一、低(di)溫閥門的定義(yi)
不同標準對低(di)溫閥門有不同定義。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)根據各種不同氣(qi)體(ti)在常壓下(xia)的(de)液化溫(wen)度一般(ban)分為：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下(xia)。一般(ban)將-46～150℃稱(cheng)為低溫(wen)，-150℃以下(xia)稱(cheng)為超(chao)低溫(wen)。
我國石化(hua)行業一般將(jiang)應(ying)用在介質(zhi)溫(wen)度-40℃以下的(de)閥門(men)稱為低溫(wen)閥，應(ying)用在介質(zhi)溫(wen)度-101℃以下的(de)閥門(men)稱作超低溫(wen)閥門(men)。
低(di)(di)溫(wen)閥(fa)門(men)包括閘(zha)閥(fa)、截止閥(fa)、止回閥(fa)、球(qiu)閥(fa)、蝶(die)閥(fa)、節流閥(fa)，減壓閥(fa)等。MSS SP 134標準(zhun)中涉及低(di)(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)、低(di)(di)溫(wen)截止閥(fa)、低(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)和(he)低(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)，GB/T 24925標準(zhun)中涉及低(di)(di)溫(wen)閘(zha)閥(fa)、低(di)(di)溫(wen)截止閥(fa)、低(di)(di)溫(wen)止回閥(fa)、低(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)和(he)低(di)(di)溫(wen)蝶(die)閥(fa)，見圖6.7.1。
二(er)、低溫閥門材料選(xuan)用與(yu)設計(ji)
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低溫閥門常用材料的最(zui)低適用溫度(du)見表6.7.5。
1. 閥蓋
低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)一個最顯(xian)注的(de)特點就(jiu)是其(qi)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)一般(ban)為長(chang)頸(jing)結構(gou)(gou)，GB/T 24925規定“低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)(fa)的(de)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)應根據不同的(de)使(shi)用溫(wen)(wen)(wen)度要(yao)求(qiu)設計成便于保(bao)冷(leng)的(de)長(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)結構(gou)(gou)，以保(bao)證(zheng)填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)函(han)底部(bu)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度保(bao)持在(zai)0℃以上”。主要(yao)是為了使(shi)閥(fa)(fa)(fa)門(men)操作手柄和填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)函(han)結構(gou)(gou)遠離低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)區，既可以避免溫(wen)(wen)(wen)度太低(di)(di)造成操作人員凍(dong)傷，也(ye)可以保(bao)證(zheng)填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)函(han)和壓(ya)套在(zai)正常的(de)溫(wen)(wen)(wen)度下使(shi)用，防止填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)的(de)密封(feng)性能降(jiang)低(di)(di)，延長(chang)填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)的(de)使(shi)用壽命。此外(wai)，由于低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)管道(dao)一般(ban)有著較厚的(de)保(bao)冷(leng)層(ceng)厚度，長(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)便于保(bao)冷(leng)施工，并使(shi)填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)壓(ya)蓋(gai)處(chu)于保(bao)冷(leng)層(ceng)外(wai)，有利(li)于需要(yao)時(shi)隨時(shi)緊(jin)固(gu)壓(ya)蓋(gai)螺栓或添加填(tian)(tian)(tian)料(liao)(liao)而無需損壞(huai)保(bao)冷(leng)層(ceng)。
BS 6364規定(ding)了DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)箱(xiang)的加長(chang)(chang)尺(chi)寸，并規定(ding)非冷(leng)箱(xiang)最小加長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應(ying)為(wei)250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的帶(dai)冷(leng)箱(xiang)和非冷(leng)箱(xiang)的加長(chang)(chang)尺(chi)寸要求，非冷(leng)箱(xiang)加長(chang)(chang)尺(chi)寸比(bi)BS 6364規定(ding)長(chang)(chang)，帶(dai)冷(leng)箱(xiang)加長(chang)(chang)尺(chi)寸比(bi)BS6364規定(ding)短。
2. 滴(di)水板結構設計
