一、低溫閥門(men)的定義
不同標準對低溫閥門有不同定義。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℃。
國外根據(ju)各種不同氣體在常壓下的液化溫度(du)一般分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)下。一般將-46～150℃稱為(wei)低溫，-150℃以(yi)下稱為(wei)超低溫。
我國石化(hua)行業一(yi)般將應用在(zai)介(jie)質溫(wen)度-40℃以(yi)(yi)下的閥(fa)門稱為低(di)(di)溫(wen)閥(fa)，應用在(zai)介(jie)質溫(wen)度-101℃以(yi)(yi)下的閥(fa)門稱作超低(di)(di)溫(wen)閥(fa)門。
低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)門包(bao)括閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、截(jie)止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、止(zhi)(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準(zhun)中(zhong)(zhong)涉及(ji)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)截(jie)止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準(zhun)中(zhong)(zhong)涉及(ji)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)截(jie)止(zhi)(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)止(zhi)(zhi)回閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)蝶閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖(tu)6.7.1。
二、低溫閥門材料(liao)選(xuan)用與設計
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(gen)據ASME B31.3低溫閥門常用(yong)材料的最低適(shi)用(yong)溫度(du)見表6.7.5。
1. 閥蓋(gai)
低(di)溫(wen)閥門的(de)一(yi)個最顯注的(de)特點就是其閥蓋(gai)(gai)一(yi)般(ban)為(wei)長頸(jing)結(jie)構(gou)，GB/T 24925規定“低(di)溫(wen)閘(zha)閥、截(jie)止閥、球閥、蝶(die)閥的(de)閥蓋(gai)(gai)應根據不同(tong)的(de)使用溫(wen)度要(yao)求設計成便于保(bao)冷(leng)的(de)長頸(jing)閥蓋(gai)(gai)結(jie)構(gou)，以保(bao)證填(tian)(tian)料函(han)底部的(de)溫(wen)度保(bao)持在0℃以上”。主要(yao)是為(wei)了(le)使閥門操(cao)作手柄和填(tian)(tian)料函(han)結(jie)構(gou)遠(yuan)離低(di)溫(wen)區，既可以避免(mian)溫(wen)度太低(di)造成操(cao)作人員凍傷，也可以保(bao)證填(tian)(tian)料函(han)和壓(ya)套在正常的(de)溫(wen)度下使用，防(fang)止填(tian)(tian)料的(de)密封性能降低(di)，延長填(tian)(tian)料的(de)使用壽(shou)命。此外(wai)，由于低(di)溫(wen)管道一(yi)般(ban)有著較厚的(de)保(bao)冷(leng)層(ceng)(ceng)厚度，長頸(jing)閥蓋(gai)(gai)便于保(bao)冷(leng)施(shi)工，并使填(tian)(tian)料壓(ya)蓋(gai)(gai)處(chu)于保(bao)冷(leng)層(ceng)(ceng)外(wai)，有利于需(xu)要(yao)時隨時緊固壓(ya)蓋(gai)(gai)螺栓(shuan)或添(tian)加(jia)填(tian)(tian)料而無需(xu)損壞保(bao)冷(leng)層(ceng)(ceng)。
BS 6364規(gui)(gui)定了DN15～DN500 帶(dai)冷(leng)箱的(de)(de)加(jia)長尺寸，并規(gui)(gui)定非冷(leng)箱最(zui)小加(jia)長長度(du)應為250mm。MSS SP 134包含了DN15～DN300的(de)(de)帶(dai)冷(leng)箱和非冷(leng)箱的(de)(de)加(jia)長尺寸要求，非冷(leng)箱加(jia)長尺寸比BS 6364規(gui)(gui)定長，帶(dai)冷(leng)箱加(jia)長尺寸比BS6364規(gui)(gui)定短。
2. 滴水(shui)板結構設計
