英國(guó)諾冠NORGREN低溫閥描述：包括低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥、低溫安全閥、低溫止回閥，低溫蝶閥，低溫針閥，低溫節(jié)流閥，低溫減壓閥等，主要用于乙烯，液化天然氣裝置，天然氣LPG LNG儲(chǔ)罐，接受基地及衛(wèi)星站，空分設(shè)備，石油化工尾氣分離設(shè)備，液氧、液氮、液氬、二氧化碳低溫貯槽及槽車(chē)、變壓吸附制氧等裝置上。輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產(chǎn)品等，不但易燃易爆，而且在升溫時(shí)要?dú)饣?，氣化時(shí)，體積膨脹數(shù)百倍。

液化天然氣閥門(mén)的材料非常重要，材質(zhì)不合格，會(huì)造成殼體及密封面的外漏或內(nèi)漏；零部件的綜合機(jī)械性能、強(qiáng)度和鋼度滿(mǎn)足不了使用要求甚至斷裂。導(dǎo)致液化天然氣介質(zhì)泄漏引起爆炸。因此，在開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、研制液化天然氣閥門(mén)的過(guò)程中，材質(zhì)是首要關(guān)鍵的問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)多年制造，已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、工藝到制造日趨成熟，并已開(kāi)發(fā)形成了低溫閥門(mén)的系列產(chǎn)品。 [1]

近幾十年，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程項(xiàng)目中對(duì)低溫閥門(mén)的需求越來(lái)越多。低溫閥門(mén)在化肥、LNG 及石油化工等領(lǐng)域使用較多。低溫閥門(mén)所控制的介質(zhì)除了液氮和其他液態(tài)惰性氣體外，大部分介質(zhì)不但易燃、易爆，而且在升溫或者閃蒸時(shí)會(huì)發(fā)生氣化，致使體積急劇膨脹，容易導(dǎo)致泄漏和爆炸?；诮橘|(zhì)特點(diǎn)及適應(yīng)閥門(mén)在低溫下使用的要求，低溫閥門(mén)的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和安裝方法等均與普通閥門(mén)有不同之處。

英國(guó)諾冠NORGREN低溫閥設(shè)計(jì)特點(diǎn)：1、低溫閥門(mén)的材料選擇

低溫閥門(mén)的工作介質(zhì)不僅溫度低，而且大部分或有毒，或易燃、易爆，而且滲透性強(qiáng)，因此決定了對(duì)閥門(mén)用材的諸多特殊要求。在低溫狀態(tài)下鋼的機(jī)械性能與常溫時(shí)不同，低溫用鋼，除強(qiáng)度外，最重要的指標(biāo)就是其低溫沖擊韌性。材料的低溫沖擊韌性與材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度有關(guān)，材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度愈低，材料的低溫沖擊韌性愈好。碳鋼等體心立方晶格的金屬材料存在低溫冷脆現(xiàn)象，而奧氏體不銹鋼等面心立方晶格的金屬材料其沖擊韌性基本不受低溫影響。

低溫閥門(mén)閥體、閥蓋等耐壓零件的材料，通常采用低溫強(qiáng)度好的韌性材料，同時(shí)還要考慮焊接性、機(jī)加工性能、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等因素。工程公司設(shè)計(jì)時(shí)， -46℃、-101℃和-196℃三個(gè)低溫級(jí)別。-46℃低溫級(jí)一般選用低溫碳鋼，-101℃和 -196℃低溫級(jí)一般選用 300系列奧氏體不銹鋼，這種不銹鋼有適中的強(qiáng)度、較好的韌性和較好的加工性能等。根據(jù) ASMEB31.3 低溫閥門(mén)常用材料的適用溫度見(jiàn)表 1。

2、低溫閥門(mén)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）閥蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

低溫閥門(mén)的一個(gè)最顯注的特點(diǎn)就是其閥蓋一般為長(zhǎng)頸結(jié)構(gòu)，在 GB/T 24925《低溫閥門(mén)技術(shù)條件》中也有明確規(guī)定“低溫閘閥、截止閥、球閥、蝶閥的閥蓋應(yīng)根據(jù)不同的使用溫度要求設(shè)計(jì)成便于保冷的長(zhǎng)頸閥蓋結(jié)構(gòu)，以保證填料函底部的溫度保持在 0℃以上"。 加長(zhǎng)閥蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是為了使閥門(mén)操作手柄和填料函結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離低溫區(qū)，既可以避免溫度太低造成操作人員凍傷，也可以保證填料函和壓套在正常的溫度下使用，防止填料的密封性能降低，延長(zhǎng)填料的使用壽命。此外，由于低溫管道一般有著較厚的保冷層厚度，長(zhǎng)頸閥蓋便于保冷施工，并使填料壓蓋處于保冷層外，有利于需要時(shí)隨時(shí)緊固壓蓋螺栓或添加填料而無(wú)需損壞保冷層。

