
當閥芯關閉后,殘留在(zai)閥體中(zhong)腔(qiang)的低(di)溫介(jie)質從周圍(wei)環境(jing)中(zhong)大量(liang)吸(xi)收(shou)熱量(liang),迅速汽化,在(zai)閥體內產生很高的壓(ya)(ya)強異(yi)常升(sheng)壓(ya)(ya)可(ke)能將(jiang)閘板(ban)緊緊地壓(ya)(ya)在(zai)閥座上,導致(zhi)閘板(ban)卡死(si),使閥門(men)不(bu)能正常工作(zuo),也可(ke)能沖壞填(tian)料和(he)法蘭墊片,甚至引起閥體爆(bao)炸。閥門(men)中(zhong)腔(qiang)的泄(xie)壓(ya)(ya):采用泄(xie)壓(ya)(ya)孔(kong)防止異(yi)常升(sheng)壓(ya)(ya),泄(xie)壓(ya)(ya)孔(kong)開(kai)設位置(zhi)視閥門(men)結構而定(ding),見圖4-59(a)。


4. 低溫閥門的描述及標準
國內(nei)低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)標準有GB/T 24925《低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)技(ji)術條(tiao)件》。例如某(mou)DN300低(di)(di)溫(wen)閘閥(fa)(fa)選用(yong)描(miao)述如下:閥(fa)(fa)體材料選用(yong)A351-CF8,TRIM(內(nei)件)10-316。壓(ya)力等級(ji)選用(yong)Class150。端部(bu)用(yong)RF(突面)法蘭式的。制作類(lei)型BB(螺栓連接型閥(fa)(fa)帽),OS&Y(外螺紋閥(fa)(fa)桿(gan)及(ji)閥(fa)(fa)軛)EX(加長(chang)閥(fa)(fa)桿(gan))/FWDG(彈性閘板),Gear(齒輪)-196℃RELIEF HOLE(泄壓(ya)孔(kong)),閥(fa)(fa)門(men)標準采用(yong)API 600。

