一、低(di)溫(wen)閥門的定義
不同標準對低溫閥(fa)門有不同定義。BS 6364《低溫用閥門》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)據各種不同氣體在常壓下(xia)的液化(hua)溫(wen)度一(yi)般分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)下(xia)。一(yi)般將-46～150℃稱為(wei)低溫(wen)，-150℃以(yi)下(xia)稱為(wei)超(chao)低溫(wen)。
我國石化行業一般(ban)將應用在介(jie)質溫度(du)-40℃以下(xia)的閥(fa)門稱為低溫閥(fa)，應用在介(jie)質溫度(du)-101℃以下(xia)的閥(fa)門稱作超(chao)低溫閥(fa)門。
低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門包(bao)括閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、止回(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，減(jian)壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標(biao)準中涉及低(di)(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)(di)溫(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標(biao)準中涉及低(di)(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)止回(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)(di)溫(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，見(jian)圖6.7.1。
二、低(di)溫閥門材(cai)料(liao)選用與設計
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(gen)據ASME B31.3低溫(wen)閥(fa)門常(chang)用(yong)材(cai)料的最低適用(yong)溫(wen)度見表6.7.5。
1. 閥蓋(gai)
低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門的一個最顯注的特點就(jiu)是其閥(fa)(fa)蓋(gai)一般為(wei)長(chang)(chang)頸(jing)結構，GB/T 24925規定“低(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)的閥(fa)(fa)蓋(gai)應根據不同的使(shi)用溫(wen)度要(yao)求設計成便于(yu)保(bao)(bao)冷的長(chang)(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)蓋(gai)結構，以(yi)(yi)保(bao)(bao)證填(tian)料(liao)函底部的溫(wen)度保(bao)(bao)持在0℃以(yi)(yi)上”。主要(yao)是為(wei)了使(shi)閥(fa)(fa)門操作手柄(bing)和填(tian)料(liao)函結構遠離低(di)溫(wen)區(qu)，既(ji)可以(yi)(yi)避(bi)免(mian)溫(wen)度太低(di)造成操作人員凍(dong)傷，也可以(yi)(yi)保(bao)(bao)證填(tian)料(liao)函和壓套在正常的溫(wen)度下使(shi)用，防(fang)止填(tian)料(liao)的密封性(xing)能降(jiang)低(di)，延長(chang)(chang)填(tian)料(liao)的使(shi)用壽(shou)命。此(ci)外，由于(yu)低(di)溫(wen)管(guan)道一般有著較厚的保(bao)(bao)冷層(ceng)(ceng)厚度，長(chang)(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)蓋(gai)便于(yu)保(bao)(bao)冷施工，并使(shi)填(tian)料(liao)壓蓋(gai)處于(yu)保(bao)(bao)冷層(ceng)(ceng)外，有利于(yu)需要(yao)時隨時緊固壓蓋(gai)螺栓或添加填(tian)料(liao)而無(wu)需損壞保(bao)(bao)冷層(ceng)(ceng)。
BS 6364規(gui)定(ding)(ding)了(le)DN15～DN500 帶(dai)(dai)冷箱的(de)加長(chang)(chang)尺寸(cun)，并規(gui)定(ding)(ding)非冷箱最小(xiao)加長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應為250mm。MSS SP 134包含了(le)DN15～DN300的(de)帶(dai)(dai)冷箱和非冷箱的(de)加長(chang)(chang)尺寸(cun)要(yao)求，非冷箱加長(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS 6364規(gui)定(ding)(ding)長(chang)(chang)，帶(dai)(dai)冷箱加長(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS6364規(gui)定(ding)(ding)短。
2. 滴(di)水板結構(gou)設(she)計
由于閥(fa)門(men)內傳遞是低溫介質，為了(le)避(bi)免(mian)或減(jian)少介質溫度向閥(fa)桿及其上端的填充材料(liao)傳遞，防(fang)止這些材料(liao)因(yin)凍結(jie)而失效，可在閥(fa)門(men)中增加滴(di)水(shui)板結(jie)構。
3. 泄壓部件
