一、低溫閥門的(de)定義(yi)
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(wai)根據各種(zhong)不同氣體在(zai)常壓下的(de)液(ye)化溫度一般(ban)分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)下。一般(ban)將-46～150℃稱為(wei)低溫，-150℃以(yi)下稱為(wei)超(chao)低溫。
我國石化行(xing)業一般將(jiang)應用在介(jie)質溫度-40℃以(yi)下的閥(fa)門(men)(men)稱為低溫閥(fa)，應用在介(jie)質溫度-101℃以(yi)下的閥(fa)門(men)(men)稱作(zuo)超低溫閥(fa)門(men)(men)。
低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門包(bao)括閘閥(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、止(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)，減壓(ya)閥(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標(biao)準中(zhong)涉及(ji)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標(biao)準中(zhong)涉及(ji)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)止(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材料選用與設計
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。
根據ASME B31.3低(di)溫閥門(men)常用材料(liao)的最低(di)適用溫度見表(biao)6.7.5。
1. 閥蓋
低溫(wen)(wen)閥門的(de)(de)一(yi)個(ge)最顯注的(de)(de)特(te)點就(jiu)是(shi)其閥蓋(gai)一(yi)般為長(chang)(chang)(chang)頸(jing)結(jie)構，GB/T 24925規定“低溫(wen)(wen)閘閥、截(jie)止閥、球閥、蝶閥的(de)(de)閥蓋(gai)應根(gen)據不同的(de)(de)使(shi)(shi)用溫(wen)(wen)度(du)要求設(she)計成便(bian)(bian)于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)(leng)的(de)(de)長(chang)(chang)(chang)頸(jing)閥蓋(gai)結(jie)構，以(yi)保(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)函(han)底(di)部的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)保(bao)持(chi)在0℃以(yi)上”。主要是(shi)為了使(shi)(shi)閥門操作手柄和填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)函(han)結(jie)構遠離(li)低溫(wen)(wen)區，既可以(yi)避(bi)免溫(wen)(wen)度(du)太低造成操作人員(yuan)凍傷，也可以(yi)保(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)函(han)和壓套在正常的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)下使(shi)(shi)用，防止填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)密封性(xing)能降低，延長(chang)(chang)(chang)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)使(shi)(shi)用壽命。此外，由于(yu)(yu)低溫(wen)(wen)管道(dao)一(yi)般有(you)著較(jiao)厚的(de)(de)保(bao)冷(leng)(leng)層厚度(du)，長(chang)(chang)(chang)頸(jing)閥蓋(gai)便(bian)(bian)于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)(leng)施工，并使(shi)(shi)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)壓蓋(gai)處于(yu)(yu)保(bao)冷(leng)(leng)層外，有(you)利于(yu)(yu)需要時隨(sui)時緊固壓蓋(gai)螺栓或添加(jia)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)而無需損壞(huai)保(bao)冷(leng)(leng)層。
BS 6364規(gui)(gui)定了(le)DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)箱(xiang)(xiang)的加(jia)(jia)長(chang)(chang)尺寸，并規(gui)(gui)定非(fei)冷(leng)箱(xiang)(xiang)最小加(jia)(jia)長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應(ying)為250mm。MSS SP 134包含了(le)DN15～DN300的帶(dai)冷(leng)箱(xiang)(xiang)和非(fei)冷(leng)箱(xiang)(xiang)的加(jia)(jia)長(chang)(chang)尺寸要求(qiu)，非(fei)冷(leng)箱(xiang)(xiang)加(jia)(jia)長(chang)(chang)尺寸比(bi)BS 6364規(gui)(gui)定長(chang)(chang)，帶(dai)冷(leng)箱(xiang)(xiang)加(jia)(jia)長(chang)(chang)尺寸比(bi)BS6364規(gui)(gui)定短。
