一、低溫閥門(men)的(de)定義
不同標準對低溫閥門有不同定義。BS 6364《低溫用閥(fa)門》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(wai)根(gen)據各種不同氣(qi)體在常壓下(xia)的液(ye)化溫(wen)(wen)度(du)一般(ban)分為：00~-46℃46℃,-47~-60℃,-61～-70℃，-71～-101℃，-102～-196℃，-253℃以(yi)(yi)下(xia)。一般(ban)將-46～150℃稱(cheng)為低溫(wen)(wen)，-150℃以(yi)(yi)下(xia)稱(cheng)為超低溫(wen)(wen)。
我國石化(hua)行業(ye)一般將應(ying)用(yong)在(zai)(zai)介質溫度(du)-40℃以(yi)下(xia)的(de)閥(fa)門稱為低(di)溫閥(fa)，應(ying)用(yong)在(zai)(zai)介質溫度(du)-101℃以(yi)下(xia)的(de)閥(fa)門稱作(zuo)超低(di)溫閥(fa)門。
低(di)溫(wen)(wen)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門包括閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、止(zhi)回(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)(fa)(fa)、蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、節流(liu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，減壓閥(fa)(fa)(fa)(fa)等。MSS SP 134標準(zhun)中涉(she)及低(di)溫(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)溫(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，GB/T 24925標準(zhun)中涉(she)及低(di)溫(wen)(wen)閘(zha)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)截止(zhi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)止(zhi)回(hui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)溫(wen)(wen)球閥(fa)(fa)(fa)(fa)和低(di)溫(wen)(wen)蝶(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，見圖6.7.1。
二、低溫閥(fa)門材料選用與設(she)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ASME B31.3低溫閥門(men)常用材料的最低適用溫度見表6.7.5。
1. 閥蓋
低(di)溫(wen)(wen)(wen)閥(fa)(fa)門(men)的(de)(de)一(yi)個(ge)最顯注的(de)(de)特(te)點(dian)就是(shi)(shi)其閥(fa)(fa)蓋一(yi)般為(wei)長(chang)頸結構，GB/T 24925規定(ding)“低(di)溫(wen)(wen)(wen)閘閥(fa)(fa)、截止閥(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)、蝶閥(fa)(fa)的(de)(de)閥(fa)(fa)蓋應根(gen)據不(bu)同的(de)(de)使用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)要(yao)求設計成便于保(bao)(bao)冷(leng)的(de)(de)長(chang)頸閥(fa)(fa)蓋結構，以保(bao)(bao)證(zheng)填(tian)料(liao)函底部的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)保(bao)(bao)持在(zai)0℃以上(shang)”。主要(yao)是(shi)(shi)為(wei)了使閥(fa)(fa)門(men)操作(zuo)手柄和填(tian)料(liao)函結構遠離低(di)溫(wen)(wen)(wen)區，既可以避(bi)免溫(wen)(wen)(wen)度(du)太低(di)造成操作(zuo)人員凍傷(shang)，也(ye)可以保(bao)(bao)證(zheng)填(tian)料(liao)函和壓套在(zai)正常(chang)的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下使用(yong)，防止填(tian)料(liao)的(de)(de)密(mi)封性能降低(di)，延長(chang)填(tian)料(liao)的(de)(de)使用(yong)壽命。此外(wai)，由于低(di)溫(wen)(wen)(wen)管道一(yi)般有(you)著(zhu)較厚(hou)的(de)(de)保(bao)(bao)冷(leng)層厚(hou)度(du)，長(chang)頸閥(fa)(fa)蓋便于保(bao)(bao)冷(leng)施工，并使填(tian)料(liao)壓蓋處于保(bao)(bao)冷(leng)層外(wai)，有(you)利(li)于需要(yao)時隨時緊固壓蓋螺栓或(huo)添加填(tian)料(liao)而無(wu)需損壞保(bao)(bao)冷(leng)層。
