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低溫條件下閥門的選用全知道

發布時間：2023-8-11

上海川滬閥門在十幾年的生產經驗中，總結出以下幾點低溫閥門選用知識點，主要涉及工藝介質、介質溫度、閥門材質、閥門類型、閥門結構等方面，以下是詳細介紹。

工程中，常見的低溫介質環境大致可分為三類：

①0~-50℃,閥門主體材料以低溫碳鋼為主；

②-51～-70℃,閥門主體材料以奧氏體不銹鋼或含鎳低溫鋼為主；

①-101~-196℃(常稱為超低溫環境),閥門主體材料以奧氏體不銹鋼為主，但該情況下也可選用合適的含鎳低溫鋼。

低溫閥門具有以下幾個典型特點：

①低溫下金屬材料有脆化的特點，所以用于閥門承壓部件的材料，在介質溫度下不應發生脆性轉變，必要時，應通過相應溫度下的沖擊試驗加以驗證。②低溫介質有可能受環境溫度的影響而氣化并產生局部高壓，所以能夠形成密閉閥腔的閥門應設置自泄放裝置。

③低溫介質如果通過閥桿處發生外漏，可能會在外漏點結冰，從而影響閥桿的運動，嚴重時會導致閥桿的損壞，在超低溫介質條件下，如果發生閥門失效，危害性也較大等。

(1)閥門類型

①應優先選用不會形成密閉閥腔的閥門，如截止閥、蝶閥、單閥座浮動球閥等，但并不拒絕使用能夠形成密閉閥腔的閥門，此時應采取適當的閥腔泄壓措施。

②應優先選用閥門關閉件熱脹冷縮補償能力較好的閥門。常用關斷閥的熱脹冷縮補償能力由高到低的順序是：截止閥、閘閥、球閥、機械平衡型旋塞閥、金屬硬密封蝶閥。

③當選用非金屬密封閥門時，應注意非金屬材料的低溫使用溫度限制。具體應用范圍可容詢閥門制造商。④不能選用靠密封劑輔助密封的閥門。

(2)閥門結構

①宜優先選用焊接連接結構，以減小保冷隔熱的難度。當需要焊后熱處理時，對于DN40及以下的閥門，應評估熱處理對閥座/閥瓣密封的影響。必要時，應采用短管連接結構，或采用法蘭連接結構。

②按本章第二節所述的“加長閥蓋/閥桿”應用原則進行閥蓋/閥桿加長。③能夠形成密閉閥腔的閥門，應設置自泄放裝置，并進行流向標記。

④對于0～-50℃介質工況應用的閥門，一般情況下無需采用加長閥蓋/閥桿結構。但對于90°旋轉開關閥門，應評估手輪/手柄與隔熱(保冷)材料發生碰撞的可能性，必要時應提出加長閥蓋/閥桿的要求，但此加長長度以隔熱(保冷)材料不與手輪/手柄發生碰撞為原則。

⑤對于低溫與可燃介質組合的介質工況，當采用非金屬密封閥門時，應為火災安全結構和防靜電結構。

(3)閥門材料

①對于閥門承壓部件，應根據ASME B31.3或GB/T 20801的規定進行低溫沖擊試驗。②低溫條件下，材料的沖擊韌性對制造缺陷比較敏感。因此，用于閥門承壓部件的材料，應對表面缺陷、內部缺陷、非金屬夾雜物、晶粒度(對變形加工零部件)等方面進行適當的控制。

③栓連閥蓋用螺栓材料應選用低溫材料制造標準，并根據ASME B31.3或GB/T20801的規定進行低溫沖擊試驗。低溫下的閥蓋螺栓宜為通絲型螺柱。

④應評估并確定閥門內件材料以及閥蓋墊片、閥桿填料對低溫條件的適應性。

⑤閥門主體材料及內件材料(包括可能用到的非金屬密封環)、閥蓋墊片、閥桿填料等，除滿足低溫要求外，還應能適應可能出現的高溫工況條件。例如，當低溫管道需要采用蒸氣吹掃時，上述材料應能適應吹掃蒸氣的溫度條件。

(4)檢查試驗

①低溫沖擊試驗。
 對于閥門承壓部件，并不是所有的制造標準都規定了低溫沖擊試驗要求，但ASME B31.3和GB/T 20801設計規范則給出了進行低溫沖擊試驗的規則。對于設計規范要求進行低溫沖擊試驗而制造標準沒有要求進行的情況，應按設計規范的規定進行，并在閥門采購技術文件(包括閥門料表、閥門數據表、和項目采購技術規定等)中指明。低溫沖擊試驗應由閥門制造商完成。

②低溫密封試驗。
 低溫密封試驗不是所有閥門標準規定的強制試驗項目，只有在采購文件中要求時，閥門生產商才進行的試驗。

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