一、低溫(wen)閥門的定義
不同標準對低溫閥門(men)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℃。
國外根據各種不同氣體在常壓下的(de)液化溫度一般分(fen)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(chao)低溫。
我(wo)國石(shi)化行業一(yi)般將(jiang)應用在介(jie)質(zhi)溫(wen)(wen)度(du)-40℃以(yi)下的(de)閥(fa)門(men)稱為(wei)低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)，應用在介(jie)質(zhi)溫(wen)(wen)度(du)-101℃以(yi)下的(de)閥(fa)門(men)稱作超低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)門(men)。
低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)門包(bao)括閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)、截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、止(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標(biao)準(zhun)中涉(she)(she)及低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)球閥(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標(biao)準(zhun)中涉(she)(she)及低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)止(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)球閥(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)(di)(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材料選用與設計
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低溫閥(fa)門常用材料的最低適用溫度(du)見表6.7.5。
1. 閥蓋
低(di)溫閥門(men)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)最顯(xian)注的(de)(de)(de)特點就是(shi)其(qi)閥蓋一(yi)般為(wei)長頸(jing)(jing)結(jie)構(gou)(gou)，GB/T 24925規(gui)定(ding)“低(di)溫閘閥、截止閥、球閥、蝶(die)閥的(de)(de)(de)閥蓋應根(gen)據不同(tong)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)溫度(du)要求設(she)計成(cheng)便于(yu)保(bao)冷的(de)(de)(de)長頸(jing)(jing)閥蓋結(jie)構(gou)(gou)，以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料函(han)底部的(de)(de)(de)溫度(du)保(bao)持在0℃以(yi)(yi)上”。主要是(shi)為(wei)了使(shi)閥門(men)操作(zuo)手(shou)柄和填(tian)(tian)料函(han)結(jie)構(gou)(gou)遠(yuan)離低(di)溫區，既可以(yi)(yi)避免(mian)溫度(du)太低(di)造成(cheng)操作(zuo)人員凍傷，也可以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料函(han)和壓(ya)套在正常的(de)(de)(de)溫度(du)下使(shi)用(yong)，防止填(tian)(tian)料的(de)(de)(de)密封(feng)性(xing)能降低(di)，延長填(tian)(tian)料的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。此外，由于(yu)低(di)溫管(guan)道一(yi)般有著較(jiao)厚的(de)(de)(de)保(bao)冷層(ceng)厚度(du)，長頸(jing)(jing)閥蓋便于(yu)保(bao)冷施工(gong)，并(bing)使(shi)填(tian)(tian)料壓(ya)蓋處于(yu)保(bao)冷層(ceng)外，有利于(yu)需要時隨時緊固壓(ya)蓋螺栓或添加填(tian)(tian)料而(er)無需損壞保(bao)冷層(ceng)。
BS 6364規定了DN15～DN500 帶冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)的(de)加(jia)(jia)長(chang)尺寸，并(bing)規定非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)最小加(jia)(jia)長(chang)長(chang)度應為250mm。MSS SP 134包含(han)了DN15～DN300的(de)帶冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)和非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)的(de)加(jia)(jia)長(chang)尺寸要(yao)求，非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)加(jia)(jia)長(chang)尺寸比BS 6364規定長(chang)，帶冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)(xiang)加(jia)(jia)長(chang)尺寸比BS6364規定短(duan)。
