一、低溫閥(fa)門的定(ding)義(yi)
不同標準對低溫閥門有不同定義。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(guo)外根據各種不(bu)同(tong)氣體(ti)在常壓下(xia)(xia)的液化溫度一般(ban)分為：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以下(xia)(xia)。一般(ban)將-46～150℃稱為低溫，-150℃以下(xia)(xia)稱為超低溫。
我(wo)國(guo)石化行業一(yi)般將(jiang)應用在介質溫(wen)度(du)-40℃以(yi)下(xia)的閥門稱(cheng)為(wei)低溫(wen)閥，應用在介質溫(wen)度(du)-101℃以(yi)下(xia)的閥門稱(cheng)作超低溫(wen)閥門。
低(di)(di)(di)溫(wen)閥(fa)(fa)(fa)門包括(kuo)閘閥(fa)(fa)(fa)、截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)、止回閥(fa)(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標(biao)(biao)準中涉(she)及(ji)低(di)(di)(di)溫(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)(di)(di)溫(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標(biao)(biao)準中涉(she)及(ji)低(di)(di)(di)溫(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)截(jie)(jie)止閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)止回閥(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)溫(wen)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)和(he)低(di)(di)(di)溫(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材料(liao)選(xuan)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低溫閥門常(chang)用材(cai)料的最低適用溫度見(jian)表6.7.5。
1. 閥蓋(gai)
低溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)(de)一個最顯注的(de)(de)特點(dian)就是其閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)一般為長頸結構(gou)，GB/T 24925規定(ding)“低溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)、球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)應根據不同的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用溫(wen)(wen)度要求(qiu)設計成(cheng)便于(yu)保(bao)(bao)冷(leng)的(de)(de)長頸閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)結構(gou)，以保(bao)(bao)證填料(liao)函(han)底部(bu)的(de)(de)溫(wen)(wen)度保(bao)(bao)持(chi)在0℃以上”。主(zhu)要是為了使(shi)(shi)(shi)閥(fa)(fa)(fa)門(men)操作手柄和填料(liao)函(han)結構(gou)遠離低溫(wen)(wen)區，既可以避免溫(wen)(wen)度太低造成(cheng)操作人(ren)員凍(dong)傷，也可以保(bao)(bao)證填料(liao)函(han)和壓套在正(zheng)常的(de)(de)溫(wen)(wen)度下使(shi)(shi)(shi)用，防止填料(liao)的(de)(de)密(mi)封(feng)性能降低，延長填料(liao)的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用壽命。此外，由于(yu)低溫(wen)(wen)管道一般有(you)著(zhu)較厚的(de)(de)保(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)厚度，長頸閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)便于(yu)保(bao)(bao)冷(leng)施工，并使(shi)(shi)(shi)填料(liao)壓蓋(gai)處于(yu)保(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)外，有(you)利于(yu)需(xu)要時隨時緊固壓蓋(gai)螺栓或(huo)添加填料(liao)而無需(xu)損(sun)壞保(bao)(bao)冷(leng)層(ceng)。
BS 6364規定(ding)了DN15～DN500 帶(dai)(dai)冷(leng)箱(xiang)的(de)加長(chang)尺寸，并(bing)規定(ding)非冷(leng)箱(xiang)最(zui)小加長(chang)長(chang)度應(ying)為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的(de)帶(dai)(dai)冷(leng)箱(xiang)和非冷(leng)箱(xiang)的(de)加長(chang)尺寸要求(qiu)，非冷(leng)箱(xiang)加長(chang)尺寸比BS 6364規定(ding)長(chang)，帶(dai)(dai)冷(leng)箱(xiang)加長(chang)尺寸比BS6364規定(ding)短(duan)。
