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超低温阀门原理|标准|图解|选型

时间:2015-08-28   来源:多仪阀门   点击:
超低温阀门原理|超低温阀门标准|超低温阀门选型

所谓低温阀门,顾名思义就是适用于深冷的低温工况中工作的阀门。在阀门行业里,趋向以-40℃的阀门都称做低温阀门。超低温阀门一般用于液氦、液氢、液化天然气以及空气分离等低温系统。使用介质为液氦、液氢、液化天然气、液氮、液氧等低温流体。低温工况下,常规的金属硬密封和非金属软密封都不能满足密封的要求,为了保证低温阀门能在低温下安全可靠地运行,在低温阀的设计和制造方面有一些特殊的考虑和要求。

超低温阀门原理:
应用在超低温工况下的阀门,介质温度很低,金属材料会发生低温冷脆现象,强度和硬度大幅提高,塑性和韧性大幅降低,这一个会直接影响阀门的性能和安全。如果采用普通的阀门,低温会使阀门填料函里面的填料冻住,不能起到密封作用。如此说来,阀门需要加长的就是从阀盖上密封座到填料函底部的长度了,有了充分的隔离空间和散热距离,阀体内的低温介质就不至于把填料冻死。如图所示,标注175mm的部位即为加长的部分。
 
在超低温的工况下,阀杆和阀体,只能采用填料函或者波纹管结构。波纹管使用限制较多,一般采用的是填料函密封的结构,填料函密封结构加工简单,维修方便,但是在<-40℃的情况下,其密封效果得不到保证,因此超低温阀门都是使填料函尽量远离物料,并选择具有低温特性的填料。
低温阀门原理图
 
超低温阀门选型:
 
阀体:温度高于-100℃时可选用铁素体不锈钢,温度低于-100℃时选用奥氏体不锈钢,低压和小口径阀门可选用铜合金或铝合金。

阀杆:采用奥氏体不锈耐酸钢制造,需经过适当的热处理,以提高抗拉强度,同时必须镀硬铬(镀层厚度0.04~0.06mm),或进行渗氮处理,以提高表面硬度。
 
垫片:使用温度高于-196℃,低温最高使用压力为3MPa时,可采用长纤维自石棉制成的石棉橡胶板;使用温度高于-196℃,低温最高使用压力为5MPa时,可采用不锈钢带石棉缠绕式垫片、不锈钢带聚四氟乙烯缠绕式垫片或不锈钢带膨胀石墨缠绕式垫片。
 
紧固件:温度高于-100℃时,螺栓材料采用Ni、Cr-Mo等合金钢,需经适当的热处理,以防止螺纹咬伤;温度低子-100℃时,螺栓材料可采用奥氏体不锈钢。螺母材料一般采用Mo钢或Ni钢,同时螺纹表而涂二硫化钥。
 
超低温阀门设计标准:

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、截止阀采用长颈结构,以保护填料。
低温阀门抗温测试

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