石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求

　　在目前的大中型乙烯裝置中，裂解氣中氫氣、甲烷等組分的分離多采用深冷分離;在煤制甲醇凈化裝置中也主要用到深冷分離技術(shù)。為滿足這一要求，低溫閥門被廣泛應(yīng)用，只有了解低溫閥的設(shè)計要求和特殊結(jié)構(gòu)，在選用和安裝的過程中才不會出現(xiàn)問題。低溫閥門，特別是超低溫閥門，其工作溫度極低。在設(shè)計這類閥門時，除了應(yīng)遵循一般閥門的設(shè)計原則外，還有一些特殊的要求。

1、石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求低溫閥門的設(shè)計要求

　　根據(jù)使用條件，低溫閥的設(shè)計有下列要求：美標(biāo)低溫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(zhuǎn)桿式（手輪與閥桿一起旋轉(zhuǎn)升降，螺母設(shè)在閥體上）。
美標(biāo)低溫截止閥只適用于全開和全關(guān)，不允許作調(diào)節(jié)和節(jié)流。
美標(biāo)低溫截止閥,其工作溫度極低。在設(shè)計這類閥門時，除了應(yīng)遵循一般閥門的設(shè)計原則外，還有一些特殊的要求。
適用溫度：-45～-197
適用介質(zhì)：液氯、液氨
柔性石墨填料使用溫度范圍為200～870℃。

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求特點：
1、產(chǎn)品的設(shè)計制造符合美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI B16.34，英國BS1873等標(biāo)準(zhǔn)要求
2、閥體外型為桶形或流線形，造型美觀，流道形狀為直通式，流體阻力小。
3、關(guān)閉件（閥瓣）與閥座密封面采用錐面密封，關(guān)閉力小，耐沖刷，密封可靠。
4、閥座可為更換式閥座，可任意組合與關(guān)閉件密封面材料的配對，以滿足工況要求，延長使用壽命。
5、大口徑、高壓力截止閥根據(jù)關(guān)閉力的需要閥桿的傳動方式采用升降式，并配有滾動軸承式采用撞擊式手輪以減輕關(guān)閉力。
6、主體材料，內(nèi)件材料、填料、墊片、緊固件的材料可按用戶要求或?qū)嶋H工況條件合理組合。

　　1.1、閥門不應(yīng)成為低溫系統(tǒng)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(nèi)部流體急速蒸發(fā)，產(chǎn)生異常升壓，造成危險。

　　1.2、低溫介質(zhì)不應(yīng)對手輪操作及填料密封性能產(chǎn)生有害的影響。

　　1.3、直接與低溫介質(zhì)接觸的閥門組合件應(yīng)具有防爆和防火結(jié)構(gòu)。

　　1.4、在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑，所以需要采取結(jié)構(gòu)措施，以防止摩擦件擦傷。

2、石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求低溫閥的材料選用

　　2.1、低溫閥主體材料

　　2.1.1、主體材料選用應(yīng)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(tài)下會出現(xiàn)低溫脆性，從而降低閥門的強(qiáng)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(xiàn)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中選用。除此以外，低溫閥門的材料選用還應(yīng)考慮以下一些因素：

　　1)閥門的使用溫度;

　　2)金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學(xué)性能，特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩(wěn)定性;

　　3)在低溫及無油潤滑的情況下，具有良好的耐磨性;

　　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。

　　2.1.2、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(shè)計時根據(jù)使用溫度選擇適當(dāng)?shù)牟牧稀?/p>

　　2.1.3、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(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚恚蕴岣呖估瓘?qiáng)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(jìn)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。

　　2.2、低溫閥墊片、填料材料的選用

　　在低溫閥門設(shè)計中，一方面由結(jié)構(gòu)設(shè)計來保證使填料處于接近環(huán)境溫度下工作，例如，采用長頸閥蓋結(jié)構(gòu)，使填料函離低溫介質(zhì)盡量遠(yuǎn)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(fā)展起來的一種優(yōu)良的密封材料。低溫閥門也可采用無填料的波紋管密封結(jié)構(gòu)，通常情況下使用多層波紋管。低溫閥門用墊片必須在常溫、低溫及溫度變化下具有可靠的密封性和復(fù)原性。由于墊片材料在低溫下會硬化和降低塑性，所以應(yīng)選擇性能變化小的墊片材料。使用溫度為-200℃，低溫最高使用壓力3MPa時，采用長纖維白石棉的石棉橡膠板。使用溫度為-200℃，最高使用壓力5MPa時，采用耐酸鋼帶夾石棉纏制而成的纏繞式墊片，或聚四氟乙烯和耐酸鋼帶繞制而成的纏繞式墊片。柔性石墨與耐酸鋼繞制而成的纏繞式墊片用于-200℃的低溫閥門上比較理想。

