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低温球阀和普通球阀的区别

作者:大才阀门 发布时间:2021-05-13 08:25:48点击:

重庆低温球阀的工作介质大部分为易燃、易爆、渗透性强的物质,zui低工作温度可达-269℃,zui高使用压力达10MPa,工作的条件都是比较苛刻的。因此,低温阀门的设计、制造、检验与常温阀门相比有很大的区别。

低温阀门是指能够在低温工况下使用的阀门,通常把工作温度低于-40℃的阀门称为低温阀门。低温球阀是石油化工、空气分离、天然气等工业不可缺少的重要设备之一,其质量的优劣决定着能否安全、经济、持续地生产。随着现代科技的发展,低温阀门的用途越来越广,需求也越来越大。

从材料上看,例如美国威盾VITON的低温球阀有CF8、LCB、LF1、F304等十多种,可以适用于不同的温度和介质,且都制定了相关标准,不仅规定了铸锻件的尺寸和外观质量要求,还对铸锻件的化学成分、热处理、力学性能、物理性能、焊补、焊后热处理、探伤、晶间腐蚀试验(奥氏体钢)、冲击试验(低温阀门)等做了严格的技术要求。

根据美国威盾VTON的低温球阀的制造标准和要求,低温球阀具有与普通球阀不同的特征:

1低温阀门的一般设计要求

(1)阀门及其组合件在低温介质及周围环境温度下应具有长时间工作的能力(一般为10年或是3500~5000次循环);

(2)球阀相对于低温介质,不应成为一个显著热源,这是因为热量的流入会降低热效率,而且热量流入过多,还可能使阀门内部的低温介质汽化,产生异常升压,造成危险;

(3)低温介质不应对手轮的操作性能和填料的密封性能产生有害影响;

(4)直接和低温介质接触的阀门组合件的结构应当符合相关的防爆和防火要求;

(5)在低温状态下工作的阀门组合件不能润滑,所以需要采取措施,防止摩擦部件被擦伤。

上述要求应当贯穿低温阀门设计过程的始终,另外应当注意到上述要求是对低温阀门有的要求,在低温阀门的设计过程中还应当同时遵守相关的通用阀门的要求。

2低温阀门的冷却性能

低温阀门的冷却性能是指低温球阀从常温冷却到工作温度的能力。这一性能可以利用阀门在上述过程中所消耗的能量,即在上述过程中阀门传给低温介质的热量Q2来衡量。对于周期性工作的低温阀门来说冷却性能指标有着其重要的意义。但仅仅用Q2来衡量低温球阀冷却性能是不够的,可采用如下指标:

3.1阀体、阀盖、阀座、启闭件等的材料选择

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。

3.2阀杆材料选择

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。

3.3紧固件材料选择

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。

3.4垫片材抖选择

使用温度高于-196℃,低温zui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zui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。

这里需强调一下,所有低温材料部件在精加工之前进行深冷处理,以减小低温阀门在低温工况下的收缩变形。

4低温阀门结构设计

低温阀门的结构与通用阀门存在一定差异,在低温阀门的结构设计过程中,除了要考虑阀门结构的一般性要求外,还需要解决以下一些问题:

(1)低温阀门关闭后,残留在阀体中的低温介质因温度升高而迅速气化,造成阀体内部异常升压的问题;(2)低温对填料函密封性能的不利影响;(3)零部件冷变形对阀门的有害影响;(4)低温介质对零部件的防爆要求等。

还应当注意到低温球阀除了在低温介质下工作外,同样要在周围环境温度下工作,即在20℃左右的温度下工作,在设计阀门元件时,特别在设计启闭密封件时考虑到这点。

球阀按温度范围分为

1)常温球阀:用于介质工作温度-40℃~120℃

2)中温球阀:用于介质工作温度120℃~450℃

3)高温球阀:用于介质工作温度大于450℃

4)低温球阀:用于介质工作温度-100℃~-40℃

5)超低温球阀:用于介质工作温度小于-100℃

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