2. 滴水板結構設(she)計
由于閥(fa)(fa)門內傳(chuan)遞是低(di)溫介質，為了避免(mian)或減少(shao)介質溫度向(xiang)閥(fa)(fa)桿及其上端(duan)的填(tian)充材(cai)料傳(chuan)遞，防止這(zhe)些材(cai)料因凍(dong)結而失效，可在(zai)閥(fa)(fa)門中增加滴水板(ban)結構。
3. 泄壓部(bu)件
當閥門(men)(men)為閉合狀態時(shi)(shi)，閥體(ti)(ti)內(nei)的(de)(de)低溫介質吸收環(huan)境中熱(re)量而逐(zhu)漸汽化，其(qi)體(ti)(ti)積迅速上升，例如(ru)，液化天然氣汽化后的(de)(de)體(ti)(ti)積為液態時(shi)(shi)的(de)(de)數(shu)百倍，導致閥門(men)(men)內(nei)部超(chao)壓，甚至威脅到閥門(men)(men)的(de)(de)安全，導致介質泄漏甚至造成火災事故，因此(ci)要求帶中腔自泄壓結構，使閥門(men)(men)內(nei)腔壓力異(yi)常超(chao)壓時(shi)(shi)，實現(xian)自動泄放。
4. 閥桿
閘(zha)閥與截止閥的(de)(de)閥桿應具有上密封。并(bing)滿足穩定性要求(qiu)，以防止施加(jia)壓力(li)負載(zai)時產生失穩。閥桿應該能夠傳遞必需的(de)(de)扭矩或推力(li)到(dao)閥門關閉件（閥瓣、閘(zha)板(ban)、球或蝶板(ban)等）上，并(bing)能承受操(cao)作的(de)(de)載(zai)荷附(fu)加(jia)應力(li)。閥桿的(de)(de)危險截面應設置在不(bu)與介(jie)質接觸(chu)的(de)(de)可見部位。
5. 操作力(li)
在(zai)工作條件下(xia)，手(shou)動操作閥門(men)時(shi)，在(zai)手(shou)柄(bing)或(huo)手(shou)輪邊緣最大作用力應(ying)(ying)(ying)不超(chao)過350N，在(zai)閥門(men)開啟(qi)和關閉瞬間(jian)，允許增加(jia)到1000N，當裝有減速機構和執行機構時(shi)，應(ying)(ying)(ying)適應(ying)(ying)(ying)于環(huan)境(jing)溫度及工況要求。
6. 防靜電、防火
用(yong)于(yu)易(yi)燃(ran)介質的(de)閥(fa)門(men)應(ying)(ying)設計成防靜(jing)電(dian)(dian)結構，以(yi)保證(zheng)閥(fa)門(men)的(de)導電(dian)(dian)性(xing)。用(yong)于(yu)易(yi)燃(ran)蒸(zheng)氣或(huo)液體的(de)具(ju)有軟閥(fa)座或(huo)軟的(de)關閉插入部(bu)件的(de)閥(fa)門(men)，在設計時(shi)應(ying)(ying)保證(zheng)閥(fa)體和(he)閥(fa)桿具(ju)有導電(dian)(dian)連貫性(xing)，放電(dian)(dian)路徑最大電(dian)(dian)阻不(bu)應(ying)(ying)超(chao)過10Ω。為了(le)檢測(ce)防靜(jing)電(dian)(dian)性(xing)，一個(ge)新的(de)干燥(zao)閥(fa)門(men)至少開(kai)關5次(ci)，然后，用(yong)直流電(dian)(dian)源測(ce)試時(shi)，電(dian)(dian)阻不(bu)超(chao)過12V。
當(dang)有防火要求時(shi)可按JB/T 6899《閥門的耐火試驗》的規(gui)定。
7. 低(di)溫閥門的布置
低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)在(zai)(zai)安裝(zhuang)時(shi)閥(fa)(fa)(fa)桿方(fang)向必須在(zai)(zai)垂直向上(shang)的(de)45°角范(fan)圍內，且應盡(jin)量(liang)避免安裝(zhuang)在(zai)(zai)垂直管線上(shang)，否(fou)則低(di)溫(wen)介質將充滿閥(fa)(fa)(fa)蓋的(de)加長部分，造成(cheng)閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)填料失(shi)效(xiao)，并(bing)會將冷量(liang)傳給(gei)閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)手柄，給(gei)操作人員帶來人身傷(shang)害。對于有泄壓(ya)結構的(de)低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)，在(zai)(zai)安裝(zhuang)閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)時(shi)，要特別注意閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄壓(ya)方(fang)向的(de)要求。閥(fa)(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄壓(ya)的(de)方(fang)向應在(zai)(zai)工藝流程圖和配(pei)管圖上(shang)標出。
三、工(gong)程應用
某工(gong)藝(yi)物料管道NPS12，設計(ji)溫度-150℃，設計(ji)壓力1.1MPa，閥門材料選用A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標準(zhun)。
四、標(biao)準規范(fan)
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫閥門》
MSS SP 134《對(dui)低溫閥門及其閥體／閥蓋加長體的(de)要求》
ISO 15848《閥(fa)門低泄漏性(xing)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)溫閥門技術條件》
