一、低溫閥門(men)的(de)定義(yi)
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(gen)據各種不同氣體在常壓下的液化溫(wen)度一般分為(wei)：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)下。一般將-46～150℃稱(cheng)為(wei)低溫(wen)，-150℃以(yi)下稱(cheng)為(wei)超低溫(wen)。
我國石化行業一般(ban)將應用在(zai)介質溫(wen)度-40℃以下的閥(fa)(fa)門稱(cheng)為低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)，應用在(zai)介質溫(wen)度-101℃以下的閥(fa)(fa)門稱(cheng)作超(chao)低(di)溫(wen)閥(fa)(fa)門。
低(di)溫(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)門(men)包括(kuo)閘閥(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)、止(zhi)回(hui)閥(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)、蝶(die)閥(fa)(fa)、節流閥(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)等(deng)。MSS SP 134標準(zhun)中(zhong)涉(she)及(ji)低(di)溫(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)和低(di)溫(wen)(wen)(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)，GB/T 24925標準(zhun)中(zhong)涉(she)及(ji)低(di)溫(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)止(zhi)回(hui)閥(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)(wen)球閥(fa)(fa)和低(di)溫(wen)(wen)(wen)蝶(die)閥(fa)(fa)，見圖(tu)6.7.1。
二、低溫閥門材(cai)料(liao)選用與設計(ji)
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(ju)ASME B31.3低溫(wen)閥門常(chang)用材料(liao)的(de)最低適用溫(wen)度見表6.7.5。
1. 閥(fa)蓋
低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)門(men)的(de)一個最顯注的(de)特點就(jiu)是其閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)一般為(wei)長(chang)(chang)頸結構(gou)(gou)，GB/T 24925規(gui)定“低(di)溫(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)的(de)閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)應(ying)根據不同的(de)使用溫(wen)(wen)度(du)要(yao)(yao)求設計成(cheng)便于保(bao)(bao)冷(leng)的(de)長(chang)(chang)頸閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)結構(gou)(gou)，以保(bao)(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)函(han)底部(bu)的(de)溫(wen)(wen)度(du)保(bao)(bao)持在0℃以上”。主要(yao)(yao)是為(wei)了(le)使閥(fa)(fa)門(men)操(cao)(cao)作(zuo)手(shou)柄和(he)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)函(han)結構(gou)(gou)遠離低(di)溫(wen)(wen)區，既(ji)可以避(bi)免溫(wen)(wen)度(du)太低(di)造成(cheng)操(cao)(cao)作(zuo)人員凍傷，也可以保(bao)(bao)證(zheng)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)函(han)和(he)壓(ya)套在正(zheng)常的(de)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)使用，防止填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)密封性能降(jiang)低(di)，延(yan)長(chang)(chang)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)使用壽(shou)命。此外(wai)，由于低(di)溫(wen)(wen)管(guan)道一般有(you)著(zhu)較厚(hou)的(de)保(bao)(bao)冷(leng)層厚(hou)度(du)，長(chang)(chang)頸閥(fa)(fa)蓋(gai)(gai)便于保(bao)(bao)冷(leng)施工，并(bing)使填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)壓(ya)蓋(gai)(gai)處于保(bao)(bao)冷(leng)層外(wai)，有(you)利于需要(yao)(yao)時隨時緊固壓(ya)蓋(gai)(gai)螺栓或添(tian)加(jia)填(tian)(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)而無需損壞(huai)保(bao)(bao)冷(leng)層。
BS 6364規(gui)定了DN15～DN500 帶冷箱(xiang)的加(jia)(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)，并規(gui)定非冷箱(xiang)最小加(jia)(jia)長(chang)(chang)(chang)長(chang)(chang)(chang)度應為250mm。MSS SP 134包(bao)含(han)了DN15～DN300的帶冷箱(xiang)和非冷箱(xiang)的加(jia)(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)要(yao)求，非冷箱(xiang)加(jia)(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)(bi)BS 6364規(gui)定長(chang)(chang)(chang)，帶冷箱(xiang)加(jia)(jia)長(chang)(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)(bi)BS6364規(gui)定短。
