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低溫閥門設計制造標準及規(guī)范

發(fā)布時間：2022-12-27

1.典型的低溫閥門結構

常用的低溫閥門有：低溫閘閥（圖2和圖3）、低溫截止閥（圖4和圖5）、低溫止回閥（圖6）、低溫球閥（圖7）、低溫蝶閥（圖8）等。低溫閘閥和低溫球閥的中腔與閘板及球體之間，均開有“泄壓孔”。所有的低溫閥門均為單向密封，并在閥體上鑄出或標注有介質流向。

圖2鑄造CL600低溫閘閥
1—閥體：2-間板：3-間桿：4一間蓋：5一螺栓；6一螺母：7一填料：8一填料壓套：9一填料壓板；10—支架：11—齒輪箱

圖3鍛造CL150～600低溫閘閥
1-閥體：2-間座：3-閘板；4一間蓋：5一閥桿：6一螺栓：7一螺母：8一上密封座：9-填料：10—填料壓套：11一填料壓蓋：12一閥桿螺母：13手輪

圖4鑄造CL150~600低溫截止閥
1一閥體；2一閥座；3一閥瓣4一閥桿：5一填料；6一填料壓套；7一填料壓蓋；8一支架；9一手輪

圖5鍛造CL150～600低溫截止閥
1一閥體：2-閥瓣：3-閥蓋；4—閥桿：5一螺栓與螺母：6一填料：7一填料壓套：8—手輪

圖6鑄造CL900～2500內(nèi)壓自密封旋啟式低溫止回閥
1—閥體：2-閥瓣：3—搖桿：47-螺母：5一銷：6-銷軸；8—填料箱（閥蓋）9一密封圈：10一壓環(huán)：11一四開環(huán)；12一壓蓋：13—吊環(huán)

圖7鑄造CL150～600硬密封低溫球閥
1—球體：2—端蓋：3—下閥桿：4—閥座；5—球體：6一平鍵：7一上間桿：8一填料：9一填料壓套：10一填料壓蓋：11—支架

圖8鑄造CL150低溫蝶閥
1一底蓋；2一軸套：3一閥桿；4一閥體；5一蝶板；6一圓柱銷；7一填料墊8一填料：9一填料壓套，10一填料壓蓋；11一支架；12一蝸輪蝸桿手動裝置

2.低溫閥門結構特點和技術特點描述

（1）閥蓋

低溫閥門的閥蓋采用加長結構目的在于能起到保護填料和填料函的作用，使填料的工作溫度在0℃以上。防止由于填料在低溫作用下彈性消失，致使介質泄漏造成填料與閥桿處結冰，影響閥桿的正常操作以及填料拉傷閥桿而導致泄漏。同時加長閥蓋還便于低溫閥門殼體纏繞保冷材料，防止冷能損失。BS6364標準規(guī)定了冷箱用閥門填料壓套的加長部分的最小長度（閥門通道中心線至填料壓套的加長尺寸，見表9）。還規(guī)定，除冷箱用閥門外，其他用途的閥門其填料壓套加長部分的最小長度應為250mm。

表9冷箱用閥門填料壓套的加長

低溫閥門的閥蓋也可參考執(zhí)行中國石化北京工程建設公司（SEI）關于低溫閥閥蓋加長的尺寸要求（表10）。中國石化北京工程建設公司規(guī)定用于低溫介質的延長閥蓋閥門應具有以下最小延長閥蓋長度。延長閥蓋長度從閥門通道中心線至填料底部的距離。

表10SEI規(guī)定的閥門通道中心線至填料底部尺寸單位：mm

當閥門尺寸超出表9范圍時，閥門制造廠應提出閥門通道中心線至填料底部的加長長度。

（2）最小壁厚

低溫閥門的閥體、閥蓋等殼體的“最小壁厚”，不接受ASMEB16.34標準中的壁厚。閘閥的“最小壁厚”不得小于API600、截止閥的“最小壁厚”不得小于BS1873、止回閥的“最小壁厚”不得小于BS1868等標準規(guī)定的“最小壁厚”；閥桿的直徑應符合API600或BS1873標準的要求。

（3）填料函、填料、墊片

低溫閥門的填料函不能與低溫段直接接觸，而應設在加長閥蓋頂端，使填料處于離低溫段較遠的位置，以保證填料在0℃以上的環(huán)境下工作，提高密封函的密封效果。對于≥DN300的低溫閥門填料函宜采用帶有中間金屬隔離環(huán)的二重填料結構。如果沒有特殊規(guī)定，閥門設計溫度不高于-46℃，閥門的填料采用柔性石墨304鋼絲編制填料或唇式PTFE（限用于介質的工作溫度高于-73℃時）。壓力級不大于CL600時閥體中法蘭與閥蓋密封墊片采用304不銹鋼柔性石墨纏繞墊或PTFE（限用于介質的工作溫度高于-73℃時）；壓力級等于CL600時，閥體中法蘭與閥蓋宜采用金屬環(huán)密封。壓力級等于或大于CL900時，閥體應采用內(nèi)壓自密封結構，密封圈可選用304加柔性石墨成形密封圈或金屬密封環(huán)。

（4）閘板、閥瓣、球體

低溫閘閥<DN50時宜采用剛性閘板；≥DN50時宜采用彈性閘板，當介質溫度和壓力發(fā)生變化而使閥體變形時，彈性閘板可以適應閥座圈密封面的角度變形確保密封。截止閥采用錐形或球形結構的閥瓣。硬密封的低溫閥均在閘板或閥瓣和閥體的密封面上堆焊Co-Cr-W硬質合金。

資料指出：低溫閥門關閉后，殘留在低溫閥門內(nèi)的低溫液體，隨著時間的延長，這些殘留在閥腔里的液體會吸收周圍環(huán)境的熱量回升到常溫并重新汽化。汽化后其體積激烈膨脹，約增加上百倍。因而產(chǎn)生極高的壓力，并導致承壓邊界的破壞。所以，對“雙向密封”閥門（閘閥和球閥）一定要采取中腔泄壓措施，如在閘閥進口端的閘板上開“泄放孔”浮動球閥在進口端球體上開“泄放孔”防止閥門在關閉狀態(tài)時，由于溫度升高造成“異常升壓”所帶來的閥體、閥蓋變形爆裂等嚴重后果。由于低溫閥中的“雙向閥”的進口端設有“泄放功能”所以所有的低溫閥門都是單向密封的。

因此，所有的低溫閥門的閥體必須鑄出或明顯地標出閥門介質流向。

（5）閥座

低溫閥門的密封副根據(jù)介質的工作溫度和公稱壓力，可設計成金屬-PTFE軟密封或金屬-金屬硬密封，但PTFE只適宜于介質的工作溫度高于-73℃時，因為過低溫度PTFE會變脆。同時PTFE不宜用于壓力級大于或等于CL1500，因為壓力超過CL1500時，PTFE會產(chǎn)生“冷流變”影響閥門的密封。硬密封的低溫閘閥、止回閥、截止閥的閥座采用直接在閥體上堆焊Co-Cr-W硬質合金。

使閥座與閥體為一整體，防止因閥座低溫變形引起泄漏，保證閥座與閥體間密封的可靠性。

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