一(yi)、低溫閥(fa)門的定義
不同標準對低溫閥門有不同定義。BS 6364《低溫用閥(fa)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(ge)種(zhong)不同(tong)氣體在(zai)常壓下的(de)液化溫度(du)一(yi)般分(fen)為：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下。一(yi)般將-46～150℃稱為低溫，-150℃以下稱為超低溫。
我國石化(hua)行業(ye)一般將應(ying)用(yong)(yong)在介質溫度(du)(du)-40℃以下的閥(fa)門稱為低溫閥(fa)，應(ying)用(yong)(yong)在介質溫度(du)(du)-101℃以下的閥(fa)門稱作超低溫閥(fa)門。
低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門包括閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、止(zhi)(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓(ya)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準中(zhong)涉及低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)截止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準中(zhong)涉及低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)截止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)止(zhi)(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二(er)、低(di)溫(wen)閥門材料選用(yong)與(yu)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(wen)閥(fa)門(men)常(chang)用材(cai)料的最(zui)低(di)適(shi)用溫(wen)度見(jian)表6.7.5。
1. 閥蓋
低(di)溫閥(fa)(fa)門(men)的(de)(de)(de)一個最顯注的(de)(de)(de)特(te)點就是(shi)其(qi)閥(fa)(fa)蓋(gai)一般為(wei)(wei)長(chang)(chang)頸結(jie)構(gou)，GB/T 24925規定“低(di)溫閘閥(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)閥(fa)(fa)蓋(gai)應(ying)根據不同(tong)的(de)(de)(de)使(shi)用溫度(du)要(yao)(yao)求設計成便(bian)于(yu)(yu)保冷的(de)(de)(de)長(chang)(chang)頸閥(fa)(fa)蓋(gai)結(jie)構(gou)，以保證(zheng)填料(liao)函底部(bu)的(de)(de)(de)溫度(du)保持(chi)在0℃以上”。主要(yao)(yao)是(shi)為(wei)(wei)了使(shi)閥(fa)(fa)門(men)操(cao)作手柄和(he)填料(liao)函結(jie)構(gou)遠離低(di)溫區(qu)，既(ji)可(ke)以避免溫度(du)太低(di)造成操(cao)作人員凍(dong)傷，也可(ke)以保證(zheng)填料(liao)函和(he)壓(ya)套在正常的(de)(de)(de)溫度(du)下使(shi)用，防止(zhi)填料(liao)的(de)(de)(de)密(mi)封(feng)性能降低(di)，延長(chang)(chang)填料(liao)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命。此外(wai)，由于(yu)(yu)低(di)溫管道一般有著較厚的(de)(de)(de)保冷層(ceng)厚度(du)，長(chang)(chang)頸閥(fa)(fa)蓋(gai)便(bian)于(yu)(yu)保冷施工，并使(shi)填料(liao)壓(ya)蓋(gai)處(chu)于(yu)(yu)保冷層(ceng)外(wai)，有利于(yu)(yu)需要(yao)(yao)時隨時緊(jin)固(gu)壓(ya)蓋(gai)螺(luo)栓或添加填料(liao)而無需損(sun)壞保冷層(ceng)。
BS 6364規(gui)定了DN15～DN500 帶冷箱(xiang)(xiang)(xiang)的加(jia)長尺(chi)寸(cun)，并規(gui)定非(fei)冷箱(xiang)(xiang)(xiang)最小加(jia)長長度應為(wei)250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的帶冷箱(xiang)(xiang)(xiang)和非(fei)冷箱(xiang)(xiang)(xiang)的加(jia)長尺(chi)寸(cun)要求，非(fei)冷箱(xiang)(xiang)(xiang)加(jia)長尺(chi)寸(cun)比(bi)BS 6364規(gui)定長，帶冷箱(xiang)(xiang)(xiang)加(jia)長尺(chi)寸(cun)比(bi)BS6364規(gui)定短(duan)。
2. 滴水板結(jie)構(gou)設計(ji)