3、石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求低溫閥門的特殊結(jié)構(gòu)

　　低溫閥門主要有閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、止回閥等型式，其主要結(jié)構(gòu)與一般閥門大致相同。

3.1、閥體

　　閥體應(yīng)能充分承受溫度變化而引起的膨脹、收縮。而且閥座部位的結(jié)構(gòu)不會因溫度變化而產(chǎn)生變形。

3.2、閥蓋

　　采用長頸閥蓋結(jié)構(gòu)。其目的在于能起保護(hù)填料函的功能。因為填料函的密封性是低溫閥的關(guān)鍵之一。該處如有泄漏。將降低保冷效果，導(dǎo)致液化氣體氣化。這是因為在低溫狀態(tài)下隨著溫度的降低，填料彈性逐漸消失，防漏性能隨之下降，由于介質(zhì)滲漏造成填料與閥桿處結(jié)冰，影響閥桿正常操作，同時也會因閥桿上下移動而將填料劃傷，引起嚴(yán)重泄漏。所以低溫閥門必須采用長頸閥蓋結(jié)構(gòu)形式。此外，長頸結(jié)構(gòu)還便于纏繞保冷材料，防止冷能損失。

3.3、閥瓣

　　閘閥采用撓性閘板或開式閘板;截止閥的平閥座及針形閥，采用塞子形的閥瓣。這些結(jié)構(gòu)形式不論溫度如何變化，均能保持可靠的密封。

3.4、閥桿

　　閥桿需鍍鉻、鍍鎳磷或經(jīng)氮化處理，以提高閥桿表面硬度，防止閥桿與填料、填料壓套(壓蓋)相互咬死，損壞密封填料，造成填料函泄漏。

3.5、墊片

　　墊片選用要考慮墊片材料的低溫性能，如壓縮回彈性、預(yù)緊力、緊固壓力分布以及應(yīng)力松弛特性等。

3.6、填料函及填料

　　填料函不能與低溫段直接接觸，而設(shè)在長頸閥蓋頂端，使填料函處于離低溫較遠(yuǎn)的位置，在0℃以上的溫度環(huán)境下工作。這樣，提高了填料函的密封效果。在泄漏時，或當(dāng)?shù)蜏亓黧w直接接觸填料造成密封效果下降時，可以從填料函中間加入潤滑脂形成油封層，降低填料函的壓差，作為輔助密封措施。填料函多采用帶有中間金屬隔離環(huán)的二段填料結(jié)構(gòu)。但也有的采用一般閥門填料函結(jié)構(gòu)和閥桿能自緊的二重填料函結(jié)構(gòu)等其他型式。

3.7、上密封

　　低溫閥都設(shè)上密封座結(jié)構(gòu)，上密封面要堆焊鈷鉻鎢硬質(zhì)合金，精加工后研磨。

3.8、閥座、閥瓣(閘板)密封面

　　低溫閥的關(guān)閉件采用鈷鉻鎢硬質(zhì)合金堆焊結(jié)構(gòu)。軟密封結(jié)構(gòu)由于聚四氟乙烯膨脹系數(shù)大，低溫變脆，所以僅適用于溫度高于-70℃的低溫閥，但聚三氟乙烯可用于-162℃的低溫閥。

3.9、中法蘭螺栓

　　3.9.1、螺栓應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，這是因為螺栓在反復(fù)載荷下工作，常會因疲勞而產(chǎn)生斷裂。

