超低温阀门原理|标准|图解|选型

2022-03-06 12:54:20 点击量:

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。

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。