由于閥(fa)(fa)門內傳遞是低溫介質(zhi)，為了避免或(huo)減少(shao)介質(zhi)溫度向(xiang)閥(fa)(fa)桿及其上端的(de)填充材料傳遞，防止這(zhe)些材料因凍結而失效，可在閥(fa)(fa)門中增加滴水(shui)板結構。
3. 泄壓部件
當閥(fa)(fa)門(men)(men)為閉(bi)合狀態時(shi)(shi)，閥(fa)(fa)體(ti)內(nei)(nei)的(de)低溫介質(zhi)吸(xi)收(shou)環境中熱量而(er)逐漸汽(qi)(qi)化，其體(ti)積迅速(su)上升，例如，液化天然氣汽(qi)(qi)化后的(de)體(ti)積為液態時(shi)(shi)的(de)數百(bai)倍，導致閥(fa)(fa)門(men)(men)內(nei)(nei)部超壓(ya)，甚至威脅到(dao)閥(fa)(fa)門(men)(men)的(de)安全，導致介質(zhi)泄漏甚至造成火災(zai)事(shi)故，因此要求(qiu)帶(dai)中腔自泄壓(ya)結(jie)構，使閥(fa)(fa)門(men)(men)內(nei)(nei)腔壓(ya)力異常超壓(ya)時(shi)(shi)，實(shi)現自動泄放。
4. 閥桿
閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)與截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿應具有(you)上(shang)密(mi)封(feng)。并(bing)滿(man)足(zu)穩定性要求，以防止施(shi)加壓力(li)負(fu)載時產生失(shi)穩。閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿應該能夠傳遞必(bi)需的(de)(de)扭矩或推力(li)到閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)關閉件（閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣、閘板、球或蝶板等）上(shang)，并(bing)能承受操作的(de)(de)載荷附加應力(li)。閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿的(de)(de)危險截面應設置在不與介(jie)質(zhi)接觸的(de)(de)可見部位。
5. 操作力
在工(gong)作條件下，手(shou)動(dong)操作閥(fa)門時，在手(shou)柄或手(shou)輪(lun)邊緣最大作用(yong)力應(ying)不超(chao)過350N，在閥(fa)門開(kai)啟和關閉瞬間，允許增加到(dao)1000N，當裝(zhuang)有(you)減速機構和執行機構時，應(ying)適(shi)應(ying)于環(huan)境(jing)溫度(du)及(ji)工(gong)況要求。
6. 防(fang)靜電(dian)、防(fang)火
用于(yu)易燃(ran)介質的(de)(de)閥(fa)(fa)門(men)應(ying)設(she)計成防(fang)靜電(dian)結(jie)構，以保證閥(fa)(fa)門(men)的(de)(de)導電(dian)性(xing)。用于(yu)易燃(ran)蒸(zheng)氣或液體的(de)(de)具有軟閥(fa)(fa)座或軟的(de)(de)關閉插入部(bu)件(jian)的(de)(de)閥(fa)(fa)門(men)，在(zai)設(she)計時(shi)應(ying)保證閥(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)桿具有導電(dian)連貫(guan)性(xing)，放電(dian)路徑最大電(dian)阻(zu)不(bu)應(ying)超(chao)過(guo)10Ω。為了檢測防(fang)靜電(dian)性(xing)，一個新的(de)(de)干燥閥(fa)(fa)門(men)至少開關5次，然后，用直流電(dian)源測試時(shi)，電(dian)阻(zu)不(bu)超(chao)過(guo)12V。
當有防火要求時可(ke)按(an)JB/T 6899《閥門的耐火試驗》的規(gui)定。
7. 低(di)溫閥門(men)的布置
低(di)溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)在(zai)安裝時閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)方(fang)向(xiang)(xiang)必(bi)須在(zai)垂(chui)直向(xiang)(xiang)上的(de)45°角(jiao)范圍內，且(qie)應盡量(liang)避免安裝在(zai)垂(chui)直管(guan)線上，否則低(di)溫介質將(jiang)充(chong)滿閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)蓋的(de)加(jia)長(chang)部分，造成(cheng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)填料(liao)失(shi)效，并會將(jiang)冷量(liang)傳(chuan)給閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)手柄，給操作人員(yuan)帶來人身傷害。對于(yu)有(you)泄(xie)壓結構的(de)低(di)溫閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)，在(zai)安裝閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)時，要特別注意閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)壓方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)要求。閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)壓的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)應在(zai)工藝(yi)流程(cheng)圖和配(pei)管(guan)圖上標出(chu)。
三、工程應用(yong)
某工(gong)藝物料管道NPS12，設(she)計溫度-150℃，設(she)計壓力1.1MPa，閥門材料選(xuan)用A351-CF8；TRIM．10-316，按(an)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《對低溫閥(fa)門及(ji)其閥(fa)體(ti)／閥(fa)蓋加(jia)長體(ti)的要求》
ISO 15848《閥門低(di)泄漏(lou)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《低溫閥門技術條件》