BS 6364規(gui)定(ding)了(le)DN15～DN500 帶(dai)(dai)冷(leng)箱的(de)加長(chang)(chang)尺寸(cun)，并規(gui)定(ding)非冷(leng)箱最小加長(chang)(chang)長(chang)(chang)度(du)應為250mm。MSS SP 134包含了(le)DN15～DN300的(de)帶(dai)(dai)冷(leng)箱和非冷(leng)箱的(de)加長(chang)(chang)尺寸(cun)要求，非冷(leng)箱加長(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS 6364規(gui)定(ding)長(chang)(chang)，帶(dai)(dai)冷(leng)箱加長(chang)(chang)尺寸(cun)比(bi)BS6364規(gui)定(ding)短。
2. 滴水板結構設計
由于(yu)閥(fa)(fa)門內傳(chuan)遞(di)是低溫(wen)介質(zhi)(zhi)，為了避免或減少介質(zhi)(zhi)溫(wen)度向閥(fa)(fa)桿及其上端的填充材料傳(chuan)遞(di)，防止這些(xie)材料因凍結而(er)失(shi)效，可在閥(fa)(fa)門中增加(jia)滴(di)水板結構。
3. 泄壓部件(jian)
當閥(fa)門(men)(men)為(wei)(wei)閉合狀態(tai)時，閥(fa)體(ti)內(nei)(nei)的低溫介(jie)質吸(xi)收環境中熱(re)量而逐漸汽(qi)化，其體(ti)積迅速上升，例如(ru)，液(ye)(ye)化天然氣(qi)汽(qi)化后的體(ti)積為(wei)(wei)液(ye)(ye)態(tai)時的數百倍，導(dao)致(zhi)閥(fa)門(men)(men)內(nei)(nei)部超壓，甚至威脅(xie)到閥(fa)門(men)(men)的安全，導(dao)致(zhi)介(jie)質泄(xie)漏(lou)甚至造(zao)成(cheng)火災事(shi)故，因此(ci)要(yao)求帶中腔(qiang)自泄(xie)壓結構(gou)，使閥(fa)門(men)(men)內(nei)(nei)腔(qiang)壓力異常超壓時，實現(xian)自動泄(xie)放。
4. 閥桿(gan)
閘(zha)閥(fa)與截止(zhi)閥(fa)的閥(fa)桿應(ying)具有上(shang)密封。并(bing)滿(man)足穩(wen)定性(xing)要求，以防止(zhi)施加壓力(li)(li)負載(zai)時產生失穩(wen)。閥(fa)桿應(ying)該(gai)能(neng)夠傳遞必需的扭矩(ju)或推力(li)(li)到閥(fa)門(men)關閉件(jian)（閥(fa)瓣(ban)、閘(zha)板、球或蝶板等）上(shang)，并(bing)能(neng)承受(shou)操(cao)作的載(zai)荷(he)附加應(ying)力(li)(li)。閥(fa)桿的危險截面應(ying)設置在不(bu)與介(jie)質接(jie)觸的可見(jian)部(bu)位(wei)。
5. 操作(zuo)力(li)
在(zai)工作條件下(xia)，手動操作閥門時，在(zai)手柄或手輪邊緣最大作用力(li)應不(bu)超過350N，在(zai)閥門開啟(qi)和(he)關閉瞬間(jian)，允(yun)許增加到1000N，當(dang)裝有減速機構和(he)執行機構時，應適應于環境溫度及工況要求(qiu)。
6. 防靜電、防火
用(yong)于(yu)易燃(ran)介(jie)質的(de)閥(fa)(fa)門(men)(men)應設(she)計(ji)成(cheng)防靜(jing)電(dian)(dian)(dian)結構，以保(bao)證閥(fa)(fa)門(men)(men)的(de)導電(dian)(dian)(dian)性。用(yong)于(yu)易燃(ran)蒸氣(qi)或液體(ti)的(de)具有軟閥(fa)(fa)座或軟的(de)關閉插入部件的(de)閥(fa)(fa)門(men)(men)，在設(she)計(ji)時(shi)應保(bao)證閥(fa)(fa)體(ti)和閥(fa)(fa)桿(gan)具有導電(dian)(dian)(dian)連貫性，放(fang)電(dian)(dian)(dian)路徑(jing)最大電(dian)(dian)(dian)阻不應超過(guo)10Ω。為(wei)了檢測防靜(jing)電(dian)(dian)(dian)性，一個新的(de)干燥閥(fa)(fa)門(men)(men)至(zhi)少開(kai)關5次，然后，用(yong)直流電(dian)(dian)(dian)源測試時(shi)，電(dian)(dian)(dian)阻不超過(guo)12V。
當有防火要求時可按JB/T 6899《閥門的耐火試驗(yan)》的規定。
7. 低溫閥門的布(bu)置
低(di)溫閥門(men)(men)在安裝(zhuang)時(shi)閥桿方(fang)(fang)向(xiang)必須在垂直(zhi)向(xiang)上的(de)45°角范圍(wei)內，且應盡量避免(mian)安裝(zhuang)在垂直(zhi)管線上，否(fou)則低(di)溫介(jie)質(zhi)將(jiang)充滿閥蓋的(de)加(jia)長部分，造成閥門(men)(men)填料(liao)失效，并(bing)會將(jiang)冷量傳(chuan)給(gei)閥門(men)(men)手柄(bing)，給(gei)操作人員帶來(lai)人身(shen)傷害。對(dui)于(yu)有泄壓結構的(de)低(di)溫閥門(men)(men)，在安裝(zhuang)閥門(men)(men)時(shi)，要特別(bie)注意閥門(men)(men)泄壓方(fang)(fang)向(xiang)的(de)要求。閥門(men)(men)泄壓的(de)方(fang)(fang)向(xiang)應在工藝流程(cheng)圖(tu)和(he)配管圖(tu)上標出。
三、工程應用
某工藝物料管道(dao)NPS12，設(she)計溫(wen)度-150℃，設(she)計壓力1.1MPa，閥(fa)門材料選(xuan)用A351-CF8；TRIM．10-316，按API 600標準(zhun)。
四(si)、標準規范(fan)
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(ti)／閥(fa)蓋(gai)加(jia)長體(ti)的要求》
ISO 15848《閥(fa)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(di)溫閥門技術條件》
