一(yi)、低溫閥門的定義(yi)
不同標準對低(di)溫(wen)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(ju)各種不同氣(qi)體在常壓下的液化溫(wen)度一般(ban)分為：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下。一般(ban)將-46～150℃稱為低溫(wen)，-150℃以下稱為超(chao)低溫(wen)。
我(wo)國石化(hua)行業(ye)一般(ban)將(jiang)應用(yong)(yong)在介(jie)質溫度-40℃以下的閥(fa)門(men)稱(cheng)(cheng)為低溫閥(fa)，應用(yong)(yong)在介(jie)質溫度-101℃以下的閥(fa)門(men)稱(cheng)(cheng)作超低溫閥(fa)門(men)。
低溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門包括閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、止回閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、節(jie)流閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)。MSS SP 134標準中(zhong)涉及(ji)低溫(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低溫(wen)截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和低溫(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準中(zhong)涉及(ji)低溫(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低溫(wen)截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低溫(wen)止回閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和低溫(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材(cai)料選(xuan)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(wen)閥門常用(yong)材(cai)料的最低適用(yong)溫(wen)度見表(biao)6.7.5。
1. 閥蓋(gai)
低溫(wen)閥(fa)門的(de)(de)一(yi)個最顯注(zhu)的(de)(de)特點就是(shi)(shi)其閥(fa)蓋(gai)(gai)一(yi)般為長頸結構，GB/T 24925規定“低溫(wen)閘閥(fa)、截(jie)止閥(fa)、球(qiu)閥(fa)、蝶閥(fa)的(de)(de)閥(fa)蓋(gai)(gai)應根據(ju)不(bu)同的(de)(de)使用溫(wen)度(du)要求設計成便于保(bao)(bao)冷的(de)(de)長頸閥(fa)蓋(gai)(gai)結構，以保(bao)(bao)證填(tian)(tian)料函底(di)部的(de)(de)溫(wen)度(du)保(bao)(bao)持(chi)在(zai)0℃以上”。主要是(shi)(shi)為了使閥(fa)門操作手柄和(he)填(tian)(tian)料函結構遠離(li)低溫(wen)區，既可以避(bi)免溫(wen)度(du)太低造成操作人員凍傷，也可以保(bao)(bao)證填(tian)(tian)料函和(he)壓(ya)套在(zai)正常的(de)(de)溫(wen)度(du)下(xia)使用，防止填(tian)(tian)料的(de)(de)密(mi)封性能降(jiang)低，延長填(tian)(tian)料的(de)(de)使用壽(shou)命。此外，由于低溫(wen)管道一(yi)般有著(zhu)較厚的(de)(de)保(bao)(bao)冷層(ceng)厚度(du)，長頸閥(fa)蓋(gai)(gai)便于保(bao)(bao)冷施工，并使填(tian)(tian)料壓(ya)蓋(gai)(gai)處于保(bao)(bao)冷層(ceng)外，有利于需要時隨時緊固壓(ya)蓋(gai)(gai)螺栓或添(tian)加填(tian)(tian)料而無需損壞保(bao)(bao)冷層(ceng)。
BS 6364規定了DN15～DN500 帶冷箱(xiang)的(de)加長(chang)(chang)尺(chi)寸，并規定非冷箱(xiang)最小加長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的(de)帶冷箱(xiang)和非冷箱(xiang)的(de)加長(chang)(chang)尺(chi)寸要求(qiu)，非冷箱(xiang)加長(chang)(chang)尺(chi)寸比BS 6364規定長(chang)(chang)，帶冷箱(xiang)加長(chang)(chang)尺(chi)寸比BS6364規定短。
2. 滴水板結構設計
由于(yu)閥門(men)內(nei)傳遞(di)是(shi)低溫介(jie)質，為了(le)避免或(huo)減少介(jie)質溫度向(xiang)閥桿及其上端的(de)填充材料傳遞(di)，防止這些材料因(yin)凍(dong)結而失效，可(ke)在閥門(men)中增加滴水板結構。
3. 泄壓部件
