1. 低溫閥門主要指用于介質溫度-29~-196℃的閥門,常用到低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥等。輸送介質為易燃、易爆、滲透性強的介質,如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等物料。介質在升溫時要氣化,氣化時體積可膨脹數百倍。
2. 低(di)(di)溫(wen)條件下,材(cai)料的抗拉(la)強度(du)和硬(ying)度(du)提(ti)高,塑性(xing)和韌性(xing)降低(di)(di),呈現低(di)(di)溫(wen)脆性(xing)。材(cai)質(zhi)不(bu)(bu)合格,會造成(cheng)殼(ke)體及(ji)密封面的外漏或內漏;零部(bu)件的綜合力學(xue)性(xing)能、強度(du)和剛度(du)滿足不(bu)(bu)了使用要(yao)求甚至斷(duan)裂(lie),導(dao)致介質(zhi)泄漏引起爆(bao)炸。低(di)(di)溫(wen)材(cai)料部(bu)件在精加工之前必須進行(xing)深冷處理(li),以減小低(di)(di)溫(wen)閥門在低(di)(di)溫(wen)工況下的收縮變形。
3. 材料(liao)的選用:
a. 閥(fa)體、閥(fa)蓋、閥(fa)座(zuo)、啟(qi)閉件
溫度高于-100℃選用(yong)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),溫度低于-100℃選用(yong)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
b. 緊固件
溫度(du)高于(yu)-100℃時,螺(luo)栓采用Ni、Cr-Mo等合金鋼,經熱處(chu)理,以(yi)防止螺(luo)紋咬傷;溫度(du)低于(yu)-100℃時,螺(luo)栓材(cai)料用奧氏體不銹鋼,螺(luo)母材(cai)料采用Mo鋼或Ni鋼。
c. 墊片
使用(yong)溫度高(gao)于-196℃,低(di)溫最(zui)高(gao)使用(yong)壓力為5MPa時,采用(yong)不(bu)(bu)銹鋼帶(dai)石棉(mian)纏繞式(shi)(shi)墊片(pian)、不(bu)(bu)銹鋼帶(dai)聚(ju)四氟乙(yi)烯纏繞式(shi)(shi)墊片(pian)或不(bu)(bu)銹鋼帶(dai)膨脹石墨(mo)纏繞式(shi)(shi)墊片(pian)。
d. 閥桿
奧(ao)氏體不銹耐酸鋼制造,經熱(re)處(chu)理,以(yi)提高抗拉強(qiang)度,鍍硬鉻(鍍層厚度0.04~0.06mm),或(huo)進(jin)行滲(shen)氮(dan)處(chu)理,以(yi)提高表面硬度。介(jie)質溫度的降低(di)容易在填(tian)料(liao)(liao)函處(chu)產生(sheng)泄(xie)漏和結冰,閥門閥蓋長頸(jing)結構,填(tian)料(liao)(liao)避開低(di)溫區,提高填(tian)料(liao)(liao)的使用性(xing)能(neng)和使用壽命,見圖(tu)4-59。
設計(ji)成加(jia)長(chang)閥(fa)蓋的原因如下:
①. 長頸閥蓋具有保護填料函的功能,因為填料函的密封性是低溫閥的關鍵之一。
②. 長頸結構便于纏繞保冷材料,防止冷能損失,利于裝配,特別是小口徑的截止閥等低溫閥。
③. 長頸結構便于閥門主件通過閥蓋拆開進行快速更換。例如,配管時長頸閥蓋可以穿過“冷箱”壁伸出,更換閥門主件時,只需通過閥蓋進行拆換,而不需拆卸閥體。閥體與管道焊接成一體,盡可能地減少冷箱的滲漏,保證閥門的密封性。
④. 如果不設計成加長閥蓋,手動操作的部位溫度很低,有一定的人員傷害危險性,如果使用電動或氣動執行器操作閥門,也會使執行器在低溫度環境中失效或者降低其壽命。
e. 閥體泄壓孔
當閥(fa)芯(xin)關閉后,殘(can)留(liu)在(zai)(zai)閥(fa)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)腔(qiang)的低溫(wen)介(jie)質從周圍環境中(zhong)大量吸收熱量,迅速汽化(hua),在(zai)(zai)閥(fa)體(ti)(ti)(ti)內產生(sheng)很高(gao)的壓(ya)強異(yi)常(chang)升壓(ya)可能(neng)(neng)將閘板緊緊地壓(ya)在(zai)(zai)閥(fa)座(zuo)上,導致閘板卡死(si),使閥(fa)門(men)不能(neng)(neng)正常(chang)工作,也可能(neng)(neng)沖壞填料和法蘭墊片,甚(shen)至引起(qi)閥(fa)體(ti)(ti)(ti)爆(bao)炸。閥(fa)門(men)中(zhong)腔(qiang)的泄壓(ya):采(cai)用(yong)泄壓(ya)孔防止(zhi)異(yi)常(chang)升壓(ya),泄壓(ya)孔開設(she)位置視閥(fa)門(men)結構而定,見(jian)圖4-59(a)。
4. 低溫閥門(men)的描述及標準(zhun)
國內低(di)溫閥(fa)(fa)門(men)(men)標(biao)準有(you)GB/T 24925《低(di)溫閥(fa)(fa)門(men)(men)技術條件》。例如某DN300低(di)溫閘閥(fa)(fa)選(xuan)用描(miao)述如下:閥(fa)(fa)體材(cai)料(liao)選(xuan)用A351-CF8,TRIM(內件)10-316。壓(ya)(ya)力(li)等(deng)級選(xuan)用Class150。端部(bu)用RF(突面)法蘭式的。制(zhi)作類型(xing)BB(螺栓連接型(xing)閥(fa)(fa)帽),OS&Y(外螺紋閥(fa)(fa)桿及閥(fa)(fa)軛)EX(加長閥(fa)(fa)桿)/FWDG(彈性閘板),Gear(齒(chi)輪)-196℃RELIEF HOLE(泄壓(ya)(ya)孔),閥(fa)(fa)門(men)(men)標(biao)準采(cai)用API 600。