2. 滴水板(ban)結構設計
由于(yu)閥(fa)(fa)門內傳(chuan)遞是低溫介質(zhi)，為了避免或(huo)減少介質(zhi)溫度向(xiang)閥(fa)(fa)桿及(ji)其(qi)上端的(de)填充材(cai)料傳(chuan)遞，防(fang)止(zhi)這(zhe)些材(cai)料因凍結而失效，可(ke)在(zai)閥(fa)(fa)門中(zhong)增加滴水板結構。
3. 泄壓(ya)部件
當閥(fa)門為(wei)(wei)閉合狀態(tai)時，閥(fa)體(ti)內的(de)(de)低(di)溫介質吸(xi)收環境中(zhong)熱量而逐漸汽(qi)(qi)化，其(qi)體(ti)積迅速上升，例如，液(ye)化天(tian)然氣汽(qi)(qi)化后(hou)的(de)(de)體(ti)積為(wei)(wei)液(ye)態(tai)時的(de)(de)數百倍，導(dao)致閥(fa)門內部超壓，甚(shen)至威(wei)脅到閥(fa)門的(de)(de)安全，導(dao)致介質泄(xie)漏甚(shen)至造成火(huo)災(zai)事故，因此要求帶中(zhong)腔(qiang)自泄(xie)壓結(jie)構，使(shi)閥(fa)門內腔(qiang)壓力(li)異常超壓時，實現自動(dong)泄(xie)放(fang)。
4. 閥桿(gan)
閘閥(fa)與(yu)截止閥(fa)的(de)閥(fa)桿(gan)應具有上(shang)(shang)密(mi)封。并滿(man)足穩定(ding)性(xing)要求，以防止施(shi)加壓力(li)負(fu)載時(shi)產(chan)生(sheng)失穩。閥(fa)桿(gan)應該能夠傳遞必需的(de)扭矩或(huo)(huo)推力(li)到閥(fa)門關閉件（閥(fa)瓣、閘板、球或(huo)(huo)蝶板等）上(shang)(shang)，并能承受操(cao)作的(de)載荷附(fu)加應力(li)。閥(fa)桿(gan)的(de)危險截面應設(she)置在不與(yu)介(jie)質(zhi)接觸的(de)可(ke)見部位。
5. 操作力
在工作條件下，手動操作閥(fa)門時，在手柄(bing)或手輪邊(bian)緣最大作用力應不超過350N，在閥(fa)門開啟(qi)和關閉(bi)瞬間，允許增加到1000N，當裝有減(jian)速機(ji)構和執行(xing)機(ji)構時，應適應于環境溫度及(ji)工況要求。
6. 防靜(jing)電、防火
用(yong)(yong)于(yu)易燃介質的(de)(de)(de)(de)閥(fa)門應設計成防(fang)靜電結構，以(yi)保證閥(fa)門的(de)(de)(de)(de)導電性(xing)。用(yong)(yong)于(yu)易燃蒸氣或液體(ti)的(de)(de)(de)(de)具(ju)有軟(ruan)閥(fa)座或軟(ruan)的(de)(de)(de)(de)關(guan)閉插入部件的(de)(de)(de)(de)閥(fa)門，在設計時應保證閥(fa)體(ti)和閥(fa)桿具(ju)有導電連貫性(xing)，放電路徑最大(da)電阻不應超過(guo)10Ω。為了檢(jian)測防(fang)靜電性(xing)，一(yi)個新的(de)(de)(de)(de)干燥閥(fa)門至少(shao)開關(guan)5次，然后，用(yong)(yong)直流電源(yuan)測試時，電阻不超過(guo)12V。
當(dang)有防火要求時可按JB/T 6899《閥門的耐火試驗(yan)》的規定。
7. 低溫閥(fa)門的(de)布置
低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)在(zai)安(an)裝(zhuang)(zhuang)時閥(fa)(fa)桿方(fang)向(xiang)必須在(zai)垂(chui)直(zhi)向(xiang)上的(de)(de)45°角范圍內，且應盡(jin)量(liang)(liang)避免(mian)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)垂(chui)直(zhi)管(guan)線上，否則低(di)溫(wen)介質將充滿閥(fa)(fa)蓋(gai)的(de)(de)加長部分，造(zao)成閥(fa)(fa)門(men)(men)填料失效(xiao)，并(bing)會將冷量(liang)(liang)傳給閥(fa)(fa)門(men)(men)手柄(bing)，給操作人(ren)(ren)員帶來(lai)人(ren)(ren)身(shen)傷害。對(dui)于有泄(xie)壓(ya)結構的(de)(de)低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)，在(zai)安(an)裝(zhuang)(zhuang)閥(fa)(fa)門(men)(men)時，要(yao)(yao)特別注意閥(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)壓(ya)方(fang)向(xiang)的(de)(de)要(yao)(yao)求。閥(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)壓(ya)的(de)(de)方(fang)向(xiang)應在(zai)工藝流程圖和配(pei)管(guan)圖上標(biao)出(chu)。
三(san)、工程應(ying)用
某工藝(yi)物料管道NPS12，設計溫(wen)度-150℃，設計壓力1.1MPa，閥(fa)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(di)溫閥(fa)門》
MSS SP 134《對低溫閥門及其閥體／閥蓋(gai)加長體的要求》
ISO 15848《閥門(men)低泄漏(lou)性(xing)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(wen)閥門技術條件》