當(dang)閥(fa)門為(wei)閉合狀態時，閥(fa)體內(nei)的(de)低溫介質吸收環境中熱量而(er)逐漸(jian)汽(qi)化(hua)，其體積(ji)迅速上(shang)升，例如，液化(hua)天然氣汽(qi)化(hua)后(hou)的(de)體積(ji)為(wei)液態時的(de)數百倍(bei)，導致(zhi)閥(fa)門內(nei)部超壓，甚(shen)(shen)至威脅到閥(fa)門的(de)安全，導致(zhi)介質泄(xie)漏甚(shen)(shen)至造成(cheng)火(huo)災事故，因此要求帶中腔自泄(xie)壓結(jie)構，使(shi)閥(fa)門內(nei)腔壓力(li)異常超壓時，實(shi)現自動泄(xie)放。
4. 閥桿
閘閥(fa)與截(jie)止(zhi)閥(fa)的(de)閥(fa)桿(gan)應(ying)具有上(shang)密封。并(bing)滿足穩定性要求，以防止(zhi)施加(jia)壓力負載時產生失穩。閥(fa)桿(gan)應(ying)該能夠傳遞(di)必需的(de)扭矩或(huo)推力到(dao)閥(fa)門關閉件（閥(fa)瓣(ban)、閘板(ban)、球或(huo)蝶(die)板(ban)等）上(shang)，并(bing)能承受(shou)操作的(de)載荷附加(jia)應(ying)力。閥(fa)桿(gan)的(de)危(wei)險(xian)截(jie)面應(ying)設置在不與介(jie)質(zhi)接觸的(de)可見部位(wei)。
5. 操作力
在(zai)工作(zuo)條(tiao)件下(xia)，手動操作(zuo)閥門時，在(zai)手柄或(huo)手輪邊緣最大作(zuo)用力(li)應不(bu)超(chao)過350N，在(zai)閥門開啟(qi)和(he)關閉瞬間，允許增(zeng)加到1000N，當裝有減速機(ji)構和(he)執行機(ji)構時，應適應于環境溫度(du)及工況要求(qiu)。
6. 防(fang)靜電、防(fang)火
用于(yu)易燃介質的(de)(de)閥門(men)應設計成防靜電(dian)(dian)結構，以保證閥門(men)的(de)(de)導電(dian)(dian)性(xing)(xing)。用于(yu)易燃蒸氣(qi)或液體(ti)的(de)(de)具有(you)軟閥座或軟的(de)(de)關閉插(cha)入部件的(de)(de)閥門(men)，在設計時(shi)應保證閥體(ti)和閥桿(gan)具有(you)導電(dian)(dian)連(lian)貫性(xing)(xing)，放電(dian)(dian)路(lu)徑最大(da)電(dian)(dian)阻(zu)不(bu)應超(chao)過10Ω。為了檢測(ce)防靜電(dian)(dian)性(xing)(xing)，一個新(xin)的(de)(de)干燥(zao)閥門(men)至少開關5次，然后，用直流電(dian)(dian)源測(ce)試時(shi)，電(dian)(dian)阻(zu)不(bu)超(chao)過12V。
當有防火(huo)要求時可(ke)按JB/T 6899《閥(fa)門的耐火(huo)試驗》的規定。
7. 低(di)溫閥門的(de)布置
低溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)在(zai)安裝(zhuang)時(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿方向必須在(zai)垂直向上(shang)的(de)(de)45°角(jiao)范圍內(nei)，且應盡量避免安裝(zhuang)在(zai)垂直管線(xian)上(shang)，否則低溫介質將(jiang)充滿閥(fa)(fa)(fa)(fa)蓋的(de)(de)加長部分，造成閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)填(tian)料失效，并會將(jiang)冷(leng)量傳給(gei)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)手柄，給(gei)操作(zuo)人(ren)員帶來(lai)人(ren)身傷(shang)害(hai)。對于有泄(xie)壓(ya)結構的(de)(de)低溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)，在(zai)安裝(zhuang)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)時(shi)，要(yao)特(te)別注意閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)泄(xie)壓(ya)方向的(de)(de)要(yao)求(qiu)。閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)泄(xie)壓(ya)的(de)(de)方向應在(zai)工藝(yi)流程圖和配管圖上(shang)標出(chu)。
三、工程應用
某工藝物(wu)料管(guan)道NPS12，設(she)計溫度-150℃，設(she)計壓力1.1MPa，閥門(men)材料選(xuan)用A351-CF8；TRIM．10-316，按(an)API 600標準。
四(si)、標準規(gui)范(fan)
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫閥門》
MSS SP 134《對低溫閥(fa)門(men)及其(qi)閥(fa)體／閥(fa)蓋加(jia)長體的要(yao)求》
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)》