由于閥門(men)內傳遞是(shi)低溫介(jie)質(zhi)，為了避(bi)免(mian)或減少介(jie)質(zhi)溫度(du)向閥桿(gan)及其上端的填充材料傳遞，防止這(zhe)些(xie)材料因凍結而失效，可在閥門(men)中增加(jia)滴水板結構。
3. 泄壓部件
當閥門(men)為閉合狀態(tai)時(shi)，閥體內的(de)低溫介(jie)質吸收環境中熱(re)量而逐漸汽(qi)化，其(qi)體積迅速上(shang)升(sheng)，例如，液化天然氣汽(qi)化后的(de)體積為液態(tai)時(shi)的(de)數百倍，導(dao)致閥門(men)內部超(chao)壓(ya)，甚至(zhi)威脅到閥門(men)的(de)安(an)全(quan)，導(dao)致介(jie)質泄漏甚至(zhi)造成火災事故，因此要求帶中腔(qiang)自(zi)泄壓(ya)結構，使閥門(men)內腔(qiang)壓(ya)力(li)異常超(chao)壓(ya)時(shi)，實現自(zi)動泄放(fang)。
4. 閥桿
閘閥(fa)與截(jie)止閥(fa)的(de)(de)閥(fa)桿(gan)(gan)應具有上密封(feng)。并(bing)滿足(zu)穩定性要求(qiu)，以防止施加壓力(li)負載時產生失穩。閥(fa)桿(gan)(gan)應該能夠傳(chuan)遞必需的(de)(de)扭矩(ju)或推力(li)到閥(fa)門關閉件（閥(fa)瓣、閘板、球或蝶(die)板等）上，并(bing)能承受操作的(de)(de)載荷(he)附加應力(li)。閥(fa)桿(gan)(gan)的(de)(de)危險(xian)截(jie)面應設(she)置在不與介質(zhi)接(jie)觸的(de)(de)可見部(bu)位。
5. 操作(zuo)力
在(zai)工(gong)作(zuo)(zuo)條件下(xia)，手動操作(zuo)(zuo)閥門(men)時(shi)，在(zai)手柄(bing)或手輪邊緣(yuan)最(zui)大作(zuo)(zuo)用力應不超過350N，在(zai)閥門(men)開啟(qi)和關(guan)閉瞬間，允(yun)許增加到(dao)1000N，當(dang)裝有減速機(ji)構(gou)和執(zhi)行機(ji)構(gou)時(shi)，應適應于環境溫度及工(gong)況要求。
6. 防(fang)靜(jing)電、防(fang)火
用于易(yi)燃介質(zhi)的(de)(de)閥(fa)門應(ying)設(she)計成防(fang)靜電(dian)結構(gou)，以保(bao)證閥(fa)門的(de)(de)導電(dian)性。用于易(yi)燃蒸氣或液體(ti)的(de)(de)具(ju)有(you)軟(ruan)閥(fa)座或軟(ruan)的(de)(de)關(guan)閉插入部件的(de)(de)閥(fa)門，在設(she)計時應(ying)保(bao)證閥(fa)體(ti)和閥(fa)桿具(ju)有(you)導電(dian)連貫性，放電(dian)路徑最大電(dian)阻不應(ying)超過10Ω。為了(le)檢測防(fang)靜電(dian)性，一個新(xin)的(de)(de)干燥閥(fa)門至少開關(guan)5次，然(ran)后，用直流電(dian)源測試時，電(dian)阻不超過12V。
當有防火要(yao)求時可按JB/T 6899《閥(fa)門的耐(nai)火試驗》的規定。
7. 低溫閥門的布置
低溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)在安裝(zhuang)(zhuang)時(shi)閥(fa)(fa)桿方向必須在垂(chui)直(zhi)向上的(de)(de)(de)45°角(jiao)范(fan)圍內，且應盡量(liang)避(bi)免安裝(zhuang)(zhuang)在垂(chui)直(zhi)管線上，否則低溫(wen)介質將(jiang)充滿(man)閥(fa)(fa)蓋(gai)的(de)(de)(de)加(jia)長部分，造成(cheng)閥(fa)(fa)門(men)(men)填料失效，并(bing)會將(jiang)冷量(liang)傳(chuan)給(gei)閥(fa)(fa)門(men)(men)手柄，給(gei)操作人員帶來人身傷(shang)害(hai)。對于(yu)有泄(xie)(xie)壓結(jie)構的(de)(de)(de)低溫(wen)閥(fa)(fa)門(men)(men)，在安裝(zhuang)(zhuang)閥(fa)(fa)門(men)(men)時(shi)，要(yao)特別注意(yi)閥(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)(xie)壓方向的(de)(de)(de)要(yao)求。閥(fa)(fa)門(men)(men)泄(xie)(xie)壓的(de)(de)(de)方向應在工藝流程圖和配管圖上標出。
三(san)、工程應(ying)用
某工(gong)藝物料管道NPS12，設計(ji)溫度-150℃，設計(ji)壓力(li)1.1MPa，閥門(men)材料選(xuan)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》
MSS SP 134《對低溫閥(fa)門及其閥(fa)體／閥(fa)蓋加長體的要求》
ISO 15848《閥門低泄漏性試驗》
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(men)技術條件》
