一、低溫閥(fa)門的定義
不同標準對低溫閥門有不同定義。BS 6364《低溫用閥門(men)》適用于介質溫度范圍為-50～-196℃。MSS SP 134《對低溫閥門及其閥體／閥蓋加長體的要求》對低溫定義為-100～-195℃。GB／T 24925《低溫閥門技術條件》規定介質溫度范圍為-29～-196℃。殼牌閥門標準《低溫及超低溫用閥門》適用于介質溫度范圍為-30～-196℃。
國外根(gen)據各種不同氣體在(zai)常壓下的液化溫度一般分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下。一般將-46～150℃稱為(wei)低溫，-150℃以下稱為(wei)超低溫。
我國石化行(xing)業一(yi)般(ban)將應(ying)用在介(jie)質(zhi)溫(wen)度-40℃以(yi)下(xia)的閥門稱(cheng)為(wei)低溫(wen)閥，應(ying)用在介(jie)質(zhi)溫(wen)度-101℃以(yi)下(xia)的閥門稱(cheng)作超(chao)低溫(wen)閥門。
低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)門(men)包括閘(zha)(zha)閥(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)、止回閥(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)等。MSS SP 134標準中涉及低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)閘(zha)(zha)閥(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)截止閥(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)和低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)，GB/T 24925標準中涉及低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)閘(zha)(zha)閥(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)截止閥(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)止回閥(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)和低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材料選用(yong)與(yu)設計
低溫閥門閥體、閥蓋等耐壓零件的材料，通常選用低溫強度好的韌性材料，考慮焊接性、機加工性能、穩定性和經濟性等因素。-46℃低溫級一般選用低溫碳鋼，-101℃和-196℃低溫級一般選用300系列奧氏體不銹鋼。
根據ASME B31.3低(di)溫(wen)閥(fa)門(men)常用材料的最低(di)適用溫(wen)度見表6.7.5。
1. 閥蓋(gai)
低(di)(di)(di)溫(wen)閥門的(de)(de)(de)一個最顯注的(de)(de)(de)特點就是(shi)其閥蓋(gai)一般為長頸(jing)(jing)(jing)結(jie)構(gou)，GB/T 24925規定“低(di)(di)(di)溫(wen)閘閥、截(jie)止閥、球閥、蝶(die)閥的(de)(de)(de)閥蓋(gai)應根據不(bu)同的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)溫(wen)度要(yao)(yao)求設計成(cheng)便于(yu)(yu)保(bao)(bao)(bao)冷的(de)(de)(de)長頸(jing)(jing)(jing)閥蓋(gai)結(jie)構(gou)，以(yi)保(bao)(bao)(bao)證填(tian)(tian)(tian)料函底部(bu)的(de)(de)(de)溫(wen)度保(bao)(bao)(bao)持在0℃以(yi)上(shang)”。主要(yao)(yao)是(shi)為了使閥門操作手(shou)柄和填(tian)(tian)(tian)料函結(jie)構(gou)遠離低(di)(di)(di)溫(wen)區，既可(ke)以(yi)避免(mian)溫(wen)度太低(di)(di)(di)造(zao)成(cheng)操作人員凍(dong)傷，也(ye)可(ke)以(yi)保(bao)(bao)(bao)證填(tian)(tian)(tian)料函和壓套在正常的(de)(de)(de)溫(wen)度下使用(yong)(yong)，防止填(tian)(tian)(tian)料的(de)(de)(de)密封性能降低(di)(di)(di)，延長填(tian)(tian)(tian)料的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)壽(shou)命。此外，由于(yu)(yu)低(di)(di)(di)溫(wen)管道一般有(you)著較厚的(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)冷層(ceng)(ceng)厚度，長頸(jing)(jing)(jing)閥蓋(gai)便于(yu)(yu)保(bao)(bao)(bao)冷施(shi)工，并使填(tian)(tian)(tian)料壓蓋(gai)處(chu)于(yu)(yu)保(bao)(bao)(bao)冷層(ceng)(ceng)外，有(you)利(li)于(yu)(yu)需要(yao)(yao)時(shi)隨時(shi)緊固壓蓋(gai)螺(luo)栓或添加填(tian)(tian)(tian)料而無需損壞保(bao)(bao)(bao)冷層(ceng)(ceng)。