BS6364、MSS SP-134 和 SHELL MESC SPE77/200 標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)閥蓋加長(zhǎng)尺寸進(jìn)行了規(guī)定。其中，BS6364 規(guī)定了15～ 500帶冷箱的加長(zhǎng)尺寸 ， 并規(guī)定非冷箱最小加長(zhǎng)長(zhǎng)度應(yīng)為250mm；MSS SP-134 則包含了15～300的帶冷箱和非冷箱的加長(zhǎng)尺寸要求，比較而言，非冷箱加長(zhǎng)尺寸比 BS6364 規(guī)定長(zhǎng)，帶冷箱加長(zhǎng)尺寸比 BS6364 規(guī)定短。SHELL MESC SPE 77/200則沒(méi)有對(duì)帶冷箱和非冷箱進(jìn)行區(qū)分，規(guī)定了15～1200在不同溫度范圍的長(zhǎng)度 。 綜合考慮，SHELL MESC SPE 77/200 其加長(zhǎng)長(zhǎng)度選用范圍較寬使用比較方便可靠，如用于低溫關(guān)鍵場(chǎng)合可參考 SHELL MESC SPE 77/200 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)或按設(shè)計(jì)單位特殊長(zhǎng)度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，在進(jìn)行長(zhǎng)度選用時(shí)還需考慮設(shè)計(jì)保冷層厚度是否大于該長(zhǎng)度，如是則應(yīng)加長(zhǎng)以和保冷厚度匹配。

2）滴水板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于閥門(mén)內(nèi)傳遞是低溫介質(zhì)，為了避免或減少介質(zhì)溫度向閥桿及其上端的填充材料傳遞，防止這些材料因凍結(jié)而失效，可在閥門(mén)中增加滴水板結(jié)構(gòu)。一些研究機(jī)構(gòu)對(duì)這種帶有滴水板結(jié)構(gòu)的閥門(mén)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并證明了帶有滴水板的閥門(mén)閥蓋上端溫度較高。由于延長(zhǎng)閥蓋上部的溫度較低，通常情況下閥門(mén)暴露在空氣中，空氣中的水蒸氣遇到低溫閥蓋會(huì)液化成水珠，滴水板的直徑超過(guò)中法蘭直徑，可以防止低溫液化的水蒸氣滴落在中法蘭螺栓上，避免螺栓銹燭影響在線維修。此外，滴水板需設(shè)置在保冷層外側(cè)，可以防止冷凝的水滴落到保冷層及閥體上部，保護(hù)保冷層及防止冷量流失。

3、泄壓部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于有密閉中腔結(jié)構(gòu)的低溫閥門(mén)，當(dāng)應(yīng)用在易燃、易爆且容易氣化的介質(zhì)時(shí)，對(duì)于閥門(mén)密封結(jié)構(gòu)有著特殊的要求。一些低溫介質(zhì)在汽化后其體積會(huì)升高，例如，液化天然氣汽化后的體積為液態(tài)時(shí)的六百多倍，當(dāng)閥門(mén)為閉合狀態(tài)且周?chē)h(huán)境溫度相對(duì)較高時(shí)，閥體內(nèi)的低溫介質(zhì)吸收環(huán)境中熱量而逐漸汽化，其體積迅速上升，導(dǎo)致閥門(mén)內(nèi)部超壓，甚至威脅到閥門(mén)的安全，導(dǎo)致介質(zhì)泄露甚至造成火災(zāi)事故，為保證閥門(mén)和工廠的安全性，此類(lèi)閥門(mén)要求帶中腔自泄壓結(jié)構(gòu)，使閥門(mén)內(nèi)腔壓力異常超壓時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泄放。如低溫閘閥、球閥，由于閥門(mén)密封原理不同，在泄壓設(shè)計(jì)上，會(huì)有明顯的區(qū)別。不過(guò)不同的廠家在泄壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，多有自己不同的特點(diǎn)。

4、防靜電及防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于低溫閥門(mén)一般應(yīng)用在易燃、易爆的介質(zhì)上，防靜電設(shè)計(jì)及防火設(shè)計(jì)顯得尤為重要。防靜電設(shè)計(jì)主要是以一種類(lèi)似避雷針的引導(dǎo)電流方式，將閥桿與閥體導(dǎo)通，從而將靜電導(dǎo)出以消除安全隱患，保證整個(gè)系統(tǒng)的供應(yīng)安全。如GB/T 24925 明確規(guī)定 “ 用 于 易燃蒸氣或液體的具有軟閥座或軟的關(guān)閉插入部件的閥門(mén)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證閥體和閥桿具有導(dǎo)電連貫性，放電路徑最大電阻不應(yīng)超過(guò) 10Ω。"。防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)因溫度劇烈變化而導(dǎo)致的介質(zhì)泄露問(wèn)題而進(jìn)行的，防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與普通閥門(mén)的設(shè)計(jì)要求類(lèi)似.

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