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超低温阀门的相关知识都在这儿

2023/11/24


1、什么是低温阀门？

适用于介质温度-46℃～ -196℃的阀门称之为低温阀门。

低温阀门包括低温球阀、低温闸阀、低温截止阀、低温安全阀、低温止回阀，低温蝶阀，低温针阀，低温节流阀，低温减压阀等，主要用于乙烯，液化天然气装置，天然气LPG LNG储罐，接受基地及卫星站，空分设备，石油化工尾气分离设备，液氧、液氮、液氩、二氧化碳低温贮槽及槽车、变压吸附制氧等装置上。输出的液态低温介质如乙烯、液氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等，不但易燃易爆，而且在升温时要气化，气化时，体积膨胀数百倍。

液化天然气阀门的材料非常重要，材质不合格，会造成壳体及密封面的外漏或内漏；零部件的综合机械性能、强度和钢度满足不了使用要求甚至断裂。导致液化天然气介质泄漏引起爆炸。因此，在开发、设计、研制液化天然气阀门的过程中，材质是首要关键的问题。


2、低温阀门标准与产品结构

1．设计：API6D、JB/T7749

2．阀门常规检查和试验：按API598标准。
3．阀门低温检查和试验：按JB/T7749。
4．驱动方式：手动、伞齿轮传动及电动驱动装置。
5．阀座形式：阀座采用焊接结构，密封面堆焊钴基硬质合金，保证阀门的密封性能。
6．闸板采用弹性结构，在进压端设计卸压孔。
7．单向密封的阀门阀体上标有流向标志。
8．低温球阀、闸阀、截止阀，蝶阀采用长颈结构，以保护填料。
9．超低温球阀标准：JB/T8861-2004


3、低温阀门产品规格和设计参数

1、压力等级：150, 300, 600Lb, 900LB, 1500LB(45MPa)

2、阀门通径：15～1200mm(1/2～48")。
3、连结形式：法兰式, 焊接式, 螺纹。
4、阀门材料：LCB, LC3, CF8。
5、工作温度：-46℃, -101℃, -196℃, -253℃
6、适用介质：液化天然气, 乙烯, 丙烯等。
7、驱动方式：手动, 伞齿轮传动, 电动 。
阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是阀门的工作温度。为了规范阀门主体材料的适宜工作温度, 从各种类型的阀门用钢和合金牌号的材料性能方面对我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出了明确的规定, 供阀门产品设计、制造及检验时用。另外, 从技术管理和生产管理及物资采购等方面考虑, 对每种类型的钢应选用综合性能良好的, 不宜选用过多的钢号和合金牌号, 以防造成混乱。


4、超低温阀门材料选用

超低温阀门( - 254 (液氢) ～ - 101 ℃ (乙烯) ) 主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金, 其热处理后的低温力学性能, 特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。下列奥氏体不锈钢可用于制造超低温阀门。ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182F316 、F316L 、F304 和F304L , ASTM A433 316、 316L 、304 、304L 和CF8D。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前, 必须在液氮 ( - 196 ℃) 中进行深冷处理。


5、低温阀门材料选用

适用于低温阀门( - 100～ - 30 ℃) 的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182 F316、 F316L 、F304 和F304L , ASTM A433 316、316L 、 304 、304L 和CF8D。低温承压件用铁素体和马氏体钢有ASTM A352 LCA ( - 32 ℃) 、LCB、LCC ( - 46 ℃) 、LC1 ( - 59 ℃) 、LC2 、LC211 ( - 73 ℃) 和LC3 ( - 100 ℃) 。ASTM A352 标准中的材料初级价格较低, 但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂, 需要多次作调质处理, 方能达到标准要求的低温冲击韧性的要求, 生产周期长。低温冲击韧性达不到标准要求时, 不允许投料作低温钢使用。因此, 只有在生产批量大, 并且可成炉冶炼时才采用, 而在一般情况下选用奥氏体不锈钢。
阀门工作介质为水、蒸汽、空气和油品等非腐蚀性物质时, 一般采用碳素钢。阀门用碳素钢系指 ASTM A216 标准中的WCB、WCC 铸钢和ASTM A105 锻钢。阀门用碳素钢适宜工作温度为- 29～ 425 ℃。但是为了安全, 考虑到介质的工作温度有可能波动, 因此, 一般碳素钢的使用温度不应超过 400 ℃。 
阀门的主体材料日趋多样化, 高参数化。阀门所对应的工作介质也更加复杂, 工作温度要求更高。了解各类阀门用钢及合金的性能及其适宜的工作温度, 是设计、制造、采购及使用阀门的有关科技人员和操作者必须掌握的知识。特别是材料的使用温度不能超过其适宜工作温度, 否则会引起可怕的严重事故。


6、低温阀门制造和试验

低温阀门的生产制定了严格的制造工艺和采用专用设备，对零件的加工进行严格的质量控制。经特殊的低温处理，将粗加工的零件置于冷却介质中数小时（2-6小时），以释放应力，确保材料的低温性能，保证精加工尺寸，以防阀门在低温工况时，因温度变化造成变形而导致的泄漏。阀门的装配与普通阀门也不同，零件需经过严格的清洗，除去任何油污，以保证使用性能。
星站，空分设备，石油化工尾气分离设备，液氧、液氮、液氩、二氧化碳低温贮槽及槽车、变压吸附制氧等装置上。输出的液态低温介质如乙烯、液氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等，不但易燃易爆，而且在升温时要气化，气化时，体积膨胀数百倍。
液化天然气阀门的材料非常重要，材质不合格，会造成壳体及密封面的外漏或内漏；零部件的综合机械性能、强度和钢度满足不了使用要求甚至断裂。导致液化天然气介质泄漏引起爆炸。因此，在开发、设计、研制液化天然气阀门的过程中，材质是首要关键的问题。



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