BS 6364規定了DN15～DN500 帶冷(leng)箱的加(jia)(jia)(jia)(jia)長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)，并規定非(fei)冷(leng)箱最小加(jia)(jia)(jia)(jia)長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應(ying)為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的帶冷(leng)箱和非(fei)冷(leng)箱的加(jia)(jia)(jia)(jia)長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)要求，非(fei)冷(leng)箱加(jia)(jia)(jia)(jia)長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)比BS 6364規定長(chang)(chang)，帶冷(leng)箱加(jia)(jia)(jia)(jia)長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)比BS6364規定短(duan)。
2. 滴水板結構設計
由于閥門(men)內傳遞(di)是(shi)低溫(wen)介(jie)質，為了避(bi)免(mian)或減少介(jie)質溫(wen)度向閥桿及(ji)其上端的填充材料(liao)傳遞(di)，防(fang)止(zhi)這些材料(liao)因凍結而失效，可在閥門(men)中增加(jia)滴水板結構。
3. 泄壓(ya)部(bu)件
當閥(fa)門為閉合(he)狀態時，閥(fa)體(ti)(ti)內的(de)(de)低溫介(jie)質吸收環境中熱量而(er)逐漸汽化(hua)，其體(ti)(ti)積迅(xun)速上(shang)升，例如，液化(hua)天然氣汽化(hua)后的(de)(de)體(ti)(ti)積為液態時的(de)(de)數百倍，導致閥(fa)門內部超壓，甚(shen)至威脅到閥(fa)門的(de)(de)安全，導致介(jie)質泄(xie)(xie)漏甚(shen)至造成火災事(shi)故，因此(ci)要求帶中腔自(zi)泄(xie)(xie)壓結(jie)構，使閥(fa)門內腔壓力異常(chang)超壓時，實(shi)現自(zi)動泄(xie)(xie)放。
4. 閥桿
閘閥(fa)(fa)與截止閥(fa)(fa)的閥(fa)(fa)桿(gan)應(ying)(ying)具有上密封。并滿(man)足(zu)穩(wen)定(ding)性要求，以防止施加(jia)(jia)壓力(li)負載時(shi)產生(sheng)失穩(wen)。閥(fa)(fa)桿(gan)應(ying)(ying)該能夠傳遞必需的扭矩或推力(li)到閥(fa)(fa)門(men)關(guan)閉(bi)件(jian)（閥(fa)(fa)瓣、閘板、球或蝶板等）上，并能承受操作(zuo)的載荷附加(jia)(jia)應(ying)(ying)力(li)。閥(fa)(fa)桿(gan)的危險截面應(ying)(ying)設置在不(bu)與介質接觸的可見部位。
5. 操作力
在工(gong)作(zuo)條件下(xia)，手動操作(zuo)閥(fa)門時，在手柄或手輪邊緣最(zui)大作(zuo)用力應(ying)不超過(guo)350N，在閥(fa)門開(kai)啟和關閉瞬間，允許(xu)增加到1000N，當(dang)裝有(you)減(jian)速機(ji)構(gou)和執行機(ji)構(gou)時，應(ying)適應(ying)于環境溫度及工(gong)況要(yao)求。
6. 防(fang)靜電、防(fang)火
用于(yu)易燃介質(zhi)的(de)閥(fa)門(men)應設計成防靜電(dian)(dian)結構，以保證(zheng)閥(fa)門(men)的(de)導(dao)電(dian)(dian)性(xing)。用于(yu)易燃蒸(zheng)氣或(huo)(huo)液體的(de)具有軟閥(fa)座或(huo)(huo)軟的(de)關閉插入(ru)部件(jian)的(de)閥(fa)門(men)，在設計時應保證(zheng)閥(fa)體和閥(fa)桿具有導(dao)電(dian)(dian)連貫性(xing)，放(fang)電(dian)(dian)路徑最(zui)大電(dian)(dian)阻(zu)(zu)不應超過10Ω。為了(le)檢測防靜電(dian)(dian)性(xing)，一(yi)個新(xin)的(de)干(gan)燥(zao)閥(fa)門(men)至少開關5次(ci)，然后，用直流電(dian)(dian)源測試(shi)時，電(dian)(dian)阻(zu)(zu)不超過12V。
當有防火要求時可按JB/T 6899《閥門的(de)耐火試驗》的(de)規定。
7. 低溫(wen)閥門的布置(zhi)
低溫閥(fa)門在安(an)(an)裝(zhuang)時閥(fa)桿方(fang)(fang)(fang)向必(bi)須在垂(chui)直(zhi)向上(shang)的(de)45°角范圍內(nei)，且應(ying)盡量(liang)避免安(an)(an)裝(zhuang)在垂(chui)直(zhi)管線上(shang)，否(fou)則低溫介質(zhi)將充滿閥(fa)蓋的(de)加長部(bu)分(fen)，造成閥(fa)門填料失(shi)效，并(bing)會將冷(leng)量(liang)傳(chuan)給閥(fa)門手(shou)柄，給操作人員帶來人身傷(shang)害。對于有泄(xie)(xie)壓(ya)結構的(de)低溫閥(fa)門，在安(an)(an)裝(zhuang)閥(fa)門時，要(yao)(yao)特別注(zhu)意閥(fa)門泄(xie)(xie)壓(ya)方(fang)(fang)(fang)向的(de)要(yao)(yao)求。閥(fa)門泄(xie)(xie)壓(ya)的(de)方(fang)(fang)(fang)向應(ying)在工(gong)藝流程(cheng)圖和配管圖上(shang)標出(chu)。
三、工程(cheng)應用
某工(gong)藝物料(liao)管(guan)道NPS12，設計(ji)溫(wen)度-150℃，設計(ji)壓力1.1MPa，閥門材料(liao)選用(yong)A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標準。
四、標準規范
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫閥(fa)門》
MSS SP 134《對(dui)低(di)溫閥門及(ji)其閥體／閥蓋加(jia)長體的要求》
ISO 15848《閥門(men)低泄漏性試驗(yan)》
JB/T 12003《閥門低溫試驗裝置規范》
JB/T 7248《閥門用低溫鋼鑄件技術條件》
JB/T 12621《液化天然氣閥門 技術條件》
JB/T 7749《低(di)溫閥(fa)門技術條件》