2. 滴水板結構(gou)設計
由于閥門內(nei)傳(chuan)(chuan)遞(di)是低(di)溫(wen)介質，為了避免或減少(shao)介質溫(wen)度向閥桿(gan)及(ji)其(qi)上端(duan)的填充材料傳(chuan)(chuan)遞(di)，防止這(zhe)些(xie)材料因凍結而失效(xiao)，可在(zai)閥門中增加滴水板結構(gou)。
3. 泄(xie)壓部件
當閥(fa)門(men)為閉合狀(zhuang)態(tai)(tai)時(shi)，閥(fa)體內的(de)低溫(wen)介質(zhi)吸收環(huan)境中熱量(liang)而逐漸汽化(hua)，其體積迅速上升，例如(ru)，液化(hua)天然氣汽化(hua)后的(de)體積為液態(tai)(tai)時(shi)的(de)數(shu)百倍，導致閥(fa)門(men)內部超壓(ya)(ya)，甚(shen)至威脅到閥(fa)門(men)的(de)安全(quan)，導致介質(zhi)泄漏(lou)甚(shen)至造成火災事故，因此要(yao)求帶(dai)中腔自泄壓(ya)(ya)結構，使閥(fa)門(men)內腔壓(ya)(ya)力異常超壓(ya)(ya)時(shi)，實現自動泄放。
4. 閥桿
閘閥(fa)(fa)(fa)(fa)與截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)應(ying)具有上密封。并滿足穩定(ding)性(xing)要求，以防(fang)止(zhi)施加(jia)壓力負載(zai)時產生(sheng)失穩。閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)應(ying)該(gai)能夠(gou)傳(chuan)遞必(bi)需的扭矩或推力到閥(fa)(fa)(fa)(fa)門關閉件（閥(fa)(fa)(fa)(fa)瓣、閘板、球或蝶(die)板等）上，并能承受操作(zuo)的載(zai)荷附(fu)加(jia)應(ying)力。閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)的危險(xian)截面(mian)應(ying)設置(zhi)在不與介質接觸的可見部位(wei)。
5. 操作(zuo)力
在(zai)工作條件(jian)下，手動操作閥門(men)時，在(zai)手柄或手輪邊緣最大作用力應(ying)不超過350N，在(zai)閥門(men)開(kai)啟和關閉(bi)瞬間，允許增加到1000N，當(dang)裝有減速機構(gou)和執行(xing)機構(gou)時，應(ying)適(shi)應(ying)于(yu)環境(jing)溫度及工況要(yao)求。
6. 防靜電、防火
用于易(yi)燃介質的閥(fa)(fa)門(men)應設(she)(she)計成防靜電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)結構，以(yi)保證閥(fa)(fa)門(men)的導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)性。用于易(yi)燃蒸氣或液體(ti)的具(ju)有軟閥(fa)(fa)座或軟的關閉插入部件(jian)的閥(fa)(fa)門(men)，在設(she)(she)計時應保證閥(fa)(fa)體(ti)和閥(fa)(fa)桿具(ju)有導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)連(lian)貫(guan)性，放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路徑最大電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻不(bu)應超(chao)過10Ω。為(wei)了檢測(ce)防靜電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)性，一個新的干燥閥(fa)(fa)門(men)至少開關5次，然后，用直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源測(ce)試時，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻不(bu)超(chao)過12V。
當有防火要(yao)求時(shi)可(ke)按JB/T 6899《閥門的(de)耐(nai)火試驗》的(de)規(gui)定。
7. 低溫閥(fa)門的布置
低(di)溫閥(fa)門(men)(men)在(zai)安(an)裝(zhuang)時閥(fa)桿方(fang)向(xiang)(xiang)必須(xu)在(zai)垂直(zhi)向(xiang)(xiang)上的45°角范圍(wei)內，且應盡量避(bi)免安(an)裝(zhuang)在(zai)垂直(zhi)管(guan)線(xian)上，否則低(di)溫介(jie)質將充滿閥(fa)蓋的加(jia)長(chang)部分，造成閥(fa)門(men)(men)填料(liao)失效(xiao)，并會將冷量傳給閥(fa)門(men)(men)手柄(bing)，給操(cao)作人員帶來人身傷害。對(dui)于有泄(xie)壓結構的低(di)溫閥(fa)門(men)(men)，在(zai)安(an)裝(zhuang)閥(fa)門(men)(men)時，要特別(bie)注(zhu)意閥(fa)門(men)(men)泄(xie)壓方(fang)向(xiang)(xiang)的要求(qiu)。閥(fa)門(men)(men)泄(xie)壓的方(fang)向(xiang)(xiang)應在(zai)工藝流(liu)程圖(tu)和(he)配管(guan)圖(tu)上標出。
三、工(gong)程應用
某工(gong)藝(yi)物料管道NPS12，設計(ji)溫(wen)度(du)-150℃，設計(ji)壓力1.1MPa，閥(fa)門(men)材料選用A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標(biao)準。
四、標準規(gui)范
GB/T 24925《低溫閥門技術條件》
BS 6364《低溫閥門》
MSS SP 134《對低溫閥門及其閥體／閥蓋加長體的(de)要求》
ISO 15848《閥門低泄漏性試(shi)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《低溫閥門技術條件》
