一、低溫(wen)閥門(men)的定(ding)義
不同標準對低(di)溫閥門有不同定義。BS 6364《低溫用閥門(men)》適用于介質溫度范圍為-50～-196℃。MSS SP 134《對低溫閥門及其閥體／閥蓋加長體的要求》對低溫定義為-100～-195℃。GB／T 24925《低溫閥門技術條件》規定介質溫度范圍為-29～-196℃。殼牌閥門標準《低溫及超低溫用閥門》適用于介質溫度范圍為-30～-196℃。
國外根(gen)據各種不同(tong)氣體在常壓下(xia)的液化溫(wen)度(du)一(yi)般(ban)分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)下(xia)。一(yi)般(ban)將(jiang)-46～150℃稱為(wei)低溫(wen)，-150℃以(yi)下(xia)稱為(wei)超低溫(wen)。
我國石化行業一(yi)般將(jiang)應(ying)用在介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)-40℃以下(xia)的(de)閥(fa)(fa)門(men)(men)稱(cheng)為低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)，應(ying)用在介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)-101℃以下(xia)的(de)閥(fa)(fa)門(men)(men)稱(cheng)作超低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)。
低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門包括閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)、止回閥(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓(ya)閥(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準(zhun)中涉(she)及低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準(zhun)中涉(she)及低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)截止閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)止回閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥門材(cai)料選用與(yu)設計
低溫閥門閥體、閥蓋等耐壓零件的材料，通常選用低溫強度好的韌性材料，考慮焊接性、機加工性能、穩定性和經濟性等因素。-46℃低溫級一般選用低溫碳鋼，-101℃和-196℃低溫級一般選用300系列奧氏體不銹鋼。
根據(ju)ASME B31.3低溫閥門常用(yong)材料(liao)的最低適(shi)用(yong)溫度見表6.7.5。
1. 閥蓋(gai)
低(di)(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)門的(de)(de)一個最顯注的(de)(de)特點(dian)就是其閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)一般(ban)為長(chang)(chang)頸(jing)結構(gou)，GB/T 24925規(gui)定“低(di)(di)溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)應根據不同(tong)的(de)(de)使(shi)用(yong)溫(wen)(wen)度(du)要求設計成便(bian)于(yu)保冷(leng)的(de)(de)長(chang)(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)結構(gou)，以保證填(tian)(tian)(tian)料(liao)函(han)底部(bu)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)保持在(zai)0℃以上(shang)”。主要是為了使(shi)閥(fa)(fa)(fa)門操作手柄(bing)和(he)填(tian)(tian)(tian)料(liao)函(han)結構(gou)遠離(li)低(di)(di)溫(wen)(wen)區，既可以避免溫(wen)(wen)度(du)太低(di)(di)造成操作人員(yuan)凍傷(shang)，也可以保證填(tian)(tian)(tian)料(liao)函(han)和(he)壓(ya)套在(zai)正(zheng)常的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)下使(shi)用(yong)，防(fang)止(zhi)填(tian)(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)密(mi)封性能降(jiang)低(di)(di)，延(yan)長(chang)(chang)填(tian)(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命。此外(wai)，由于(yu)低(di)(di)溫(wen)(wen)管道(dao)一般(ban)有(you)著較厚(hou)的(de)(de)保冷(leng)層(ceng)厚(hou)度(du)，長(chang)(chang)頸(jing)閥(fa)(fa)(fa)蓋(gai)便(bian)于(yu)保冷(leng)施工，并使(shi)填(tian)(tian)(tian)料(liao)壓(ya)蓋(gai)處于(yu)保冷(leng)層(ceng)外(wai)，有(you)利于(yu)需(xu)要時隨時緊固壓(ya)蓋(gai)螺栓或添加填(tian)(tian)(tian)料(liao)而無需(xu)損(sun)壞保冷(leng)層(ceng)。
