進(jìn)口超低溫閥門(mén)原理|超低溫閥門(mén)標(biāo)準(zhǔn)|超低溫閥門(mén)選型
所謂低溫閥門(mén)，顧名思義就是適用于深冷的低溫工況中工作的閥門(mén)。在閥門(mén)行業(yè)里，趨向以-40℃的閥門(mén)都稱(chēng)做低溫閥門(mén)。超低溫閥門(mén)即用于-196℃的工況，一般用于液氦、液氫、液化天然氣以及空氣分離等低溫系統(tǒng)。使用介質(zhì)為液氦、液氫、液化天然氣、液氮、液氧等低溫流體。低溫工況下，常規(guī)的金屬硬密封和非金屬軟密封都不能滿(mǎn)足密封的要求，為了保證低溫閥門(mén)能在低溫下安全可靠地運(yùn)行，在低溫閥的設(shè)計(jì)和制造方面有一些特殊的考慮和要求。
進(jìn)口超低溫閥門(mén)原理：
應(yīng)用在超低溫工況下的閥門(mén)，介質(zhì)溫度很低，金屬材料會(huì)發(fā)生低溫冷脆現(xiàn)象，強(qiáng)度和硬度大幅提高，塑性和韌性大幅降低，這一個(gè)會(huì)直接影響閥門(mén)的性能和安全。如果采用普通的閥門(mén)，低溫會(huì)使閥門(mén)填料函里面的填料凍住，不能起到密封作用。如此說(shuō)來(lái)，閥門(mén)需要加長(zhǎng)的就是從閥蓋上密封座到填料函底部的長(zhǎng)度了，有了充分的隔離空間和散熱距離，閥體內(nèi)的低溫介質(zhì)就不至于把填料凍死。
在超低溫的工況下，閥桿和閥體，只能采用填料函或者波紋管結(jié)構(gòu)。波紋管使用限制較多，一般采用的是填料函密封的結(jié)構(gòu)，填料函密封結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，維修方便，但是在<-40℃的情況下，其密封效果得不到保證，因此超低溫閥門(mén)都是使填料函盡量遠(yuǎn)離物料，并選擇具有低溫特性的填料。
進(jìn)口超低溫閥門(mén)選型：
閥體：溫度高于-100℃時(shí)可選用鐵素體不銹鋼，溫度低于-100℃時(shí)選用奧氏體不銹鋼，低壓和小口徑閥門(mén)可選用銅合金或鋁合金。
閥桿：采用奧氏體不銹耐酸鋼制造，需經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚蕴岣呖估瓘?qiáng)度，同時(shí)必須鍍硬鉻(鍍層厚度0.04~0.06mm)，或進(jìn)行滲氮處理，以提高表面硬度。
墊片：使用溫度高于-196℃，低溫最高使用壓力為3MPa時(shí)，可采用長(zhǎng)纖維自石棉制成的石棉橡膠板；使用溫度高于-196℃，低溫最高使用壓力為5MPa時(shí)，可采用不銹鋼帶石棉纏繞式墊片、不銹鋼帶聚四氟乙烯纏繞式墊片或不銹鋼帶膨脹石墨纏繞式墊片。
緊固件：溫度高于-100℃時(shí)，螺栓材料采用Ni、Cr-Mo等合金鋼，需經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚苑乐孤菁y咬傷；溫度低子-100℃時(shí)，螺栓材料可采用奧氏體不銹鋼。螺母材料一般采用Mo鋼或Ni鋼，同時(shí)螺紋表而涂二硫化鑰。
超低溫閥門(mén)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：
1、設(shè)計(jì)：API6D、JB/T7749
2、閥門(mén)常規(guī)檢查和試驗(yàn)：按API598標(biāo)準(zhǔn)。
3、閥門(mén)低溫檢查和試驗(yàn)：按JB/T7749。
4、驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、傘齒輪傳動(dòng)及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
5、閥座形式：閥座采用焊接結(jié)構(gòu)，密封面堆焊鈷基硬質(zhì)合金，保證閥門(mén)的密封性能。
6、閘板采用彈性結(jié)構(gòu)，在進(jìn)壓端設(shè)計(jì)卸壓孔。
7、單向密封的閥門(mén)閥體上標(biāo)有流向標(biāo)志。
8、低溫球閥、閘閥、截止閥采用長(zhǎng)頸結(jié)構(gòu)，以保護(hù)填料。
低溫閥門(mén)的填料部位都是加高的，即閥桿加長(zhǎng)，是指能夠在低溫工況下使用的閥門(mén)，通常把工作溫度低于-40℃的閥門(mén)稱(chēng)為低溫閥門(mén)。低溫閥門(mén)是石油化工、空氣分離、天然氣等工業(yè)的重要設(shè)備之一，其質(zhì)量的優(yōu)劣決定著能否安全、經(jīng)濟(jì)、持續(xù)地生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，低溫閥門(mén)的用途越來(lái)越廣，需求也越來(lái)越大。
低溫閥門(mén)的一般設(shè)計(jì)要求
