进口超低温阀门原理|超低温阀门标准|超低温阀门选型

所谓低温阀门，顾名思义就是适用于深冷的低温工况中工作的阀门。在阀门行业里，趋向以-40℃的阀门都称做低温阀门。超低温阀门即用于-196℃的工况，一般用于液氦、液氢、液化天然气以及空气分离等低温系统。使用介质为液氦、液氢、液化天然气、液氮、液氧等低温流体。低温工况下，常规的金属硬密封和非金属软密封都不能满足密封的要求，为了保证低温阀门能在低温下安全可靠地运行，在低温阀的设计和制造方面有一些特殊的考虑和要求。

进口超低温阀门原理：

应用在超低温工况下的阀门，介质温度很低，金属材料会发生低温冷脆现象，强度和硬度大幅提高，塑性和韧性大幅降低，这一个会直接影响阀门的性能和安全。如果采用普通的阀门，低温会使阀门填料函里面的填料冻住，不能起到密封作用。如此说来，阀门需要加长的就是从阀盖上密封座到填料函底部的长度了，有了充分的隔离空间和散热距离，阀体内的低温介质就不至于把填料冻死。

在超低温的工况下，阀杆和阀体，只能采用填料函或者波纹管结构。波纹管使用限制较多，一般采用的是填料函密封的结构，填料函密封结构加工简单，维修方便，但是在＜-40℃的情况下，其密封效果得不到保证，因此超低温阀门都是使填料函尽量远离物料，并选择具有低温特性的填料。    

进口超低温阀门选型：

阀体：温度高于-100℃时可选用铁素体不锈钢，温度低于-100℃时选用奥氏体不锈钢，低压和小口径阀门可选用铜合金或铝合金。

阀杆：采用奥氏体不锈耐酸钢制造，需经过适当的热处理，以提高抗拉强度，同时必须镀硬铬（镀层厚度0.04~0.06mm），或进行渗氮处理，以提高表面硬度。

垫片：使用温度高于-196℃，低温最高使用压力为3MPa时，可采用长纤维自石棉制成的石棉橡胶板；使用温度高于-196℃，低温最高使用压力为5MPa时，可采用不锈钢带石棉缠绕式垫片、不锈钢带聚四氟乙烯缠绕式垫片或不锈钢带膨胀石墨缠绕式垫片。

紧固件：温度高于-100℃时，螺栓材料采用Ni、Cr-Mo等合金钢，需经适当的热处理，以防止螺纹咬伤；温度低子-100℃时，螺栓材料可采用奥氏体不锈钢。螺母材料一般采用Mo钢或Ni钢，同时螺纹表而涂二硫化钥。

超低温阀门设计标准：

1、设计：API6D、JB/T7749

2、阀门常规检查和试验：按API598标准。

3、阀门低温检查和试验：按JB/T7749。

4、驱动方式：手动、伞齿轮传动及电动驱动装置。

5、阀座形式：阀座采用焊接结构，密封面堆焊钴基硬质合金，保证阀门的密封性能。

6、闸板采用弹性结构，在进压端设计卸压孔。

7、单向密封的阀门阀体上标有流向标志。

8、低温球阀、闸阀、截止阀采用长颈结构，以保护填料。   

低温阀门的填料部位都是加高的，即阀杆加长，是指能够在低温工况下使用的阀门，通常把工作温度低于-40℃的阀门称为低温阀门。低温阀门是石油化工、空气分离、天然气等工业不可缺少的重要设备之一，其质量的优劣决定着能否安全、经济、持续地生产。随着现代科技的发展，低温阀门的用途越来越广，需求也越来越大。

低温阀门的一般设计要求

低温阀门工作条件苛刻，其工作介质大部分为易燃、易爆、渗透性强的物质，最低工作温度可达-269℃，最高使用压力达10MPa。因此，低温阀门的设计、制造、检验与通用阀门相比有很大的区别。一般，根据低温阀门的使用工况，对设计工作提出以下几点要求：

（1）阀门及其组合件在低温介质及周围环境温度下应具有长时间工作的能力（一般为10年或是3500~5000次循环）；

（2）阀门相对于低温介质，不应成为一个显著热源，这是因为热量的流入会降低热效率，而且热量流入过多，还可能使阀门内部的低温介质汽化，产生异常升压，造成危险；

（3）低温介质不应对手轮的操作性能和填料的密封性能产生有害影响；

（4）直接和低温介质接触的阀门组合件的结构应当符合相关的防爆和防火要求；

（5）在低温状态下工作的阀门组合件不能润滑，所以需要采取措施，防止摩擦部件被擦伤。

上述要求应当贯穿低温阀门设计过程的始终，另外应当注意到上述要求是对低温阀门特有的要求，在低温阀门的设计过程中还应当同时遵守相关的通用阀门的要求。

低温阀门技术水平的评价指标

在低温阀门设计过程中，除了需要考虑低温阀门的流通能力和流道阻力等一般性要求外，还需要考虑一些其他指标，以便更好地对低温阀门的技术水平进行评价。通常通过衡量能量消耗是否合理来对低温阀门的技术水平进行评价，其主要评价指标有以下几项。

1.低温阀门的绝热性能

可以利用阀门进入低温介质的热流流量Q1与所通过的低温介质的质量比来衡量低温阀门的绝热能力。但在介质种类不变，仅流速发生变化时，其值就会变化，因此用这种方法作为评价低温阀门绝热能力的指标显然是不合适的。可以采用指标KT作统一比较。

2.低温阀门的冷却性能

低温阀门的冷却性能是指低温阀门从常温冷却到工作温度的能力。这一性能可以利用阀门在上述过程中所消耗的能量，即在上述过程中阀门传给低温介质的热量Q2来衡量。对于周期性工作的低温阀门来说冷却性能指标有着极其重要的意义。但仅仅用Q2来衡量低温阀门冷却性能是不够的。

3.低温阀门启闭密封件的工作性能

在低温条件下，密封件的性能往往遭到破坏，为了实现可靠密封，必须采用合理的密封结构或者加大密封比压。可以采用与泄漏量有关的参数来衡量低温阀门的密封能力。

4.低温阀门表面不结冰的条件

低温阀门工作时，其表面不应结露，更不应结冰。阀门外表面是否结冰首先取决于周围空气温度和零部件表面温度之间的差值ΔT1，其次取决于空气的露点温度。事实上，在全天候条件下，彻底消除结露是很困难的。但是如果ΔT1满足一定条件，结冰的可能性就会大大降低，则阀门表面不结冰的条件为ΔT1≤5℃。

沃德WODE公司生产的低温阀门所有部件均经过特殊的低温处理，确保材料的低温性能，保证精加工尺寸，以防阀门在低温工况时，因温度变化造成变形而导致的泄漏。阀门的装配与普通阀门也不同，零件需经过严格的清洗，除去任何油污，以保证使用性能。

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