一、低溫閥門的定(ding)義
不同標準對低溫閥門(men)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(wai)根據各種不(bu)同氣(qi)體(ti)在常壓下的液化溫(wen)(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)低溫(wen)(wen)，-150℃以下稱為(wei)超低溫(wen)(wen)。
我(wo)國石化(hua)行業一(yi)般將應用(yong)在介質溫度(du)-40℃以下(xia)(xia)的(de)(de)閥(fa)門(men)稱為低溫閥(fa)，應用(yong)在介質溫度(du)-101℃以下(xia)(xia)的(de)(de)閥(fa)門(men)稱作(zuo)超低溫閥(fa)門(men)。
低(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)包括閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截(jie)止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、止(zhi)回(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、節流(liu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準中涉及低(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)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準中涉及低(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)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，見(jian)圖6.7.1。
二、低溫閥門材料(liao)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。
根據ASME B31.3低溫閥門常用材料的最低適用溫度見(jian)表6.7.5。
1. 閥(fa)蓋
低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閥(fa)門的一(yi)個最顯注的特點就是(shi)其閥(fa)蓋一(yi)般為長(chang)頸(jing)結構，GB/T 24925規定“低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)、截止閥(fa)、球閥(fa)、蝶閥(fa)的閥(fa)蓋應根據不同的使(shi)(shi)(shi)用溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)要(yao)求(qiu)設計成便于保(bao)冷的長(chang)頸(jing)閥(fa)蓋結構，以保(bao)證填料(liao)(liao)(liao)(liao)函底(di)部的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)保(bao)持(chi)在0℃以上(shang)”。主要(yao)是(shi)為了使(shi)(shi)(shi)閥(fa)門操作(zuo)(zuo)手柄和填料(liao)(liao)(liao)(liao)函結構遠(yuan)離低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)區，既(ji)可(ke)以避免溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)太低(di)(di)造(zao)成操作(zuo)(zuo)人員(yuan)凍傷，也可(ke)以保(bao)證填料(liao)(liao)(liao)(liao)函和壓套在正常的溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下使(shi)(shi)(shi)用，防(fang)止填料(liao)(liao)(liao)(liao)的密封性能(neng)降低(di)(di)，延長(chang)填料(liao)(liao)(liao)(liao)的使(shi)(shi)(shi)用壽命(ming)。此外，由于低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)管道一(yi)般有著較厚(hou)的保(bao)冷層厚(hou)度(du)(du)，長(chang)頸(jing)閥(fa)蓋便于保(bao)冷施(shi)工，并使(shi)(shi)(shi)填料(liao)(liao)(liao)(liao)壓蓋處于保(bao)冷層外，有利于需要(yao)時(shi)隨時(shi)緊固壓蓋螺栓或(huo)添加填料(liao)(liao)(liao)(liao)而無(wu)需損壞保(bao)冷層。
BS 6364規(gui)定了DN15～DN500 帶冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)的(de)加(jia)(jia)長(chang)尺(chi)(chi)寸，并規(gui)定非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)最小加(jia)(jia)長(chang)長(chang)度應為250mm。MSS SP 134包(bao)含了DN15～DN300的(de)帶冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)和非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)的(de)加(jia)(jia)長(chang)尺(chi)(chi)寸要求(qiu)，非(fei)(fei)冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)加(jia)(jia)長(chang)尺(chi)(chi)寸比(bi)BS 6364規(gui)定長(chang)，帶冷(leng)(leng)(leng)箱(xiang)加(jia)(jia)長(chang)尺(chi)(chi)寸比(bi)BS6364規(gui)定短(duan)。
