一、低溫閥門的(de)定義

  不同標準對低(di)溫(wen)閥門有不同定義。BS 6364《低溫用閥(fa)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(wai)根據各種不同氣體(ti)在常壓下(xia)的液化溫度一(yi)般(ban)(ban)分為：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下(xia)。一(yi)般(ban)(ban)將(jiang)-46～150℃稱為低(di)溫，-150℃以下(xia)稱為超低(di)溫。

  我國(guo)石化行業一般將應(ying)用在介(jie)質(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度-40℃以(yi)下的(de)閥(fa)(fa)門稱(cheng)為低溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)，應(ying)用在介(jie)質(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度-101℃以(yi)下的(de)閥(fa)(fa)門稱(cheng)作(zuo)超低溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)門。

  低(di)(di)溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)門包括閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)、止回閥(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)(fa)，減(jian)壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準中涉及低(di)(di)溫閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫球閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準中涉及低(di)(di)溫閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫止回閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫球閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，見(jian)圖6.7.1。

二、低溫閥(fa)門(men)材(cai)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(wen)(wen)閥(fa)門常(chang)用(yong)材料(liao)的最低適(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度見表(biao)6.7.5。

 1. 閥蓋

   低溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門的(de)(de)(de)一個(ge)最顯注的(de)(de)(de)特(te)點(dian)就是其閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)一般為長(chang)頸(jing)結(jie)(jie)構，GB/T 24925規定(ding)“低溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)應根據不同的(de)(de)(de)使(shi)用溫(wen)(wen)度(du)要(yao)求設計成便(bian)于保(bao)(bao)(bao)冷的(de)(de)(de)長(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)結(jie)(jie)構，以保(bao)(bao)(bao)證(zheng)填料函底部的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)保(bao)(bao)(bao)持在0℃以上(shang)”。主要(yao)是為了使(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門操作手柄和填料函結(jie)(jie)構遠離低溫(wen)(wen)區，既可以避免溫(wen)(wen)度(du)太低造成操作人員(yuan)凍(dong)傷，也可以保(bao)(bao)(bao)證(zheng)填料函和壓(ya)套在正(zheng)常(chang)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)下使(shi)用，防止填料的(de)(de)(de)密封(feng)性能降低，延長(chang)填料的(de)(de)(de)使(shi)用壽命。此外，由(you)于低溫(wen)(wen)管道一般有著(zhu)較厚的(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)冷層(ceng)厚度(du)，長(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)便(bian)于保(bao)(bao)(bao)冷施工，并使(shi)填料壓(ya)蓋(gai)(gai)(gai)處于保(bao)(bao)(bao)冷層(ceng)外，有利于需(xu)要(yao)時隨(sui)時緊固壓(ya)蓋(gai)(gai)(gai)螺(luo)栓(shuan)或添加(jia)填料而無(wu)需(xu)損(sun)壞保(bao)(bao)(bao)冷層(ceng)。

  BS 6364規(gui)定(ding)了DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)(leng)箱的加(jia)(jia)長(chang)尺寸(cun)，并(bing)規(gui)定(ding)非冷(leng)(leng)箱最小加(jia)(jia)長(chang)長(chang)度應為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的帶(dai)冷(leng)(leng)箱和(he)非冷(leng)(leng)箱的加(jia)(jia)長(chang)尺寸(cun)要(yao)求，非冷(leng)(leng)箱加(jia)(jia)長(chang)尺寸(cun)比BS 6364規(gui)定(ding)長(chang)，帶(dai)冷(leng)(leng)箱加(jia)(jia)長(chang)尺寸(cun)比BS6364規(gui)定(ding)短。

 2. 滴水板結構(gou)設計

   由于閥門(men)內傳(chuan)遞(di)是低溫介質，為了避免或減少介質溫度向閥桿及其上端的填充材料(liao)(liao)傳(chuan)遞(di)，防(fang)止這些材料(liao)(liao)因凍結(jie)而失效，可在閥門(men)中增加滴水(shui)板(ban)結(jie)構。