　　3.9.2、因螺栓在螺紋根部易引起應(yīng)力集中，所以最好采用全螺紋結(jié)構(gòu)的螺栓。

　　3.10、預(yù)防異常升壓的措施

　　閥門關(guān)閉后，閥腔內(nèi)會殘留一些液體。隨著時間的增加，這些殘留在閥腔里的液體會漸漸吸收大氣中的熱量，回升到常溫并重新氣化。氣化后，其體積激劇膨脹，約增加600倍之多，因而產(chǎn)生的壓力，并作用于閥體內(nèi)部。這種情況稱為異常升壓，這是低溫閥門的現(xiàn)象。發(fā)生異常升壓現(xiàn)象時，會使閘板緊壓在閥座上，導(dǎo)致閘板不能開啟。這時，高壓會將中法蘭墊片沖出或沖壞填料;也可能引起閥體、閥蓋變形，使閥座密封性顯著下降;甚至閥蓋破裂，造成嚴(yán)重事故。為防止異常升壓現(xiàn)象發(fā)生，一般低溫閥門在結(jié)構(gòu)上采用以下措施：

　　3.10.1、設(shè)置泄壓孔，又稱壓力平衡孔或排氣孔，即在彈性閘板或雙閘板進(jìn)口側(cè)鉆一小孔，作為閥體內(nèi)腔和進(jìn)口側(cè)的壓力平衡孔。當(dāng)閥腔壓力升高時，氣體可以通過小孔排出。這種方法比較簡單，目前已被廣泛采用。采用泄壓孔防止異常升壓，在閥體設(shè)計時，應(yīng)有指示流體流向的箭頭;安裝時，要注意泄壓孔的位置，保證泄壓孔通向介質(zhì)進(jìn)口的一側(cè)，泄壓孔開設(shè)在閘板上時，更要注意。泄壓孔開設(shè)的位置視閥門結(jié)構(gòu)而定，有的在閥體上;有的在閘板上。

　　3.10.2、在閥門上設(shè)置引出管或安裝安全閥以排出異常高壓。一般是在閥蓋上裝一只安全閥。當(dāng)壓力升高到某一定值時，安全閥開啟，排放出異常高壓，保證閥體安全。也可在閥體下部安裝排氣閥，將閥體中腔內(nèi)的殘液排盡，以預(yù)防異常升壓的發(fā)生。

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

壓力測試

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求零部件材料

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求150LB外形連接尺寸

300LB外形連接尺寸

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求600LB外形連接尺寸

4、石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求低溫閥的安裝要求

　　了解了低溫閥的設(shè)計要求及特殊結(jié)構(gòu)，在具體的安裝過程中要遵循如下原則：

　　4.1、當(dāng)流體是液體時，低溫閥的閥桿應(yīng)向上安裝，防止閥門關(guān)閉后，閥腔內(nèi)會殘留一些液體，液體氣化造成異常升壓，閘板無法開啟。而且低溫閥的閥桿較長，安裝時應(yīng)引起重視。

　　4.2、有泄壓孔的低溫閘閥，應(yīng)在閥體上標(biāo)記泄壓孔方向，并注意標(biāo)記不應(yīng)被保冷層覆蓋。見圖1。

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求低溫閥門的安裝要求

因為低溫閥門的特殊結(jié)構(gòu)，低溫閥門的安裝亦有其特殊要求。因為低溫閥門的長頸閥蓋結(jié)構(gòu)特點，低溫閥門在安裝時閥桿閥桿方向必須在垂直向上的 45 度角范圍內(nèi)，且應(yīng)盡量避免安裝在垂直管線上。否則低溫介質(zhì)將充滿閥蓋的加長部分，造成閥門填料失效，并會將冷量傳給閥門手柄，給操作人員帶來人身傷害。對于有泄壓結(jié)構(gòu)的低溫閥門，在安裝閥門時，要特別注意閥門泄壓方向的要求。閥門泄壓的方向應(yīng)在工藝流程圖上標(biāo)出，并體現(xiàn)在管道軸測圖中（這點極其重要，極其重要，極其重要），若是有必要設(shè)置泄壓孔而沒有設(shè)置，閥門關(guān)閉后，閥腔內(nèi)的液體受熱氣化，極易造成閥體爆裂。而泄壓的方向裝錯，則可能將可燃或有毒工藝介質(zhì)，泄向操作檢修側(cè)，造成人員傷亡事故！

低溫閥門制造

對所生產(chǎn)的低溫閥門制定了嚴(yán)格的制造工藝和采用專用設(shè)備，對零件的加工進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。經(jīng)特殊的低溫處理，將粗加工的零件置于冷卻介質(zhì)中數(shù)小時（2-6小時），以釋放應(yīng)力，確保材料的低溫性能，保證精加工尺寸，以防閥門在低溫工況時，因溫度變化造成變形而導(dǎo)致的泄漏。閥門的裝配與普通閥門也不同，零件需經(jīng)過嚴(yán)格的清洗，除去任何油污，以保證使用性能。

