一、低溫閥門的定義
不同標準對低溫閥門有不同定義。BS 6364《低溫用閥門》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(guo)外根據各種不同氣體在(zai)常(chang)壓下(xia)的液(ye)化溫(wen)度(du)一般分為(wei)(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)下(xia)。一般將-46～150℃稱為(wei)(wei)低溫(wen)，-150℃以(yi)下(xia)稱為(wei)(wei)超低溫(wen)。
我國(guo)石(shi)化行(xing)業一(yi)般將應(ying)用在(zai)介質溫(wen)度-40℃以(yi)下(xia)的(de)閥(fa)門(men)稱(cheng)(cheng)為低(di)溫(wen)閥(fa)，應(ying)用在(zai)介質溫(wen)度-101℃以(yi)下(xia)的(de)閥(fa)門(men)稱(cheng)(cheng)作超(chao)低(di)溫(wen)閥(fa)門(men)。
低(di)(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)門包括閘(zha)閥(fa)(fa)、截(jie)止閥(fa)(fa)、止回(hui)閥(fa)(fa)、球(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)、蝶(die)(die)閥(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)，減(jian)壓(ya)閥(fa)(fa)等。MSS SP 134標準中涉(she)(she)及低(di)(di)溫(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)截(jie)止閥(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)球(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)，GB/T 24925標準中涉(she)(she)及低(di)(di)溫(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)截(jie)止閥(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)止回(hui)閥(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)球(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二(er)、低溫閥門材料選用(yong)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。
根據ASME B31.3低溫閥(fa)門(men)常用材料(liao)的最低適用溫度見表6.7.5。
1. 閥(fa)蓋
低(di)溫(wen)閥(fa)門(men)的(de)(de)(de)一(yi)個最顯注的(de)(de)(de)特點就是其閥(fa)蓋(gai)(gai)(gai)一(yi)般(ban)為長頸結構，GB/T 24925規定“低(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)、截止閥(fa)、球閥(fa)、蝶閥(fa)的(de)(de)(de)閥(fa)蓋(gai)(gai)(gai)應根據不同的(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫(wen)度要求設計成便于(yu)(yu)(yu)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)的(de)(de)(de)長頸閥(fa)蓋(gai)(gai)(gai)結構，以保(bao)(bao)(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料(liao)函底(di)部的(de)(de)(de)溫(wen)度保(bao)(bao)(bao)持(chi)在0℃以上”。主(zhu)要是為了使(shi)(shi)(shi)閥(fa)門(men)操(cao)作手柄和填(tian)(tian)料(liao)函結構遠離(li)低(di)溫(wen)區，既(ji)可(ke)以避免溫(wen)度太(tai)低(di)造成操(cao)作人(ren)員凍傷，也可(ke)以保(bao)(bao)(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料(liao)函和壓套(tao)在正(zheng)常的(de)(de)(de)溫(wen)度下使(shi)(shi)(shi)用(yong)，防止填(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)(de)密封(feng)性能降(jiang)低(di)，延(yan)長填(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)壽命。此外(wai)，由于(yu)(yu)(yu)低(di)溫(wen)管(guan)道一(yi)般(ban)有著(zhu)較厚(hou)的(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)厚(hou)度，長頸閥(fa)蓋(gai)(gai)(gai)便于(yu)(yu)(yu)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)施工(gong)，并使(shi)(shi)(shi)填(tian)(tian)料(liao)壓蓋(gai)(gai)(gai)處于(yu)(yu)(yu)保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)外(wai)，有利(li)于(yu)(yu)(yu)需(xu)要時隨時緊固壓蓋(gai)(gai)(gai)螺(luo)栓或(huo)添加填(tian)(tian)料(liao)而(er)無(wu)需(xu)損壞保(bao)(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)。
