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一、低溫閥門的含義

低溫閥門是指能夠在低溫工況下使用的閥門，通常把工作溫度低于-40℃的閥門稱為低溫閥門。低溫閥門是石油化工、空氣分離、天然氣等工業(yè)不可缺少的重要設(shè)備之一，其質(zhì)量的優(yōu)劣決定著能否安全、經(jīng)濟(jì)、持續(xù)地生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，低溫閥門的用途越來越廣，需求也越來越大。

低溫閥門包括低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥、低溫安全閥、低溫止回閥，低溫蝶閥，低溫針閥，低溫節(jié)流閥，低溫減壓閥等，低溫閥門主要用于乙烯，液化天然氣裝置，天然氣LPG LNG儲(chǔ)罐，接受基地及衛(wèi)星站，空分設(shè)備，石油化工尾氣分離設(shè)備，液氧、液氮、液氬、二氧化碳低溫貯槽及槽車、變壓吸附制氧等裝置上。輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產(chǎn)品等，不但易燃易爆，而且在升溫時(shí)要?dú)饣�，氣化時(shí)，體積膨脹數(shù)百倍。

   目前，國(guó)內(nèi)低溫閥門生產(chǎn)能力較差。從材料上看，國(guó)外有CF8、LCB、LF1、F304等十多種，可以適用于不同的溫度和介質(zhì)，且都制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不僅規(guī)定了鑄鍛件的尺寸和外觀質(zhì)量要求，還對(duì)鑄鍛件的化學(xué)成分、熱處理、力學(xué)性能、物理性能、焊補(bǔ)、焊后熱處理、探傷、晶間腐蝕試驗(yàn)（奧氏體鋼）、沖擊試驗(yàn)（低溫閥門）等做了嚴(yán)格的技術(shù)要求。而國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)就相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)一些具體問題的規(guī)定不夠詳細(xì)。此外，國(guó)產(chǎn)低溫閥門在技術(shù)水平、壽命、可靠性、配套能力等方面還與國(guó)外產(chǎn)品存在較大差距，因此目前國(guó)內(nèi)使用的低溫閥門絕大部分依賴進(jìn)口。鑒于國(guó)內(nèi)在低溫閥門研究開發(fā)方面存在的不足，筆者對(duì)低溫閥門進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，現(xiàn)闡述如下。

二、低溫閥門設(shè)計(jì)要求

     低溫閥門工作條件苛刻，其工作介質(zhì)大部分為易燃、易爆、滲透性強(qiáng)的物質(zhì)，最低工作溫度可達(dá)-269℃，最高使用壓力達(dá)10MPa。因此，低溫閥門的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與通用閥門相比有很大的區(qū)別。一般，根據(jù)低溫閥門的使用工況，對(duì)設(shè)計(jì)工作提出以下幾點(diǎn)要求：

  （1）閥門及其組合件在低溫介質(zhì)及周圍環(huán)境溫度下應(yīng)具有長(zhǎng)時(shí)間工作的能力（一般為10年或是3500~5000次循環(huán)）；

   （2）閥門相對(duì)于低溫介質(zhì)，不應(yīng)成為一個(gè)顯著熱源，這是因?yàn)闊崃康牧魅霑?huì)降低熱效率，而且熱量流入過多，還可能使閥門內(nèi)部的低溫介質(zhì)汽化，產(chǎn)生異常升壓，造成危險(xiǎn)；

    （3）低溫介質(zhì)不應(yīng)對(duì)手輪的操作性能和填料的密封性能產(chǎn)生有害影響；

    （4）直接和低溫介質(zhì)接觸的閥門組合件的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)的防爆和防火要求；

    （5）在低溫狀態(tài)下工作的閥門組合件不能潤(rùn)滑，所以需要采取措施，防止摩擦部件被擦傷。

   上述要求應(yīng)當(dāng)貫穿低溫閥門設(shè)計(jì)過程的始終，另外應(yīng)當(dāng)注意到上述要求是對(duì)低溫閥門特有的要求，在低溫閥門的設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)當(dāng)同時(shí)遵守相關(guān)的通用閥門的要求。

三、根據(jù)閥門工作時(shí)的介質(zhì)溫度可分為

1． 普通閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃的閥門。

2． 高溫閥門：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃的閥門。

3． 耐熱閥門：適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門。

4． 低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～ -196℃的閥門。

5． 超低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-196℃以下的閥門。

介質(zhì)溫度低于-40℃～ -196℃的閥門稱之為低溫閥門。