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低温阀门的选型及标准(气动低温调节阀|低温球阀|低温切断阀)-杭州海沃流体控制设备荣鼎娱乐官网

      近几十年,随着现代科学技术的发展,工程项目中对低温阀门的需求越来越多。低温阀门在化肥、LNG 及石油化工等领域使用较多。

      低温阀门所控制的介质除了液氮和其他液态惰性气体外,大部分介质不但易燃、易爆,而且在升温或者闪蒸时会发生气化,致使体积急剧膨胀,容易导致泄漏和爆炸。

     基于介质特点及适应阀门在低温下使用的要求,低温阀门的设计、制造、试验和安装方法等均与普通阀门有不同之处。

              低温阀门的选型及标准(气动低温调节阀-低温球阀-低温切断阀)-杭州海沃流体控制设备荣鼎娱乐官网

  低温阀门的选型及标准(气动低温调节阀-低温球阀-低温切断阀)-杭州海沃流体控制设备荣鼎娱乐官网

低温阀门的标准和定义

不同标准对低温阀门有不同定义。

  • 英国阀门标准 BS6364《低温用阀门》适用于介质温度范围为 -50℃~-196℃ ; 

  • 美 国 标 准 MSSSP-134 《对低温阀门及其阀体/阀盖加长体的要求》对低温的解释为“对于标准惯例来说,低温范围介于 -100℃~ -195℃”;

  • 中国国家标准GB/T 24925《低温阀门技术条件》标准适用于介质温度范围为 -29 ℃~ -196℃;

  • 壳牌阀门标准 SHELL MESC SPE 77/200《低温及超低温用阀门》适用于介质温度范围为 -30 ℃~ -196℃。

国外根据各种不同气体在常压下的液化温度一般分为六种温度级。

  • 一级为 0~ -46℃,

  • 二级为 -47~ -60℃,

  • 三级为 -61~ -70℃,

  • 四级为-71~-101℃ , 

  • 五级为-102~-196℃ , 

  • 六级为-253℃以下。

一般将 -46~-150℃称为低温 ,-150℃ 以下称为超低温。

石化行业对低温阀门的定义是按照输送介质的设计温度来定义的,一般将应用在介质温度 -40 ℃以下的阀门称作低温阀,应用在介质温度 -101 ℃以下的阀门称作超低温阀门。

低温阀门设计特点

1、低温阀门的材料选择

      低温阀门的工作介质不仅温度低,而且大部分或有毒,或易燃、易爆,而且渗透性强,因此决定了对阀门用材的诸多特殊要求。在低温状态下钢的机械性能与常温时不同,低温用钢,除强度外,最重要的指标就是其低温冲击韧性。材料的低温冲击韧性与材料的脆性转变温度有关,材料的脆性转变温度愈低,材料的低温冲击韧性愈好。碳钢等体心立方晶格的金属材料存在低温冷脆现象,而奥氏体不锈钢等面心立方晶格的金属材料其冲击韧性基本不受低温影响。

      低温阀门阀体、阀盖等耐压零件的材料,通常采用低温强度好的韧性材料,同时还要考虑焊接性、机加工性能、稳定性和经济性等因素。

设计时,最常用的是 -46℃、-101℃和-196℃三个低温级别。-46℃低温级一般选用低温碳钢,-101℃和 -196℃低温级一般选用 300系列奥氏体不锈钢,这种不锈钢有适中的强度、较好的韧性和较好的加工性能等。

2、低温阀门的结构设计

1)阀盖结构设计

      低温阀门的一个最显注的特点就是其阀盖一般为长颈结构,在 GB/T 24925《低温阀门技术条件》中也有明确规定 “低温闸阀、截止阀、球阀、蝶阀的阀盖应根据不同的使用温度要求设计成便于保冷的长颈阀盖结构,以保证填料函底部的温度保持在 0℃以上”。 加长阀盖结构的设计主要是为了使阀门操作手柄和填料函结构远离低温区,既可以避免温度太低造成操作人员冻伤,也可以保证填料函和压套在正常的温度下使用,防止填料的密封性能降低,延长填料的使用寿命。因为在低温状态下随着温度的降低,填料弹性逐渐消失,防漏性能随之下降,由于介质渗漏造成填料与阀杆处结冰,影响阀杆正常操作,同时也会因阀杆上下移动而将填料划伤,引起严重泄漏。所以低温阀门必须采用长颈阀盖结构形式。此外,长颈结构还便于缠绕保冷材料,防止冷能损失。由于低温管道一般有着较厚的保冷层厚度,长颈阀盖便于保冷施工,并使填料压盖处于保冷层外,有利于需要时随时紧固压盖螺栓或添加填料而无需损坏保冷层。

      BS6364、MSS SP-134 和 SHELL MESC SPE77/200 标准均对阀盖加长尺寸进行了规定。其中,BS6364 规定了15~ 500带冷箱的加长尺寸, 并规定非冷箱最小加长长度应为250mm;MSS SP-134 则包含了15~300的带冷箱和非冷箱的加长尺寸要求,比较而言,非冷箱加长尺寸比 BS6364 规定长,带冷箱加长尺寸比 BS6364 规定短。SHELL MESC SPE 77/200则没有对带冷箱和非冷箱进行区分,规定了15~1200在不同温度范围的长度 。 

      综合考虑,SHELL MESC SPE 77/200 其加长长度选用范围较宽使用比较方便可靠,如用于低温关键场合可参考 SHELL MESC SPE 77/200 标准进行设计或按设计单位特殊长度要求进行设计。此外,在进行长度选用时还需考虑设计保冷层厚度是否大于该长度,如是则应加长以和保冷厚度匹配。

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