2. 滴(di)水板結構設(she)計
由于(yu)閥門內傳(chuan)遞是低溫介質(zhi)，為了避免(mian)或減少(shao)介質(zhi)溫度(du)向閥桿及其上端的填充材(cai)料傳(chuan)遞，防止這些材(cai)料因凍結而失效，可在(zai)閥門中增加(jia)滴水板結構。
3. 泄壓部件
當閥(fa)(fa)門為(wei)閉(bi)合狀態(tai)時，閥(fa)(fa)體內的低溫介質吸收(shou)環境中(zhong)熱(re)量而逐(zhu)漸汽(qi)化，其體積(ji)迅速上升(sheng)，例如，液(ye)化天然氣汽(qi)化后(hou)的體積(ji)為(wei)液(ye)態(tai)時的數百倍，導(dao)(dao)致(zhi)閥(fa)(fa)門內部超壓(ya)，甚(shen)至威脅(xie)到閥(fa)(fa)門的安全，導(dao)(dao)致(zhi)介質泄漏甚(shen)至造成火(huo)災事故，因此要求帶中(zhong)腔(qiang)自泄壓(ya)結構，使閥(fa)(fa)門內腔(qiang)壓(ya)力異常超壓(ya)時，實現(xian)自動(dong)泄放。
4. 閥桿
閘(zha)閥(fa)與(yu)截(jie)止閥(fa)的(de)(de)閥(fa)桿應(ying)具有(you)上(shang)密封。并(bing)滿足穩定性(xing)要求(qiu)，以防止施加壓力(li)負載(zai)時產生失穩。閥(fa)桿應(ying)該能(neng)夠傳遞必需的(de)(de)扭矩或推力(li)到閥(fa)門(men)關閉件（閥(fa)瓣、閘(zha)板(ban)、球或蝶板(ban)等）上(shang)，并(bing)能(neng)承受操作的(de)(de)載(zai)荷附加應(ying)力(li)。閥(fa)桿的(de)(de)危險截(jie)面(mian)應(ying)設置在不與(yu)介(jie)質接觸的(de)(de)可見部位(wei)。
5. 操作力(li)
在工(gong)作條件下，手(shou)(shou)動操作閥(fa)門時，在手(shou)(shou)柄或手(shou)(shou)輪邊緣最大作用力(li)應(ying)不超過350N，在閥(fa)門開(kai)啟和關閉(bi)瞬(shun)間，允許增加到1000N，當裝有(you)減速機(ji)構和執(zhi)行(xing)機(ji)構時，應(ying)適應(ying)于環境溫度(du)及工(gong)況(kuang)要(yao)求。
6. 防靜電(dian)、防火
用于易燃(ran)介(jie)質的(de)閥(fa)(fa)門(men)(men)應設計(ji)成(cheng)防靜(jing)電(dian)(dian)結構，以保(bao)證(zheng)閥(fa)(fa)門(men)(men)的(de)導電(dian)(dian)性(xing)(xing)。用于易燃(ran)蒸氣或(huo)液體的(de)具有(you)軟閥(fa)(fa)座或(huo)軟的(de)關閉(bi)插入(ru)部(bu)件(jian)的(de)閥(fa)(fa)門(men)(men)，在(zai)設計(ji)時應保(bao)證(zheng)閥(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)桿具有(you)導電(dian)(dian)連貫性(xing)(xing)，放電(dian)(dian)路徑最(zui)大電(dian)(dian)阻不應超(chao)過10Ω。為了檢測(ce)防靜(jing)電(dian)(dian)性(xing)(xing)，一個新的(de)干燥閥(fa)(fa)門(men)(men)至少(shao)開關5次，然(ran)后，用直流(liu)電(dian)(dian)源測(ce)試時，電(dian)(dian)阻不超(chao)過12V。
當有(you)防火(huo)要求時可按JB/T 6899《閥門的耐火(huo)試驗》的規定。
7. 低溫(wen)閥門的布(bu)置(zhi)
低溫(wen)閥(fa)門(men)(men)在安裝時閥(fa)桿方(fang)向(xiang)必(bi)須在垂(chui)直向(xiang)上的(de)45°角范(fan)圍內，且應盡(jin)量避(bi)免安裝在垂(chui)直管線上，否則低溫(wen)介質(zhi)將充滿閥(fa)蓋的(de)加長部分，造成閥(fa)門(men)(men)填料失效，并會將冷(leng)量傳給閥(fa)門(men)(men)手柄(bing)，給操作(zuo)人員帶來人身傷害。對于(yu)有(you)泄(xie)壓(ya)結(jie)構的(de)低溫(wen)閥(fa)門(men)(men)，在安裝閥(fa)門(men)(men)時，要特別(bie)注意閥(fa)門(men)(men)泄(xie)壓(ya)方(fang)向(xiang)的(de)要求。閥(fa)門(men)(men)泄(xie)壓(ya)的(de)方(fang)向(xiang)應在工藝流程圖和配(pei)管圖上標出。
三、工程應用
某工藝物(wu)料管道NPS12，設(she)計溫(wen)度(du)-150℃，設(she)計壓力1.1MPa，閥門材料選用A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標準。
四、標準(zhun)規范
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低(di)溫閥門》
MSS SP 134《對低溫閥(fa)門及其閥(fa)體／閥(fa)蓋(gai)加長體的要(yao)求(qiu)》
ISO 15848《閥(fa)門低泄漏性試驗》
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》