低溫閥門(mén)工作條件苛刻，其工作介質(zhì)大部分為易燃、易爆、滲透性強(qiáng)的物質(zhì)，工作溫度可達(dá)-269℃，最高使用壓力達(dá)10MPa。因此，低溫閥門(mén)的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與通用閥門(mén)相比有很大的區(qū)別。一般，根據(jù)低溫閥門(mén)的使用工況，對(duì)設(shè)計(jì)工作提出以下幾點(diǎn)要求：
(1)閥門(mén)及其組合件在低溫介質(zhì)及周?chē)h(huán)境溫度下應(yīng)具有長(zhǎng)時(shí)間工作的能力(一般為10年或是3500~5000次循環(huán))；
(2)閥門(mén)相對(duì)于低溫介質(zhì)，不應(yīng)成為一個(gè)顯著熱源，這是因?yàn)闊崃康牧魅霑?huì)降低熱效率，而且熱量流入過(guò)多，還可能使閥門(mén)內(nèi)部的低溫介質(zhì)汽化，產(chǎn)生異常升壓，造成危險(xiǎn)；
(3)低溫介質(zhì)不應(yīng)對(duì)手輪的操作性能和填料的密封性能產(chǎn)生有害影響；
(4)直接和低溫介質(zhì)接觸的閥門(mén)組合件的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)的防爆和防火要求；
(5)在低溫狀態(tài)下工作的閥門(mén)組合件不能潤(rùn)滑，所以需要采取措施，防止摩擦部件被擦傷。
上述要求應(yīng)當(dāng)貫穿低溫閥門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程的始終，另外應(yīng)當(dāng)注意到上述要求是對(duì)低溫閥門(mén)的要求，在低溫閥門(mén)的設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)同時(shí)遵守相關(guān)的通用閥門(mén)的要求。
低溫閥門(mén)技術(shù)水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)
在低溫閥門(mén)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了需要考慮低溫閥門(mén)的流通能力和流道阻力等一般性要求外，還需要考慮一些其他指標(biāo)，以便更好地對(duì)低溫閥門(mén)的技術(shù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。通常通過(guò)衡量能量消耗是否合理來(lái)對(duì)低溫閥門(mén)的技術(shù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，其主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有以下幾項(xiàng)。
1.低溫閥門(mén)的絕熱性能
可以利用閥門(mén)進(jìn)入低溫介質(zhì)的熱流流量Q1與所通過(guò)的低溫介質(zhì)的質(zhì)量比來(lái)衡量低溫閥門(mén)的絕熱能力。但在介質(zhì)種類(lèi)不變，僅流速發(fā)生變化時(shí)，其值就會(huì)變化，因此用這種方法作為評(píng)價(jià)低溫閥門(mén)絕熱能力的指標(biāo)顯然是不合適的。可以采用指標(biāo)KT作統(tǒng)一比較。
2.低溫閥門(mén)的冷卻性能
低溫閥門(mén)的冷卻性能是指低溫閥門(mén)從常溫冷卻到工作溫度的能力。這一性能可以利用閥門(mén)在上述過(guò)程中所消耗的能量，即在上述過(guò)程中閥門(mén)傳給低溫介質(zhì)的熱量Q2來(lái)衡量。對(duì)于周期性工作的低溫閥門(mén)來(lái)說(shuō)冷卻性能指標(biāo)有著極其重要的意義。但僅僅用Q2來(lái)衡量低溫閥門(mén)冷卻性能是不夠的。
3.低溫閥門(mén)啟閉密封件的工作性能
在低溫條件下，密封件的性能往往遭到破壞，為了實(shí)現(xiàn)可靠密封，必須采用合理的密封結(jié)構(gòu)或者加大密封比壓。可以采用與泄漏量有關(guān)的參數(shù)來(lái)衡量低溫閥門(mén)的密封能力。
4.低溫閥門(mén)表面不結(jié)冰的條件
低溫閥門(mén)工作時(shí)，其表面不應(yīng)結(jié)露，更不應(yīng)結(jié)冰。閥門(mén)外表面是否結(jié)冰首先取決于周?chē)諝鉁囟群土悴考砻鏈囟戎g的差值ΔT1，其次取決于空氣的露點(diǎn)溫度。事實(shí)上，在全天候條件下，消除結(jié)露是很困難的。但是如果ΔT1滿(mǎn)足一定條件，結(jié)冰的可能性就會(huì)大大降低，則閥門(mén)表面不結(jié)冰的條件為ΔT1≤5℃。
