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低溫閥門設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范

發(fā)布時間：2022-12-27

1.典型的低溫閥門結(jié)構(gòu)

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(biāo)注有介質(zhì)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(jié)構(gòu)特點和技術(shù)特點描述

（1）閥蓋

低溫閥門的閥蓋采用加長結(jié)構(gòu)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(zhì)泄漏造成填料與閥桿處結(jié)冰，影響閥桿的正常操作以及填料拉傷閥桿而導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shè)公司（SEI）關(guān)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(shè)公司規(guī)定用于低溫介質(zhì)的延長閥蓋閥門應(yīng)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(dāng)閥門尺寸超出表9范圍時，閥門制造廠應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“最小壁厚”；閥桿的直徑應(yīng)符合API600或BS1873標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)設(shè)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(jié)構(gòu)。如果沒有特殊規(guī)定，閥門設(shè)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(zhì)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(zhì)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(yīng)采用內(nèi)壓自密封結(jié)構(gòu)，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(dāng)介質(zhì)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(zhì)合金。

資料指出：低溫閥門關(guān)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(dǎo)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(guān)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(yán)重后果。由于低溫閥中的“雙向閥”的進口端設(shè)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(biāo)出閥門介質(zhì)流向。

（5）閥座

低溫閥門的密封副根據(jù)介質(zhì)的工作溫度和公稱壓力，可設(shè)計成金屬-PTFE軟密封或金屬-金屬硬密封，但PTFE只適宜于介質(zhì)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(zhì)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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