 3. 泄壓部件

   當閥門(men)(men)為(wei)閉合狀態(tai)時(shi)，閥體內的(de)低(di)溫介質(zhi)吸(xi)收環(huan)境中熱量(liang)而逐漸汽化，其(qi)體積迅(xun)速上升，例如，液化天然氣汽化后(hou)的(de)體積為(wei)液態(tai)時(shi)的(de)數百倍，導致閥門(men)(men)內部超壓(ya)(ya)，甚至威脅到閥門(men)(men)的(de)安全(quan)，導致介質(zhi)泄漏甚至造成火災事故，因此(ci)要(yao)求(qiu)帶中腔自(zi)泄壓(ya)(ya)結構，使閥門(men)(men)內腔壓(ya)(ya)力異常超壓(ya)(ya)時(shi)，實現自(zi)動泄放(fang)。

 4. 閥桿

   閘閥(fa)(fa)與截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)的閥(fa)(fa)桿應具(ju)有(you)上密封。并(bing)滿足(zu)穩(wen)定(ding)性要求(qiu)，以防止(zhi)施加(jia)壓力負載時產(chan)生失穩(wen)。閥(fa)(fa)桿應該能(neng)夠(gou)傳(chuan)遞必需(xu)的扭矩或推力到閥(fa)(fa)門關閉件（閥(fa)(fa)瓣、閘板(ban)、球或蝶板(ban)等）上，并(bing)能(neng)承受操作的載荷附(fu)加(jia)應力。閥(fa)(fa)桿的危險截(jie)面應設置在不(bu)與介質接觸的可見(jian)部位。

 5. 操作力

   在工作條件下，手動操作閥(fa)門(men)時(shi)，在手柄或手輪邊緣最大作用力應(ying)不超過350N，在閥(fa)門(men)開啟和(he)關閉(bi)瞬間，允(yun)許增加(jia)到1000N，當裝有減速機(ji)構和(he)執行機(ji)構時(shi)，應(ying)適應(ying)于環境溫度及工況要求。

 6. 防靜電(dian)、防火

   用于易燃介質的(de)(de)閥(fa)(fa)門應(ying)設(she)計成(cheng)防靜(jing)電(dian)(dian)結構，以(yi)保證閥(fa)(fa)門的(de)(de)導電(dian)(dian)性。用于易燃蒸(zheng)氣(qi)或液體的(de)(de)具有軟閥(fa)(fa)座或軟的(de)(de)關(guan)閉插入(ru)部件的(de)(de)閥(fa)(fa)門，在設(she)計時(shi)應(ying)保證閥(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)桿具有導電(dian)(dian)連貫性，放(fang)電(dian)(dian)路徑最大電(dian)(dian)阻(zu)不應(ying)超過10Ω。為了(le)檢測(ce)防靜(jing)電(dian)(dian)性，一個(ge)新的(de)(de)干燥(zao)閥(fa)(fa)門至少開關(guan)5次(ci)，然后，用直流(liu)電(dian)(dian)源測(ce)試時(shi)，電(dian)(dian)阻(zu)不超過12V。

當有(you)防火要求時可(ke)按JB/T 6899《閥門的(de)耐(nai)火試驗》的(de)規(gui)定。

 7. 低(di)溫閥門的布置

  低溫閥(fa)(fa)門(men)(men)在(zai)安裝時閥(fa)(fa)桿方(fang)向必須在(zai)垂直(zhi)(zhi)向上的(de)45°角范圍內，且(qie)應盡量避免安裝在(zai)垂直(zhi)(zhi)管線(xian)上，否則低溫介質將充滿閥(fa)(fa)蓋的(de)加長部分，造成閥(fa)(fa)門(men)(men)填料(liao)失效(xiao)，并會將冷(leng)量傳給閥(fa)(fa)門(men)(men)手柄，給操作(zuo)人(ren)員帶來人(ren)身傷(shang)害。對于有泄壓結構的(de)低溫閥(fa)(fa)門(men)(men)，在(zai)安裝閥(fa)(fa)門(men)(men)時，要特別注(zhu)意閥(fa)(fa)門(men)(men)泄壓方(fang)向的(de)要求。閥(fa)(fa)門(men)(men)泄壓的(de)方(fang)向應在(zai)工藝(yi)流程圖和(he)配管圖上標出。

三、工程應用

  某工(gong)藝物料管道NPS12，設計溫度-150℃，設計壓(ya)力1.1MPa，閥門材料選用(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(di)溫閥門》

  MSS SP 134《對低溫(wen)閥(fa)門(men)及其閥(fa)體／閥(fa)蓋(gai)加長(chang)體的要求》

  ISO 15848《閥門(men)低泄漏性試驗》

  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《低溫閥(fa)門(men)技術條件(jian)》