低溫截止閥

截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣,密封面呈平面或錐面,閥瓣沿流體的中心線作直線運動。閥桿的運動形式,有升降桿式(閥桿升降,手輪不升降),也有升降旋轉桿式(手輪與閥桿一起旋轉升降,螺母設在閥體上)。截止閥只適用于全開和全關,不允許作調節和節流。 低溫閥門,特別是超低溫閥門,其工作溫度極低。在設計這類閥門時,除了應遵循一般閥門的設計原則外,還有一些特 殊的要求。 適用溫度:-45~-197 適用介質:液氯、液氨 柔性石墨填料使用溫度范圍為200~870℃。 一、低溫閥門的設計要求 根據使用條件,低溫閥的設計有下列要求: 1)閥門在低溫介質及周圍環境溫度下應具有長時間工作的能力。 2)閥門不應成為低溫系統的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外,如流入過多,還會使內部流體急速 蒸發,產生異常升壓,造成危險。 3)低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。 4)直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。 5)在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑,所以需要采取結構措施,以防止摩擦件擦傷。 二、低溫閥的材料選用 1、低溫閥主體材料 (1)主體材料選用應考慮的因素 從金相考慮,金屬材料中除了具有面心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外,一般的鋼材在低溫狀態下會出現低溫脆 性,從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適合于低溫下工作的材料。鋁在低溫下不會出現低溫脆性, 但因鋁及鋁合金的硬度不高,鋁密封面的耐磨、耐擦傷性能差,所以在低溫閥門中的使用有一定的限制,僅在低壓和小口徑 閥門中選用。 在低溫工作的材料要保證其低溫性能,主要是保證其冷沖擊強度。閥內件必須通過正確選材,使其具有足夠的冷沖擊強 度,才能防止斷裂。C和Cr的合金鋼在低于-20℃時候很快失去抗沖擊強度,所以使用溫度分別限制在-30℃和-50℃。含Ni 量為3.5%的鎳鋼可以使用到-100℃,含Ni量9%的鎳鋼可以使用到-192℃。奧氏體不銹鋼、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鈦、 鋁合金及青銅可以使用到更低的溫度(-273℃)。 除此以外,低溫閥門的材料選用還應考慮以下一些因素: 1)閥門的最低使用溫度; 2)金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學性能,特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩定性; 3)在低溫及無油潤滑的情況下,具有良好的耐摩性; 4)具有良好的耐蝕性; 5)采用焊接連接時還需考慮材料的焊接性能。 (2)閥體、閥蓋、閥座、閥瓣(閘板)材料的選用 這些主體零部件材料的選用原則大致是:溫度高于-100℃時選用鐵素體鋼;溫度低于-100℃時選用奧氏體鋼;低壓及 小口徑閥門可選用銅和鋁等材料。設計時根據最低使用溫度選擇適當的材料。 (3)閥桿及緊固件的材料選用 溫度高于-100℃時,閥桿和螺栓材料采用Ni、,Cr-Mo等合金鋼,經適當的熱處理,以提高抗拉強度和防止螺紋咬傷等。 溫度低于-100℃時,采用奧氏體不銹耐酸鋼制造。但18-8耐酸鋼硬度低,會造成閥桿與填料相互擦傷,致使填料處泄漏。 所以,閥桿表面必須鍍硬鉻(鍍層厚0.04-0.06mm),或進行氮化和鍍鎳磷處理,以提高表面硬度。為防止螺母與螺栓咬 死,螺母一般采用Mo鋼或Ni鋼,同時在螺紋表面涂二硫化鉬。 2、低溫閥墊片、填料材料的選用 隨著溫度降低,氟塑料收縮量很大,會使密封性能下降,容易引起泄漏。石棉填料無法避免滲透性泄漏。橡膠對液化天 然氣有泡脹性,在低溫下不可采用。 在低溫閥門設計中,一方面由結構設計來保證使填料處于接近環境溫度下工作,例如,采用長頸閥蓋結構,使填料函離 低溫介質盡量遠些,另一方面在選擇填料時要考慮填料的低溫特性。低溫閥中一般采用浸漬聚四氟乙烯的石棉填料。 柔性石墨是新近發展起來的一種優良的密封材料。這種材料對氣體、液體均不滲透,在厚度方向有10%-15%的彈性, 較低的緊固壓力就可達到密封。它還有自潤滑性,用作閥門填料可以防止填料與閥桿的磨損。

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