一、低(di)溫閥門的定(ding)義
不同標準對低(di)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(qi)體在常壓下的液化(hua)溫(wen)度一般(ban)分(fen)為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下。一般(ban)將-46～150℃稱(cheng)為(wei)低(di)溫(wen)，-150℃以下稱(cheng)為(wei)超(chao)低(di)溫(wen)。
我國石化(hua)行(xing)業一(yi)般(ban)將應(ying)用(yong)在介質溫度(du)-40℃以下的(de)閥門(men)(men)稱為低溫閥，應(ying)用(yong)在介質溫度(du)-101℃以下的(de)閥門(men)(men)稱作超低溫閥門(men)(men)。
低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)包括閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、止(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓(ya)閥(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)。MSS SP 134標(biao)準(zhun)中(zhong)涉及(ji)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標(biao)準(zhun)中(zhong)涉及(ji)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)止(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門(men)材(cai)料(liao)選用與設計
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(gen)據ASME B31.3低溫閥門常(chang)用材料的最(zui)低適用溫度見表6.7.5。
1. 閥蓋
低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門的(de)(de)一個最顯(xian)注的(de)(de)特點就(jiu)是其(qi)閥(fa)(fa)(fa)蓋一般為長(chang)(chang)頸結構(gou)，GB/T 24925規定(ding)“低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)蓋應(ying)根據不(bu)同的(de)(de)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)要(yao)求(qiu)設(she)計成(cheng)便于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)的(de)(de)長(chang)(chang)頸閥(fa)(fa)(fa)蓋結構(gou)，以(yi)保(bao)證填(tian)(tian)料(liao)(liao)函(han)(han)底部的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)保(bao)持在0℃以(yi)上(shang)”。主要(yao)是為了使(shi)閥(fa)(fa)(fa)門操作手柄(bing)和填(tian)(tian)料(liao)(liao)函(han)(han)結構(gou)遠離低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)區，既(ji)可(ke)以(yi)避免(mian)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)太低(di)造成(cheng)操作人員凍傷，也可(ke)以(yi)保(bao)證填(tian)(tian)料(liao)(liao)函(han)(han)和壓(ya)(ya)套(tao)在正常(chang)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)下使(shi)用(yong)，防止填(tian)(tian)料(liao)(liao)的(de)(de)密(mi)封性能降(jiang)低(di)，延長(chang)(chang)填(tian)(tian)料(liao)(liao)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)。此外，由于(yu)(yu)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)管道(dao)一般有著(zhu)較厚的(de)(de)保(bao)冷(leng)層厚度(du)，長(chang)(chang)頸閥(fa)(fa)(fa)蓋便于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)施工，并使(shi)填(tian)(tian)料(liao)(liao)壓(ya)(ya)蓋處于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)層外，有利(li)于(yu)(yu)需要(yao)時隨時緊固壓(ya)(ya)蓋螺(luo)栓(shuan)或添加填(tian)(tian)料(liao)(liao)而無需損(sun)壞保(bao)冷(leng)層。
BS 6364規定了DN15～DN500 帶(dai)(dai)冷(leng)(leng)(leng)箱的(de)加(jia)長(chang)尺(chi)寸，并規定非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱最小加(jia)長(chang)長(chang)度應為250mm。MSS SP 134包(bao)含了DN15～DN300的(de)帶(dai)(dai)冷(leng)(leng)(leng)箱和非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱的(de)加(jia)長(chang)尺(chi)寸要求，非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱加(jia)長(chang)尺(chi)寸比BS 6364規定長(chang)，帶(dai)(dai)冷(leng)(leng)(leng)箱加(jia)長(chang)尺(chi)寸比BS6364規定短。
