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(men)》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(ge)種不同氣體在(zai)常壓下(xia)的液(ye)化(hua)溫(wen)度一(yi)(yi)般(ban)分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下(xia)。一(yi)(yi)般(ban)將(jiang)-46～150℃稱(cheng)為(wei)低(di)溫(wen)，-150℃以下(xia)稱(cheng)為(wei)超低(di)溫(wen)。

  我國石化(hua)行業一般將(jiang)應用在介質溫(wen)(wen)度-40℃以下的閥(fa)門稱為低溫(wen)(wen)閥(fa)，應用在介質溫(wen)(wen)度-101℃以下的閥(fa)門稱作超低溫(wen)(wen)閥(fa)門。

  低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門包括閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、止(zhi)回(hui)(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、節(jie)流(liu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標(biao)準中涉(she)及低(di)(di)溫(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標(biao)準中涉(she)及低(di)(di)溫(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)止(zhi)回(hui)(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。

二、低溫閥門材料選用(yong)與(yu)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)常用(yong)材(cai)料的最低適用(yong)溫(wen)度見表6.7.5。

 1. 閥蓋

   低溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)門(men)的一個最顯注的特點(dian)就是其閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)一般(ban)為(wei)長(chang)頸結(jie)構(gou)(gou)，GB/T 24925規定“低溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)的閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)應根據不同的使用(yong)溫(wen)(wen)度要求設計成(cheng)(cheng)便于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)保冷(leng)(leng)的長(chang)頸閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)結(jie)構(gou)(gou)，以保證填(tian)料函底部的溫(wen)(wen)度保持在0℃以上(shang)”。主要是為(wei)了使閥(fa)(fa)門(men)操(cao)作手柄和填(tian)料函結(jie)構(gou)(gou)遠離(li)低溫(wen)(wen)區(qu)，既可(ke)(ke)以避免溫(wen)(wen)度太低造成(cheng)(cheng)操(cao)作人員凍(dong)傷(shang)，也可(ke)(ke)以保證填(tian)料函和壓(ya)(ya)套在正常的溫(wen)(wen)度下使用(yong)，防(fang)止(zhi)填(tian)料的密(mi)封性能降(jiang)低，延長(chang)填(tian)料的使用(yong)壽命。此外(wai)，由于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)低溫(wen)(wen)管道一般(ban)有(you)著(zhu)較(jiao)厚的保冷(leng)(leng)層(ceng)厚度，長(chang)頸閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)(gai)便于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)保冷(leng)(leng)施工，并(bing)使填(tian)料壓(ya)(ya)蓋(gai)(gai)(gai)處于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)保冷(leng)(leng)層(ceng)外(wai)，有(you)利(li)于(yu)(yu)(yu)(yu)(yu)需(xu)要時隨時緊固(gu)壓(ya)(ya)蓋(gai)(gai)(gai)螺栓或添加填(tian)料而無需(xu)損壞保冷(leng)(leng)層(ceng)。

  BS 6364規定了DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)(leng)箱(xiang)的加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)，并規定非冷(leng)(leng)箱(xiang)最小加(jia)長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的帶(dai)冷(leng)(leng)箱(xiang)和非冷(leng)(leng)箱(xiang)的加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)要求，非冷(leng)(leng)箱(xiang)加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)比BS 6364規定長(chang)(chang)，帶(dai)冷(leng)(leng)箱(xiang)加(jia)長(chang)(chang)尺寸(cun)比BS6364規定短。

 2. 滴水板結構設計(ji)

   由于閥(fa)門內傳遞是(shi)低溫介(jie)質，為了避免或減少介(jie)質溫度向(xiang)閥(fa)桿及其上端的填充材(cai)料(liao)傳遞，防止這些材(cai)料(liao)因(yin)凍結而失(shi)效，可在閥(fa)門中增加滴水板結構。

 3. 泄壓部件

   當閥門(men)為閉(bi)合狀(zhuang)態時，閥體(ti)內(nei)的低溫介質(zhi)吸收環境中熱量而逐(zhu)漸汽(qi)化，其體(ti)積迅速上升，例如，液化天然(ran)氣汽(qi)化后的體(ti)積為液態時的數百倍(bei)，導(dao)致(zhi)閥門(men)內(nei)部超壓(ya)，甚(shen)至威脅(xie)到閥門(men)的安全(quan)，導(dao)致(zhi)介質(zhi)泄漏甚(shen)至造成火災(zai)事故，因(yin)此要求(qiu)帶中腔自泄壓(ya)結構，使閥門(men)內(nei)腔壓(ya)力異常超壓(ya)時，實現自動泄放。

