一、低(di)溫閥門的定義
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℃。
國外根據各種(zhong)不同氣體在常壓下的液(ye)化溫(wen)度一般分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下。一般將-46～150℃稱為(wei)低(di)溫(wen)，-150℃以下稱為(wei)超低(di)溫(wen)。
我國(guo)石(shi)化行業一(yi)般將(jiang)應用在(zai)介(jie)質溫(wen)(wen)度(du)-40℃以下的閥門稱為(wei)低(di)溫(wen)(wen)閥，應用在(zai)介(jie)質溫(wen)(wen)度(du)-101℃以下的閥門稱作超低(di)溫(wen)(wen)閥門。
低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門包括閘閥(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、止(zhi)(zhi)(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)、球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)、蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準(zhun)中涉(she)及低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)截止(zhi)(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準(zhun)中涉(she)及低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)截止(zhi)(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)止(zhi)(zhi)(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)球(qiu)(qiu)(qiu)閥(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材料(liao)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)閥門(men)常(chang)用材料的最(zui)低適用溫(wen)度見表6.7.5。
1. 閥蓋
低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)(de)一個最(zui)顯注的(de)(de)特(te)點就是(shi)(shi)其閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)一般(ban)為(wei)長頸(jing)結(jie)構，GB/T 24925規定(ding)“低(di)溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)應根據不同的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度要(yao)求設(she)計(ji)成便(bian)于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)的(de)(de)長頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)結(jie)構，以(yi)保(bao)證填(tian)料(liao)(liao)(liao)函底部的(de)(de)溫(wen)(wen)度保(bao)持在(zai)0℃以(yi)上”。主要(yao)是(shi)(shi)為(wei)了使(shi)(shi)閥(fa)(fa)(fa)門(men)操(cao)作手柄和(he)填(tian)料(liao)(liao)(liao)函結(jie)構遠離(li)低(di)溫(wen)(wen)區，既可以(yi)避免溫(wen)(wen)度太低(di)造成操(cao)作人員凍傷(shang)，也可以(yi)保(bao)證填(tian)料(liao)(liao)(liao)函和(he)壓套在(zai)正常的(de)(de)溫(wen)(wen)度下使(shi)(shi)用(yong)(yong)，防止(zhi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)密(mi)封(feng)性能降(jiang)低(di)，延長填(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命。此外，由于(yu)(yu)低(di)溫(wen)(wen)管道一般(ban)有(you)著(zhu)較厚的(de)(de)保(bao)冷(leng)層厚度，長頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)便(bian)于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)施(shi)工，并使(shi)(shi)填(tian)料(liao)(liao)(liao)壓蓋(gai)處于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)層外，有(you)利于(yu)(yu)需(xu)要(yao)時隨(sui)時緊固壓蓋(gai)螺(luo)栓或添加填(tian)料(liao)(liao)(liao)而(er)無需(xu)損(sun)壞保(bao)冷(leng)層。