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求低溫閥門檢驗

低溫閥門除常溫和低溫試驗外 , 還應(yīng)進(jìn)行如下檢驗

1,超低溫閥門的主要零件都應(yīng)進(jìn)行深冷處理

2, 主要零件及焊縫都應(yīng)做低溫沖擊試驗 , 以保證閥門在低溫工況時不脆裂 ;

3, 閥門必須進(jìn)行常溫試驗 , 先進(jìn)行1.5 倍公稱壓力水壓強(qiáng)度試驗 ,再進(jìn)行 1.1 倍公稱壓力密封試驗 ;

4, 水壓試驗后閥門必須清除水分 , 無油脂 , 并保持干燥 ;

5, 每批低溫閥門都應(yīng)按一定的比例抽樣進(jìn)行低溫試驗 , 低溫試驗必須在經(jīng) 1.5 倍的水壓強(qiáng)度試驗之后進(jìn)行 ;

6 ,閥門低溫試驗后，應(yīng)防止空氣進(jìn)入閥門中；

7, 閥門低溫試驗后 , 應(yīng)自然升溫或用風(fēng)扇吹風(fēng) ,嚴(yán)禁用加熱等方法加速閥門升溫；

8 ,閥門低溫試驗自然升溫后 , 將閥門緊固件再次上緊；

9, 閥門入庫時 , 一定要檢查閥門開關(guān) , 確保閥門處于合理狀態(tài) ;

10,閥門儲存和運輸過程中 , 應(yīng)注意不銹鋼類與碳鋼類閥門分開 , 且做好防塵、 防水 、防油和防碰傷 ;

11 ,閥門的流向 、 泄壓方向和銘牌等 ,應(yīng)按照設(shè)計單位要求進(jìn)行檢査。

低溫截止閥是一種專門用于低溫環(huán)境下的閥門，主要用于控制介質(zhì)的流動。正確的安裝和使用低溫截止閥可以確保閥門的正常工作，提高設(shè)備的可靠性和安全性。下面我們來介紹一下低溫截止閥的正確安裝和使用方法。

首先，在安裝低溫截止閥之前，需要檢查閥門的外觀是否完好無損，閥體和閥蓋之間的連接是否緊密，閥座密封是否完好。如果發(fā)現(xiàn)有任何損壞或缺陷，應(yīng)及時更換或修復(fù)。

石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求其次，在安裝低溫截止閥時，需要注意以下幾點：

1. 閥門應(yīng)安裝在管道上，安裝位置應(yīng)符合設(shè)計要求，閥門的開啟方向應(yīng)與介質(zhì)流動方向一致。

2. 在安裝過程中，應(yīng)避免過度擰緊螺栓，以免損壞閥門的密封性能。

3. 在安裝閥門前，應(yīng)先對管道進(jìn)行清潔和處理，確保管道內(nèi)沒有雜物和污物，防止影響閥門的正常使用。

4. 安裝完成后，應(yīng)先關(guān)閉閥門，然后逐步打開排氣閥，將管道內(nèi)的空氣排盡，避免管道內(nèi)的氣泡影響閥門的正常工作。

在使用低溫截止閥時，也需要注意以下幾點：

1. 定期檢查閥門的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，確保閥門的密封性能。

2. 避免頻繁開關(guān)閥門，以免損壞閥門的密封面和閥座。

3. 在使用過程中，應(yīng)注意閥門的溫度范圍，避免超出其溫度范圍使用，以免影響閥門的正常工作。

4. 閥門使用結(jié)束后，應(yīng)將閥門關(guān)閉，盡量避免介質(zhì)在管道內(nèi)停留，以免影響閥門的密封性能。

總的來說，正確安裝和使用低溫截止閥可以確保閥門的正常工作，提高設(shè)備的可靠性和安全性。希望以上內(nèi)容對您有所幫助。

5、石油化工美標(biāo)法蘭式低溫截止閥設(shè)計要求結(jié)論

　　隨著石油化工裝置越來越大型化，如何降低能耗，節(jié)省投資成為一個主要問題。低溫閥門在整個裝置中占有相當(dāng)比例且費用較高，那么更好的選擇低溫閥門，正確的安裝低溫閥門至關(guān)重要。