2. 滴(di)水板結構設計
由于閥門(men)內傳(chuan)遞是低溫介(jie)質，為了避(bi)免或(huo)減少介(jie)質溫度向閥桿(gan)及(ji)其(qi)上端(duan)的(de)填充材料(liao)傳(chuan)遞，防(fang)止這些(xie)材料(liao)因凍結(jie)而失(shi)效，可(ke)在閥門(men)中增加(jia)滴水板結(jie)構。
3. 泄壓部(bu)件
當閥門(men)(men)(men)為閉合狀態(tai)時(shi)(shi)，閥體內的低溫(wen)介質吸(xi)收環境中熱量而逐漸汽(qi)化，其體積(ji)迅速上升(sheng)，例(li)如，液化天然氣汽(qi)化后的體積(ji)為液態(tai)時(shi)(shi)的數百倍，導致閥門(men)(men)(men)內部超壓，甚至威(wei)脅到(dao)閥門(men)(men)(men)的安全，導致介質泄漏甚至造成火(huo)災事故，因(yin)此要求帶中腔自泄壓結構，使閥門(men)(men)(men)內腔壓力(li)異常超壓時(shi)(shi)，實(shi)現自動泄放。
4. 閥桿
閘閥(fa)與截(jie)止(zhi)閥(fa)的(de)(de)閥(fa)桿應(ying)具有(you)上密(mi)封(feng)。并滿足穩(wen)定性要求，以防(fang)止(zhi)施加壓力負載時產生失穩(wen)。閥(fa)桿應(ying)該(gai)能(neng)夠傳遞必需的(de)(de)扭矩或推力到閥(fa)門關(guan)閉件（閥(fa)瓣、閘板(ban)、球或蝶板(ban)等）上，并能(neng)承(cheng)受操作的(de)(de)載荷附加應(ying)力。閥(fa)桿的(de)(de)危險截(jie)面應(ying)設置在不與介質接觸的(de)(de)可(ke)見部位。
5. 操作力
在(zai)工作(zuo)條(tiao)件下，手動操作(zuo)閥門時(shi)(shi)，在(zai)手柄(bing)或手輪邊緣最大作(zuo)用(yong)力應(ying)不超過(guo)350N，在(zai)閥門開(kai)啟和關閉瞬間，允許增加到1000N，當(dang)裝有減速機構(gou)(gou)和執行機構(gou)(gou)時(shi)(shi)，應(ying)適應(ying)于環境溫(wen)度及工況要求。
6. 防靜電、防火
用于(yu)易(yi)燃介質的(de)(de)(de)閥(fa)門(men)應(ying)(ying)(ying)設(she)計成防(fang)靜電結構(gou)，以(yi)保(bao)證閥(fa)門(men)的(de)(de)(de)導電性。用于(yu)易(yi)燃蒸氣或(huo)液體的(de)(de)(de)具有軟(ruan)閥(fa)座(zuo)或(huo)軟(ruan)的(de)(de)(de)關閉插入部件的(de)(de)(de)閥(fa)門(men)，在設(she)計時應(ying)(ying)(ying)保(bao)證閥(fa)體和(he)閥(fa)桿具有導電連貫性，放電路徑最(zui)大(da)電阻(zu)不應(ying)(ying)(ying)超過10Ω。為了檢測防(fang)靜電性，一個新的(de)(de)(de)干燥閥(fa)門(men)至少(shao)開關5次，然后，用直流電源測試時，電阻(zu)不超過12V。
當有防(fang)火要(yao)求時可按JB/T 6899《閥門的耐(nai)火試驗》的規定。
7. 低溫閥門的布置
低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)在安(an)(an)裝時(shi)閥(fa)(fa)桿(gan)方向(xiang)必須在垂直(zhi)向(xiang)上(shang)的(de)45°角范圍內，且應盡量避免安(an)(an)裝在垂直(zhi)管線上(shang)，否(fou)則低(di)溫(wen)介(jie)質將充滿閥(fa)(fa)蓋的(de)加長部分，造成閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)填料失效，并會將冷量傳給閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)手(shou)柄，給操作人員帶來(lai)人身傷害。對于有泄(xie)(xie)壓結(jie)構的(de)低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)，在安(an)(an)裝閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)時(shi)，要特別注意(yi)閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄(xie)(xie)壓方向(xiang)的(de)要求。閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄(xie)(xie)壓的(de)方向(xiang)應在工藝(yi)流程圖(tu)(tu)和配管圖(tu)(tu)上(shang)標(biao)出。
三、工程應用
某(mou)工藝物料(liao)管道NPS12，設計溫度-150℃，設計壓(ya)力(li)1.1MPa，閥門材料(liao)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《低溫閥門》
MSS SP 134《對(dui)低(di)溫閥門及其閥體／閥蓋加長體的要求》
ISO 15848《閥門低泄漏性(xing)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》