BS 6364規(gui)定(ding)了DN15～DN500 帶(dai)冷箱(xiang)的加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)，并規(gui)定(ding)非冷箱(xiang)最小加(jia)長(chang)(chang)長(chang)(chang)度(du)應為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的帶(dai)冷箱(xiang)和非冷箱(xiang)的加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)要求，非冷箱(xiang)加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS 6364規(gui)定(ding)長(chang)(chang)，帶(dai)冷箱(xiang)加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS6364規(gui)定(ding)短。
2. 滴水板結構設(she)計
由于閥門內傳遞(di)是低溫介質，為了避免或(huo)減少(shao)介質溫度向(xiang)閥桿(gan)及其上端的填充材料傳遞(di)，防止這些(xie)材料因凍(dong)結而失效(xiao)，可在閥門中增加滴水板結構。
3. 泄壓部件
當(dang)閥(fa)門(men)為閉(bi)合狀態時，閥(fa)體內的(de)低溫介(jie)質吸收環境(jing)中(zhong)熱量(liang)而逐漸(jian)汽化(hua)，其體積迅速上(shang)升，例如，液化(hua)天然氣汽化(hua)后的(de)體積為液態時的(de)數百倍，導(dao)致(zhi)閥(fa)門(men)內部超壓，甚至威脅到閥(fa)門(men)的(de)安全，導(dao)致(zhi)介(jie)質泄(xie)漏甚至造成(cheng)火災(zai)事故，因此要求(qiu)帶中(zhong)腔自泄(xie)壓結構，使閥(fa)門(men)內腔壓力異常超壓時，實現(xian)自動泄(xie)放。
4. 閥桿(gan)
閘(zha)閥(fa)與(yu)截(jie)止(zhi)閥(fa)的(de)閥(fa)桿應具(ju)有(you)上密(mi)封(feng)。并滿足穩定性要求，以防止(zhi)施加(jia)壓力負載(zai)時產生失穩。閥(fa)桿應該能夠(gou)傳遞必需的(de)扭矩或(huo)推力到閥(fa)門關閉件（閥(fa)瓣(ban)、閘(zha)板、球或(huo)蝶板等）上，并能承受操(cao)作的(de)載(zai)荷附加(jia)應力。閥(fa)桿的(de)危險截(jie)面應設(she)置在不與(yu)介質接觸的(de)可(ke)見(jian)部位。
5. 操作力
在(zai)(zai)工(gong)作條件下，手動操(cao)作閥門時，在(zai)(zai)手柄或手輪邊緣最大作用(yong)力應(ying)不超過(guo)350N，在(zai)(zai)閥門開(kai)啟和關閉瞬間，允許增(zeng)加到(dao)1000N，當(dang)裝有減速機構(gou)和執(zhi)行機構(gou)時，應(ying)適應(ying)于(yu)環境溫度(du)及工(gong)況要求(qiu)。
6. 防靜電(dian)、防火(huo)
用于易(yi)燃介質的(de)(de)閥(fa)門(men)(men)應設計成防靜電(dian)(dian)結(jie)構，以(yi)保證閥(fa)門(men)(men)的(de)(de)導電(dian)(dian)性。用于易(yi)燃蒸氣或液體的(de)(de)具(ju)有軟(ruan)閥(fa)座或軟(ruan)的(de)(de)關閉插入部件的(de)(de)閥(fa)門(men)(men)，在(zai)設計時應保證閥(fa)體和(he)閥(fa)桿具(ju)有導電(dian)(dian)連貫性，放電(dian)(dian)路徑(jing)最大電(dian)(dian)阻不(bu)應超過10Ω。為了檢測(ce)防靜電(dian)(dian)性，一個新的(de)(de)干燥閥(fa)門(men)(men)至少開(kai)關5次，然后，用直流電(dian)(dian)源測(ce)試時，電(dian)(dian)阻不(bu)超過12V。
當有防火要(yao)求(qiu)時可按JB/T 6899《閥門的耐火試驗》的規定。
7. 低溫(wen)閥門的布(bu)置
低溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)門在(zai)安(an)裝時(shi)閥(fa)(fa)(fa)桿方向(xiang)必須在(zai)垂直向(xiang)上的(de)(de)45°角(jiao)范(fan)圍內(nei)，且(qie)應盡量避免安(an)裝在(zai)垂直管(guan)線上，否(fou)則低溫(wen)介質將充滿(man)閥(fa)(fa)(fa)蓋的(de)(de)加(jia)長(chang)部(bu)分(fen)，造成閥(fa)(fa)(fa)門填料(liao)失效，并會將冷(leng)量傳(chuan)給(gei)閥(fa)(fa)(fa)門手柄，給(gei)操作人員帶來人身傷害。對于有泄(xie)壓(ya)結(jie)構的(de)(de)低溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)門，在(zai)安(an)裝閥(fa)(fa)(fa)門時(shi)，要(yao)特別注(zhu)意閥(fa)(fa)(fa)門泄(xie)壓(ya)方向(xiang)的(de)(de)要(yao)求。閥(fa)(fa)(fa)門泄(xie)壓(ya)的(de)(de)方向(xiang)應在(zai)工(gong)藝流程圖和配管(guan)圖上標出。
三、工(gong)程(cheng)應(ying)用
某工藝物料管道NPS12，設計(ji)溫度-150℃，設計(ji)壓(ya)力1.1MPa，閥門材料選(xuan)用A351-CF8；TRIM．10-316，按(an)API 600標(biao)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《對低溫閥門及其(qi)閥體／閥蓋加長體的要(yao)求(qiu)》
ISO 15848《閥門低泄漏性試驗(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《低溫閥門技術(shu)條件(jian)》