BS 6364規(gui)定(ding)了DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)(leng)箱(xiang)的(de)加長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)，并規(gui)定(ding)非(fei)冷(leng)(leng)箱(xiang)最小加長(chang)(chang)長(chang)(chang)度應為250mm。MSS SP 134包(bao)含了DN15～DN300的(de)帶(dai)冷(leng)(leng)箱(xiang)和非(fei)冷(leng)(leng)箱(xiang)的(de)加長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)要求，非(fei)冷(leng)(leng)箱(xiang)加長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)比BS 6364規(gui)定(ding)長(chang)(chang)，帶(dai)冷(leng)(leng)箱(xiang)加長(chang)(chang)尺(chi)寸(cun)比BS6364規(gui)定(ding)短。
2. 滴水板結構(gou)設計
由于(yu)閥(fa)門內傳(chuan)(chuan)遞(di)是(shi)低溫(wen)介質，為了避免或減少介質溫(wen)度向閥(fa)桿及其上端的(de)填充材(cai)料傳(chuan)(chuan)遞(di)，防(fang)止這些材(cai)料因凍結(jie)而失(shi)效(xiao)，可在閥(fa)門中增加滴水板結(jie)構。
3. 泄壓(ya)部件
當閥門為閉合狀(zhuang)態時(shi)(shi)，閥體內(nei)(nei)的(de)低溫介質吸收(shou)環境中熱量而(er)逐漸(jian)汽(qi)(qi)化(hua)(hua)，其(qi)體積迅速上升，例如，液化(hua)(hua)天然氣汽(qi)(qi)化(hua)(hua)后(hou)的(de)體積為液態時(shi)(shi)的(de)數百(bai)倍，導(dao)致(zhi)閥門內(nei)(nei)部(bu)超壓，甚至威脅到閥門的(de)安全，導(dao)致(zhi)介質泄(xie)漏(lou)甚至造成火災事故，因此要(yao)求帶中腔自泄(xie)壓結構，使閥門內(nei)(nei)腔壓力(li)異常超壓時(shi)(shi)，實(shi)現自動(dong)泄(xie)放。
4. 閥桿
閘閥(fa)(fa)與(yu)(yu)截(jie)止閥(fa)(fa)的閥(fa)(fa)桿應(ying)具有上密封。并(bing)滿足穩定性要(yao)求(qiu)，以防止施加壓力負載(zai)時產(chan)生失穩。閥(fa)(fa)桿應(ying)該(gai)能夠傳(chuan)遞必(bi)需的扭矩或推(tui)力到閥(fa)(fa)門(men)關閉(bi)件（閥(fa)(fa)瓣(ban)、閘板(ban)、球或蝶板(ban)等）上，并(bing)能承受操作的載(zai)荷附加應(ying)力。閥(fa)(fa)桿的危險截(jie)面(mian)應(ying)設置在不與(yu)(yu)介質(zhi)接觸的可(ke)見(jian)部位。
5. 操作力
在工作條件下，手動操作閥(fa)門(men)時，在手柄或(huo)手輪邊緣最(zui)大(da)作用(yong)力應不超(chao)過(guo)350N，在閥(fa)門(men)開(kai)啟和關閉瞬間(jian)，允許增加到(dao)1000N，當裝有減速機(ji)(ji)構(gou)和執(zhi)行機(ji)(ji)構(gou)時，應適應于環境溫(wen)度及工況(kuang)要求。
6. 防靜(jing)電、防火
用于易燃(ran)介質的(de)閥(fa)門(men)應設(she)(she)計(ji)成(cheng)防(fang)靜(jing)電(dian)結構，以保(bao)證(zheng)閥(fa)門(men)的(de)導電(dian)性。用于易燃(ran)蒸氣或液體(ti)的(de)具有軟閥(fa)座或軟的(de)關(guan)閉插入部件的(de)閥(fa)門(men)，在設(she)(she)計(ji)時應保(bao)證(zheng)閥(fa)體(ti)和閥(fa)桿具有導電(dian)連(lian)貫性，放電(dian)路(lu)徑最(zui)大電(dian)阻不應超過(guo)(guo)10Ω。為了檢測防(fang)靜(jing)電(dian)性，一(yi)個新的(de)干燥(zao)閥(fa)門(men)至(zhi)少(shao)開關(guan)5次(ci)，然(ran)后，用直流電(dian)源測試時，電(dian)阻不超過(guo)(guo)12V。
當有防(fang)火(huo)要求時可按JB/T 6899《閥(fa)門的(de)耐火(huo)試驗(yan)》的(de)規定(ding)。
7. 低溫閥(fa)門的布置
低(di)溫閥(fa)門(men)(men)在(zai)安裝時閥(fa)桿方向必(bi)須在(zai)垂直(zhi)向上的(de)45°角范(fan)圍內，且應盡量避免安裝在(zai)垂直(zhi)管(guan)線上，否則低(di)溫介質將(jiang)充滿閥(fa)蓋的(de)加(jia)長(chang)部(bu)分，造成閥(fa)門(men)(men)填料失效，并(bing)會(hui)將(jiang)冷量傳(chuan)給閥(fa)門(men)(men)手柄，給操作人(ren)員(yuan)帶(dai)來人(ren)身傷(shang)害。對于(yu)有(you)泄壓結構(gou)的(de)低(di)溫閥(fa)門(men)(men)，在(zai)安裝閥(fa)門(men)(men)時，要特別注(zhu)意閥(fa)門(men)(men)泄壓方向的(de)要求。閥(fa)門(men)(men)泄壓的(de)方向應在(zai)工(gong)藝(yi)流(liu)程圖和配管(guan)圖上標(biao)出。
三、工程(cheng)應用
某工藝物(wu)料(liao)管道NPS12，設(she)計溫度-150℃，設(she)計壓力1.1MPa，閥(fa)門(men)材料(liao)選用A351-CF8；TRIM．10-316，按(an)API 600標準。
四、標準規范
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫閥門(men)》
MSS SP 134《對低溫閥(fa)門及其閥(fa)體／閥(fa)蓋(gai)加長體的要求》
ISO 15848《閥門低(di)泄漏(lou)性試驗》
JB/T 12003《閥門低溫試驗裝置規范》
JB/T 7248《閥門用低溫鋼鑄件技術條件》
JB/T 12621《液化天然氣閥門 技術條件》
JB/T 7749《低溫閥(fa)門技術條件(jian)》