由(you)于(yu)閥門(men)內傳遞(di)是(shi)低溫介質，為了(le)避免或(huo)減(jian)少介質溫度向(xiang)閥桿及其上端(duan)的填(tian)充材料傳遞(di)，防止這(zhe)些材料因(yin)凍結而失(shi)效(xiao)，可(ke)在(zai)閥門(men)中增加(jia)滴水板結構。
3. 泄壓(ya)部件
當閥門為閉合狀態(tai)時(shi)，閥體(ti)(ti)(ti)內的低(di)溫介(jie)質吸收環境中熱量(liang)而逐漸(jian)汽化，其體(ti)(ti)(ti)積迅速上升(sheng)，例如(ru)，液(ye)化天然氣汽化后的體(ti)(ti)(ti)積為液(ye)態(tai)時(shi)的數百倍，導致閥門內部超(chao)壓，甚(shen)至(zhi)威脅到閥門的安(an)全(quan)，導致介(jie)質泄漏甚(shen)至(zhi)造成(cheng)火災事故，因此要(yao)求帶(dai)中腔自泄壓結構，使閥門內腔壓力(li)異常超(chao)壓時(shi)，實現自動泄放。
4. 閥桿
閘閥與截(jie)止(zhi)閥的(de)(de)閥桿(gan)應(ying)具(ju)有上(shang)密(mi)封。并滿足穩定性要求(qiu)，以防(fang)止(zhi)施加壓力負載時產(chan)生失(shi)穩。閥桿(gan)應(ying)該能(neng)夠傳遞(di)必(bi)需的(de)(de)扭矩或推(tui)力到閥門關閉件（閥瓣、閘板、球或蝶(die)板等）上(shang)，并能(neng)承受(shou)操(cao)作(zuo)的(de)(de)載荷附加應(ying)力。閥桿(gan)的(de)(de)危險截(jie)面應(ying)設置在不(bu)與介質接觸的(de)(de)可見(jian)部位。
5. 操作(zuo)力
在(zai)工作條件下，手動操作閥門(men)時，在(zai)手柄(bing)或手輪邊(bian)緣最大作用力應不超過350N，在(zai)閥門(men)開啟和(he)關閉瞬間，允(yun)許增加到1000N，當裝有減速(su)機構(gou)和(he)執行(xing)機構(gou)時，應適應于環境溫度及工況要(yao)求。
6. 防(fang)靜電、防(fang)火(huo)
用(yong)于易燃介質的(de)閥門(men)應設計成防靜電結構，以保(bao)證閥門(men)的(de)導電性(xing)。用(yong)于易燃蒸(zheng)氣或液(ye)體的(de)具(ju)有(you)軟(ruan)閥座(zuo)或軟(ruan)的(de)關閉(bi)插(cha)入部(bu)件的(de)閥門(men)，在設計時應保(bao)證閥體和閥桿具(ju)有(you)導電連(lian)貫(guan)性(xing)，放電路徑最大電阻不(bu)應超(chao)過(guo)10Ω。為了檢測防靜電性(xing)，一個新的(de)干燥閥門(men)至(zhi)少開關5次，然后，用(yong)直流電源(yuan)測試時，電阻不(bu)超(chao)過(guo)12V。
當有防火要求時可按(an)JB/T 6899《閥門的耐火試驗》的規定(ding)。
7. 低溫閥門的布置(zhi)
低溫閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)在(zai)(zai)(zai)(zai)安(an)裝時閥(fa)(fa)桿方(fang)向(xiang)必須在(zai)(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)向(xiang)上的(de)45°角范圍內，且應(ying)盡量避免安(an)裝在(zai)(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)管線上，否則低溫介質(zhi)將(jiang)充滿(man)閥(fa)(fa)蓋的(de)加長部分，造成閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)填料失效，并(bing)會將(jiang)冷量傳給閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)手(shou)柄(bing)，給操作人(ren)員帶來人(ren)身(shen)傷(shang)害。對于有泄壓(ya)(ya)結構的(de)低溫閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)，在(zai)(zai)(zai)(zai)安(an)裝閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)時，要特別注意閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄壓(ya)(ya)方(fang)向(xiang)的(de)要求。閥(fa)(fa)門(men)(men)(men)泄壓(ya)(ya)的(de)方(fang)向(xiang)應(ying)在(zai)(zai)(zai)(zai)工藝流(liu)程圖(tu)和配管圖(tu)上標出。
三、工程(cheng)應用
某工藝物料管道NPS12，設計(ji)(ji)溫(wen)度-150℃，設計(ji)(ji)壓力(li)1.1MPa，閥門(men)材料選用A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標(biao)準。
四、標(biao)準規范
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低(di)溫(wen)閥門》
MSS SP 134《對低溫(wen)閥門及其閥體／閥蓋加長體的要求(qiu)》
ISO 15848《閥門(men)低泄(xie)漏性試(shi)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(men)技術(shu)條件》