 4. 閥桿(gan)

   閘(zha)閥(fa)(fa)與截(jie)止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)的(de)閥(fa)(fa)桿(gan)應具有上密封。并(bing)(bing)滿足穩定性要求(qiu)，以防止(zhi)(zhi)施(shi)加(jia)壓力負載時產生失穩。閥(fa)(fa)桿(gan)應該能夠傳遞必(bi)需的(de)扭矩或推力到(dao)閥(fa)(fa)門(men)關閉件（閥(fa)(fa)瓣、閘(zha)板、球或蝶板等(deng)）上，并(bing)(bing)能承受操作的(de)載荷附加(jia)應力。閥(fa)(fa)桿(gan)的(de)危險截(jie)面(mian)應設置在不與介質接觸的(de)可見部(bu)位。

 5. 操作(zuo)力

   在(zai)工(gong)作條件下，手動操作閥門時，在(zai)手柄或手輪邊緣最大作用力應(ying)不超過350N，在(zai)閥門開啟(qi)和(he)關(guan)閉瞬間，允(yun)許增加到1000N，當裝(zhuang)有減速機(ji)構和(he)執行機(ji)構時，應(ying)適(shi)應(ying)于環境(jing)溫度及工(gong)況要求。

 6. 防(fang)靜電、防(fang)火(huo)

   用(yong)于(yu)易(yi)燃介質的(de)(de)(de)閥(fa)門應設計成(cheng)防靜電(dian)結構(gou)，以保證(zheng)閥(fa)門的(de)(de)(de)導(dao)電(dian)性。用(yong)于(yu)易(yi)燃蒸(zheng)氣或(huo)液(ye)體的(de)(de)(de)具有軟閥(fa)座或(huo)軟的(de)(de)(de)關閉插入部件的(de)(de)(de)閥(fa)門，在設計時應保證(zheng)閥(fa)體和閥(fa)桿具有導(dao)電(dian)連貫性，放電(dian)路(lu)徑最大電(dian)阻(zu)不應超過10Ω。為(wei)了檢測防靜電(dian)性，一個新的(de)(de)(de)干(gan)燥閥(fa)門至少開關5次，然(ran)后(hou)，用(yong)直(zhi)流電(dian)源(yuan)測試時，電(dian)阻(zu)不超過12V。

當有防(fang)火要(yao)求時可(ke)按JB/T 6899《閥門的(de)耐火試(shi)驗》的(de)規定(ding)。

 7. 低(di)溫閥門的布置

  低溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)在安裝(zhuang)時(shi)閥(fa)(fa)桿方向(xiang)必須在垂直(zhi)向(xiang)上(shang)的45°角范圍內，且應(ying)盡量(liang)避免安裝(zhuang)在垂直(zhi)管(guan)線上(shang)，否則低溫(wen)介質將(jiang)充(chong)滿閥(fa)(fa)蓋的加長(chang)部分(fen)，造(zao)成(cheng)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)填料(liao)失效，并會將(jiang)冷量(liang)傳給(gei)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)手柄，給(gei)操作(zuo)人員帶來人身傷害(hai)。對于(yu)有泄(xie)壓(ya)(ya)結構的低溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)，在安裝(zhuang)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)時(shi)，要特別注意閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄(xie)壓(ya)(ya)方向(xiang)的要求(qiu)。閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄(xie)壓(ya)(ya)的方向(xiang)應(ying)在工藝流程圖(tu)(tu)和配管(guan)圖(tu)(tu)上(shang)標出。

三、工程應(ying)用

  某工藝物料管道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。

四、標準規范

  GB/T 24925《低溫閥門技術條件》

  BS 6364《低溫閥(fa)門》

  MSS SP 134《對(dui)低溫閥(fa)門(men)及其閥(fa)體／閥(fa)蓋(gai)加長體的要求》

  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《低溫閥門(men)技術(shu)條件》