BS 6364規(gui)(gui)定(ding)了(le)DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)箱(xiang)的(de)加(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)，并(bing)規(gui)(gui)定(ding)非冷(leng)箱(xiang)最小加(jia)長(chang)(chang)(chang)長(chang)(chang)(chang)度應(ying)為250mm。MSS SP 134包含了(le)DN15～DN300的(de)帶(dai)冷(leng)箱(xiang)和非冷(leng)箱(xiang)的(de)加(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)要求，非冷(leng)箱(xiang)加(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS 6364規(gui)(gui)定(ding)長(chang)(chang)(chang)，帶(dai)冷(leng)箱(xiang)加(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS6364規(gui)(gui)定(ding)短(duan)。
2. 滴水板結構設(she)計
由(you)于閥門內(nei)傳遞(di)是低溫介質(zhi)，為(wei)了避免(mian)或(huo)減少(shao)介質(zhi)溫度(du)向(xiang)閥桿及其(qi)上端(duan)的填充材料傳遞(di)，防止這(zhe)些材料因(yin)凍結而失效(xiao)，可在閥門中增加滴水板結構。
3. 泄(xie)壓部件
當閥(fa)門(men)(men)為(wei)閉合狀(zhuang)態(tai)時(shi)(shi)，閥(fa)體內的(de)(de)低溫介質吸收環境中(zhong)熱(re)量而逐漸(jian)汽化(hua)(hua)，其體積迅速上升，例(li)如，液化(hua)(hua)天然氣汽化(hua)(hua)后的(de)(de)體積為(wei)液態(tai)時(shi)(shi)的(de)(de)數百倍，導致閥(fa)門(men)(men)內部超壓(ya)，甚至威脅到(dao)閥(fa)門(men)(men)的(de)(de)安全，導致介質泄(xie)漏(lou)甚至造成(cheng)火(huo)災(zai)事故，因此要求帶中(zhong)腔自泄(xie)壓(ya)結構(gou)，使(shi)閥(fa)門(men)(men)內腔壓(ya)力異常超壓(ya)時(shi)(shi)，實現自動泄(xie)放。
4. 閥桿
閘閥(fa)(fa)與(yu)截止閥(fa)(fa)的(de)閥(fa)(fa)桿(gan)應(ying)具有上密封(feng)。并滿足穩定(ding)性要求，以防止施加(jia)壓力負(fu)載(zai)時產生(sheng)失穩。閥(fa)(fa)桿(gan)應(ying)該能(neng)夠傳遞必需的(de)扭矩(ju)或推力到閥(fa)(fa)門(men)關閉件(jian)（閥(fa)(fa)瓣、閘板(ban)、球或蝶板(ban)等）上，并能(neng)承受操(cao)作的(de)載(zai)荷(he)附(fu)加(jia)應(ying)力。閥(fa)(fa)桿(gan)的(de)危險截面應(ying)設(she)置在不與(yu)介(jie)質接(jie)觸的(de)可見(jian)部位。
5. 操作力
在工作條件下，手動操作閥門時(shi)，在手柄或手輪邊緣最大作用(yong)力應不超過350N，在閥門開(kai)啟(qi)和關閉瞬間，允許增加到1000N，當裝有減速機構和執(zhi)行機構時(shi)，應適應于環境溫度(du)及工況要(yao)求。
6. 防(fang)靜電、防(fang)火(huo)
用(yong)于(yu)易燃介質的(de)閥(fa)門(men)應(ying)設計成防靜(jing)電(dian)(dian)(dian)結構，以保證閥(fa)門(men)的(de)導(dao)電(dian)(dian)(dian)性。用(yong)于(yu)易燃蒸(zheng)氣或液體(ti)的(de)具有軟閥(fa)座或軟的(de)關(guan)閉(bi)插入(ru)部(bu)件(jian)的(de)閥(fa)門(men)，在設計時(shi)應(ying)保證閥(fa)體(ti)和閥(fa)桿具有導(dao)電(dian)(dian)(dian)連貫(guan)性，放電(dian)(dian)(dian)路(lu)徑最大電(dian)(dian)(dian)阻不應(ying)超過10Ω。為了檢(jian)測防靜(jing)電(dian)(dian)(dian)性，一個新(xin)的(de)干燥閥(fa)門(men)至少開(kai)關(guan)5次，然后(hou)，用(yong)直流電(dian)(dian)(dian)源測試時(shi)，電(dian)(dian)(dian)阻不超過12V。
當有(you)防火要求時可按(an)JB/T 6899《閥門的(de)耐火試驗》的(de)規定。
7. 低溫(wen)閥門的布置
低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)在安裝時(shi)閥(fa)(fa)桿方向必須在垂直向上(shang)的45°角范(fan)圍內，且應盡量(liang)避免安裝在垂直管線(xian)上(shang)，否則低(di)溫(wen)介(jie)質將(jiang)充滿閥(fa)(fa)蓋(gai)的加長部分，造(zao)成(cheng)閥(fa)(fa)門(men)(men)填料失效(xiao)，并會將(jiang)冷量(liang)傳給(gei)閥(fa)(fa)門(men)(men)手(shou)柄，給(gei)操作人員帶來(lai)人身傷害。對(dui)于(yu)有泄(xie)壓結(jie)構的低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)，在安裝閥(fa)(fa)門(men)(men)時(shi)，要(yao)特別注意閥(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)壓方向的要(yao)求。閥(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)壓的方向應在工藝流程圖和(he)配(pei)管圖上(shang)標出。
三(san)、工(gong)程應用
某工藝物料管(guan)道NPS12，設計溫度-150℃，設計壓力1.1MPa，閥門材料選用A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標準(zhun)。
四、標準規范
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫(wen)閥門(men)》
MSS SP 134《對低溫閥(fa)門及其(qi)閥(fa)體／閥(fa)蓋加長體的要求》
ISO 15848《閥(fa)門低(di)泄漏(lou)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《低溫(wen)閥門技術條件》