2. 滴水板結構設計
由(you)于閥門(men)(men)內傳(chuan)(chuan)遞是低溫介質，為了避免或減少介質溫度向閥桿(gan)及其上端的填充材料傳(chuan)(chuan)遞，防止這些材料因凍結而(er)失效，可在閥門(men)(men)中增加滴水板結構。
3. 泄壓部件
當閥(fa)門(men)為閉(bi)合狀態(tai)時(shi)，閥(fa)體(ti)內(nei)(nei)的(de)低溫介(jie)質(zhi)吸(xi)收(shou)環境(jing)中(zhong)熱量而逐漸汽化(hua)(hua)，其體(ti)積(ji)迅速上(shang)升，例如，液化(hua)(hua)天然氣(qi)汽化(hua)(hua)后的(de)體(ti)積(ji)為液態(tai)時(shi)的(de)數百倍，導致閥(fa)門(men)內(nei)(nei)部超壓(ya)，甚至威脅到閥(fa)門(men)的(de)安全，導致介(jie)質(zhi)泄漏甚至造成(cheng)火災事(shi)故(gu)，因此要求帶中(zhong)腔(qiang)自泄壓(ya)結構，使閥(fa)門(men)內(nei)(nei)腔(qiang)壓(ya)力異常超壓(ya)時(shi)，實現自動(dong)泄放。
4. 閥(fa)桿(gan)
閘閥(fa)(fa)與截(jie)止閥(fa)(fa)的(de)閥(fa)(fa)桿應(ying)具(ju)有上(shang)密(mi)封。并(bing)滿足穩定性要(yao)求，以(yi)防(fang)止施加壓力負載時產生失穩。閥(fa)(fa)桿應(ying)該(gai)能夠傳(chuan)遞必需的(de)扭矩(ju)或推力到閥(fa)(fa)門關閉件(jian)（閥(fa)(fa)瓣、閘板、球或蝶板等）上(shang)，并(bing)能承受操作的(de)載荷附加應(ying)力。閥(fa)(fa)桿的(de)危險截(jie)面(mian)應(ying)設(she)置在不與介質接觸的(de)可見(jian)部位。
5. 操作力
在(zai)工作條件(jian)下(xia)，手(shou)動操作閥(fa)門時，在(zai)手(shou)柄(bing)或手(shou)輪邊緣最大作用(yong)力應不超過350N，在(zai)閥(fa)門開啟和(he)(he)關閉瞬(shun)間，允許(xu)增加到(dao)1000N，當(dang)裝有減速機構(gou)(gou)和(he)(he)執行機構(gou)(gou)時，應適應于環(huan)境溫(wen)度及工況(kuang)要求。
6. 防靜電、防火
用于易燃(ran)介質的閥(fa)門(men)應設(she)計成防(fang)靜(jing)電(dian)結構，以(yi)保(bao)證閥(fa)門(men)的導電(dian)性(xing)。用于易燃(ran)蒸氣或液(ye)體的具有(you)軟(ruan)閥(fa)座或軟(ruan)的關(guan)閉插入(ru)部件的閥(fa)門(men)，在設(she)計時(shi)應保(bao)證閥(fa)體和閥(fa)桿具有(you)導電(dian)連貫性(xing)，放(fang)電(dian)路(lu)徑最大電(dian)阻(zu)不應超過10Ω。為(wei)了檢(jian)測(ce)防(fang)靜(jing)電(dian)性(xing)，一個新的干燥閥(fa)門(men)至少(shao)開關(guan)5次(ci)，然(ran)后(hou)，用直流電(dian)源(yuan)測(ce)試時(shi)，電(dian)阻(zu)不超過12V。
當有防(fang)火要(yao)求時可按(an)JB/T 6899《閥(fa)門的耐火試驗》的規定。
7. 低溫(wen)閥門的布(bu)置(zhi)
低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)門(men)(men)在安(an)裝(zhuang)時閥(fa)桿方向必須(xu)在垂(chui)直向上(shang)的45°角范圍(wei)內，且(qie)應盡量避(bi)免安(an)裝(zhuang)在垂(chui)直管(guan)線上(shang)，否則低(di)溫(wen)(wen)介質(zhi)將充滿閥(fa)蓋的加長(chang)部分，造成閥(fa)門(men)(men)填料失效，并會(hui)將冷(leng)量傳給(gei)閥(fa)門(men)(men)手柄，給(gei)操作人員(yuan)帶來人身傷(shang)害。對于有泄(xie)(xie)壓(ya)結構的低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)門(men)(men)，在安(an)裝(zhuang)閥(fa)門(men)(men)時，要(yao)特別注意閥(fa)門(men)(men)泄(xie)(xie)壓(ya)方向的要(yao)求。閥(fa)門(men)(men)泄(xie)(xie)壓(ya)的方向應在工藝流程(cheng)圖和配管(guan)圖上(shang)標出。
三、工(gong)程應用
某工藝物料(liao)(liao)管道NPS12，設(she)(she)計溫度-150℃，設(she)(she)計壓(ya)力1.1MPa，閥(fa)門材料(liao)(liao)選用A351-CF8；TRIM．10-316，按(an)API 600標(biao)準。
四、標準規范(fan)
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫(wen)閥門》
MSS SP 134《對低溫閥門(men)及其閥體(ti)／閥蓋加長體(ti)的要求》
ISO 15848《閥(fa)門低泄漏性試驗》
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《低溫閥門技術條件》
