浅谈低温阀的设计及安装要求

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1、浅谈低温阀的设计及安装要求在目前的大中型乙烯装置中，裂解气中氢气、甲烷筹组分的分离多采用深冷分离；在煤制甲醇净化装置中也主要用到深冷分离技术。为满足这一要求，低温阀门被广泛应用，只有了解低温阀的设计要求和特殊结构，在选用和安装的过程中才不会出现问题。低温阀门，特别是超低温阀门，其工作温度极低。在设计这类阀门时，除了应遵循一般阀门的设计原则外，还有一些特殊的要求。1低温阀门的设计要求根据使川条件，低温阀的设计有下列要求：1.1阀门不应成为低温系统的一个显著热源。这是因为热量的流入除降低热效率外，如流入过多，述会使内部流体急速蒸发，产主异常升压，造

2、成危险。1.2低温介质不应对手轮操作及填料密封性能产生有害的影响。1.3直接与低温介质接触的阀门组合件应具有防爆和防火结构。1.4在低温下工作的阀门组合件无法润滑，所以需耍采取结构措施，以防止摩擦件擦伤。2低温阀的材料选丿U2.1低温阀主体材料2.1.1主体材料选用应考虑的因素从金相考虑，金属材料中除了具有面心立方晶格的奥氏体钢、铜、铝等以外，一般的钢材在低温状态下会出现低温脆性，从而降低阀门的强度和使用寿命。选择主体材料时首先要选用适合于低温下工作的材料。铝在低温下不会出现低温脆性，但因铝及铝合金的硬度不高，铝密封而的耐磨、耐擦伤性能差，所以

3、在低温阀门中的使用有一定的限制，仅在低压和小口径阀中选用。除此以外,低温阀门的材料选用还应考虑以下一些因索：1）阀门的最低使用温度；2）金属材料在低温下保持工作条件所需要的力学性能，特别是冲击韧性、相对延伸率及组织稳定性;3）在低温及无汕润滑的情况卜，具有良好的耐磨性；4）具有良好的耐蚀性；5）采用焊接连接吋还需考虑材料的焊接性能。2.1.2阀体、阀盖、阀座、阀瓣（闸板）材料的选用这些主体零部件材料的选用原则大致是：温度高于-ioo°c时选用铁素体钢；温度低于-ioo°c时选川奥氏体钢；低压及小口径阀门可选川铜和铝等材料。设计时根据最低使川温度

4、选择适当的材料。2.1.3阀杆及紧固件的材料选用温度高于-100°C时，阀杆和螺栓材料采用Ni、，Cr-Mo等合金钢，经适当的热处理，以提高抗拉强度和防止螺纹咬伤等。温度低于・100°C时，采用奥氏体不锈耐酸钢制造。但18・8耐酸钢硕度低，会造成阀杆与填料相互擦伤，致使填料处泄漏。所以，阀杆表面必须镀破钻（镀层厚0.04-0.06mm）,或进行氮化和镀银磷处理，以提高表而碾度。为防止螺母与螺栓咬死，螺母一般采川Mo钢或Ni钢，同时在螺纹表面涂二硫化钳。2.2低温阀垫片、填料材料的选用在低温阀门设计中，一方面由结构设计来保证使填料处于接近环境温度

5、下工作，例如，采用长颈阀盖结构，使填料函离低温介质尽量远些，另一方面在选择填料时要考虑填料的低温特性。低温阀中一般采用浸渍聚四氟乙烯的石棉填料。柔性石墨是新近发展起來的一种优良的密封材料。低温阀门也可采川无填料的波纹管密封结构，通常情况下使川多层波纹管。低温阀门用热片必须在常温、低温及温度变化下具有可靠的密封性和复原性。由于热片材料在低温下会硕化和降低塑性，所以应选择性能变化小的敖片材料。使用温度为・200°C,低温最高使用压力3MPa时，采用长纤维白石棉的石棉橡胶板。使用温度为・200°C,最高使用压力5MPa时，采用耐酸钢带夹石棉缠制而成的

6、缠绕式梨片，或聚四氟乙烯和耐酸钢带绕制而成的缠绕式建片。柔性石墨与耐酸钢绕制而成的缠绕式梨片川于・200°C的低温阀门上比较理想。3低温阀门的特殊结构低温阀门主要有闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、止回阀等型式，其主要结构与一般阀门大致相同。3.1阀体阀体应能充分承受温度变化而引起的膨胀、收缩。而口阀座部位的结构不会因温度变化而产牛永久变形。3.2阀盖采用长颈阀盖结构。其目的在于能起保护填料函的功能。因为填料函的密封性是低温阀的关键之一。该处如有泄漏。将降低保冷效果，导致液化气体气化。这是因为在低温状态下随着温度的降低，填料弹性逐渐消失，防漏性能随之卜

7、降，由于介质渗漏造成填料与阀杆处结冰，影响阀杆止常操作，同时也会因阀杆上下移动而将填料划伤，引起严重泄漏。所以低温阀门必须采用长颈阀盖结构形式。此外，长颈结构还便于缠绕保冷材料，防止冷能损失。3.3阀瓣闸阀采川挠性闸板或开式闸板；截止阀的平阀座及针形阀，采川塞了形的阀瓣。这些结构形式不论温度如何变化，均能保持可靠的密封。3.4阀杆阀杆需镀珞、镀银磷或经氮化处理，以提高阀杆表面硬度，防止阀杆与填料、填料床套（压盖）相互咬死，损坏密封填料，造成填料函泄漏。3.5垫片梨片选用要考虑热片材料的低温性能，如压缩冋弹性、预紧力、紧固压力分布以及应力松弛特性

8、等。3.6填料函及填料填料函不能与低温段直接接触，而设在长颈阀盖顶端，使填料函处丁离低温较远的位置,在0°C以上的温度环境下工作。这样，提高了填料函的