當(dang)閥(fa)(fa)門(men)為(wei)閉合(he)狀態時(shi)，閥(fa)(fa)體(ti)內(nei)的低溫介(jie)(jie)質(zhi)吸收(shou)環境中熱量(liang)而逐漸汽(qi)化(hua)，其體(ti)積迅速上升，例(li)如，液化(hua)天然氣汽(qi)化(hua)后的體(ti)積為(wei)液態時(shi)的數百倍，導(dao)(dao)致閥(fa)(fa)門(men)內(nei)部超(chao)(chao)壓，甚至(zhi)威(wei)脅到閥(fa)(fa)門(men)的安全，導(dao)(dao)致介(jie)(jie)質(zhi)泄(xie)漏甚至(zhi)造成火災(zai)事故，因此要(yao)求帶中腔自泄(xie)壓結構，使閥(fa)(fa)門(men)內(nei)腔壓力異常(chang)超(chao)(chao)壓時(shi)，實現(xian)自動泄(xie)放。
4. 閥桿
閘閥與(yu)截(jie)止(zhi)閥的(de)閥桿應(ying)具有上密封(feng)。并滿足穩定性要求(qiu)，以防止(zhi)施(shi)加(jia)壓(ya)力(li)負載時產(chan)生失穩。閥桿應(ying)該能(neng)夠(gou)傳遞必(bi)需的(de)扭(niu)矩或推力(li)到(dao)閥門關閉(bi)件（閥瓣、閘板、球或蝶板等）上，并能(neng)承受操作的(de)載荷(he)附加(jia)應(ying)力(li)。閥桿的(de)危險截(jie)面應(ying)設置在不與(yu)介質(zhi)接觸(chu)的(de)可見部(bu)位。
5. 操作力
在工作條件下，手(shou)(shou)動操(cao)作閥門(men)時，在手(shou)(shou)柄或手(shou)(shou)輪邊緣最大作用力(li)應(ying)(ying)不超過350N，在閥門(men)開啟(qi)和關閉瞬間(jian)，允許增(zeng)加到(dao)1000N，當裝有減(jian)速機(ji)構和執(zhi)行機(ji)構時，應(ying)(ying)適應(ying)(ying)于環境溫度及工況要(yao)求(qiu)。
6. 防(fang)靜電、防(fang)火
用(yong)(yong)于(yu)易燃(ran)介質的閥(fa)門應(ying)設(she)計成防(fang)靜電(dian)(dian)結構(gou)，以(yi)保證閥(fa)門的導電(dian)(dian)性。用(yong)(yong)于(yu)易燃(ran)蒸(zheng)氣(qi)或(huo)液體的具(ju)有軟閥(fa)座或(huo)軟的關閉插入部件的閥(fa)門，在設(she)計時應(ying)保證閥(fa)體和閥(fa)桿具(ju)有導電(dian)(dian)連貫(guan)性，放電(dian)(dian)路徑最大電(dian)(dian)阻(zu)不應(ying)超過(guo)(guo)10Ω。為了檢測(ce)防(fang)靜電(dian)(dian)性，一個新(xin)的干(gan)燥閥(fa)門至少開關5次，然后(hou)，用(yong)(yong)直流電(dian)(dian)源測(ce)試時，電(dian)(dian)阻(zu)不超過(guo)(guo)12V。
當有(you)防火要求時可(ke)按JB/T 6899《閥門的耐火試驗》的規(gui)定。
7. 低溫閥門的布(bu)置(zhi)
低(di)溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)在(zai)安裝(zhuang)時(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)方(fang)向(xiang)必須在(zai)垂(chui)直(zhi)向(xiang)上的(de)(de)45°角(jiao)范(fan)圍內，且應盡量(liang)(liang)避免安裝(zhuang)在(zai)垂(chui)直(zhi)管(guan)線上，否(fou)則(ze)低(di)溫介質將充滿(man)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋的(de)(de)加長部分，造(zao)成(cheng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)填(tian)料失效，并會將冷量(liang)(liang)傳給(gei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)手柄，給(gei)操作人(ren)(ren)員帶來(lai)人(ren)(ren)身(shen)傷害。對于有泄壓結構(gou)的(de)(de)低(di)溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)，在(zai)安裝(zhuang)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)時(shi)，要(yao)(yao)特別注意(yi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)泄壓方(fang)向(xiang)的(de)(de)要(yao)(yao)求。閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)泄壓的(de)(de)方(fang)向(xiang)應在(zai)工藝流(liu)程圖(tu)(tu)和配管(guan)圖(tu)(tu)上標出(chu)。
三、工程應用
某工藝物料(liao)管道NPS12，設(she)計溫度-150℃，設(she)計壓力1.1MPa，閥門(men)材料(liao)選(xuan)用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《低溫閥門(men)》
MSS SP 134《對低(di)溫閥門及其閥體(ti)／閥蓋加長(chang)體(ti)的要(yao)求》
ISO 15848《閥門低(di)泄(xie)漏性試驗》
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(wen)閥門技術條件》
