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进口超低温阀门原理|超低温阀门标准|超低温阀门

发布时间:2020-09-16 17:35:37 来源:德国阀门品牌 作者:WODE 点击:

  所谓低温阀门,顾名思义,就是适合在低温条件下工作的阀门。在阀门工业中,倾向于-40℃的阀门称为低温阀门。超低温阀门在-196℃使用,一般用于液氦、液氢、液化天然气、空气分离等低温系统。使用的介质是低温流体,如液氦、液氢、液化天然气、液氮和液氧。在低温条件下,传统的金属硬密封和非金属软密封不能满足密封要求。为了保证低温阀门在低温下安全可靠地运行,低温阀门的设计和制造有一些特殊的考虑和要求。

  进口超低温阀门原理:

  阀门在超低温条件下使用,介质温度很低,金属材料在低温下会冷脆,强度和硬度会大大提高,塑性和韧性会大大降低,直接影响阀门的性能和安全性。如果使用普通阀门,低温会冻结阀门填料函中的填料,不能起到密封作用。这样,阀门需要从阀盖上的密封座加长到填料函底部。有足够的隔离空间和散热距离,阀体内的低温介质不会把填料冻死。

  在超低温条件下,阀杆和阀体只能采用填料函或波纹管结构。波纹管的使用有很多限制,一般采用填料函密封的结构。填料函密封结构加工简单,维护方便,但在<-40℃时无法保证密封效果,所以超低温阀门总是尽量使填料函远离物料,选择具有低温特性的填料。

  进口超低温阀门的选择;

  阀体:温度高于-100℃时可用铁素体不锈钢,低于-100℃时可用奥氏体不锈钢,低压小口径阀门可用铜合金或铝合金。

  阀杆:由奥氏体不锈钢和耐酸钢制成,需要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)或氮化以提高表面硬度。

  垫片:当使用温度高于-196℃,低温下最大使用压力为3MPa时,可使用石棉长纤维制成的石棉橡胶板;当使用温度高于-196℃,低温下最大使用压力为5mA时,可采用不锈钢带石棉缠绕垫片、不锈钢带聚四氟乙烯缠绕垫片或不锈钢带膨胀石墨缠绕垫片。

  紧固件:当温度高于-100℃时,螺栓材料采用镍、铬钼等合金钢,需进行适当的热处理,防止咬螺纹;当温度低于-100℃时,奥氏体不锈钢可用作螺栓材料。螺母材料一般为钼钢或镍钢,螺纹表面涂有二硫键。

  超低温阀门设计标准:

  1.设计:API6D,JB/T7749。

  2.阀门的常规检查和试验:根据API598标准。

  3.阀门的低温检查和试验:根据JB/T7749。

  4.驱动方式:手动、锥齿轮驱动、电动。

  5.阀座类型:阀座采用焊接结构,密封面采用钴基硬质合金硬面,保证阀门的密封性能。

  6.闸板为弹性结构,进口端设计有泄压孔。

  7.单向密封阀体标有流向标志。

  8.低温球阀、闸阀和截止阀采用长颈结构来保护填料。

  低温阀门的填料部分都是凸起的,也就是阀杆加长,是指可以在低温条件下使用的阀门。一般工作温度低于-40℃的阀门称为低温阀门。低温阀门是石油化工、空分和天然气工业中不可缺少的重要设备之一,其质量决定了能否安全、经济、连续生产。随着现代科学技术的发展,低温阀门的应用越来越广泛,需求也越来越大。

  低温阀门的一般设计要求。

  低温阀门的工作条件恶劣,其工作介质多为易燃、易爆、渗透性物质。最低工作温度可达-269℃,最高工作压力可达10MPa。因此,低温阀门的设计、制造和检验与一般阀门有很大的不同。通常,根据低温阀门的使用条件,对设计工作提出以下要求:

  (1)阀门及其组件应具有在低温介质和环境温度下长期工作的能力(一般为10年或3500~5000次循环);

  (2)与低温介质相比,阀门不应是显著的热源,因为热量的流入会降低热效率,热量的过量流入也可能使阀门内部的低温介质汽化,导致压力异常上升,出现危险;

  (3)低温介质不应对手轮的运行性能和填料的密封性能产生有害影响;

  (4)与低温介质直接接触的阀门组件的结构应符合相关的防爆和防火要求;

  (5)低温工作的阀门组件不能润滑,应采取措施防止摩擦部件被划伤。

  上述要求应贯穿低温阀门的设计过程。此外,需要注意的是,上述要求是低温阀门独有的,在低温阀门的设计过程中也要遵守相关通用阀门的要求。

  低温阀门技术水平评价指标。

  在低温阀门的设计过程中,除了低温阀门的流量、流阻等一般要求外,还应考虑其他一些指标,以便更好地评价低温阀门的技术水平。通常通过衡量能耗是否合理来评价低温阀门的技术水平。主要评价指标如下。

  1.低温阀门的绝热性能。

  低温阀的绝热能力可以通过进入低温介质的热通量Q1和通过的低温介质的质量比来测量。但当介质类型不变,只有流量变化时,其值会发生变化。因此,用这种方法作为评价低温阀门绝热能力的指标显然是不合适的。指标KT可以统一对比。

  2.低温阀门的冷却性能。

  低温阀门的冷却性能是指低温阀门从常温冷却到工作温度的能力。这种性能可以通过阀门在上述过程中消耗的能量,即阀门在上述过程中传递给低温介质的热量Q2来衡量。冷却性能指标对周期性工作的低温阀门具有重要意义。然而,仅靠Q2测量低温阀门的冷却性能是不够的。

  3.低温阀门启闭密封的工作性能。

  在低温下,密封件的性能经常受损。为了实现可靠的密封,需要采用合理的密封结构或增加密封比压。与泄漏相关的参数可用于测量低温阀门的密封能力。

  4.低温阀门表面不结冰的情况。

  低温阀门工作时,其表面不应冷凝,也不应冻结。阀门外表面是否结冰,首先取决于环境空气温度与零件表面温度之差δT1,其次取决于空气的露点温度。事实上,在任何天气条件下都很难完全消除冷凝。但如果δT1满足一定条件,结冰的可能性会大大降低,阀面不结冰的条件是δT1≤5℃。

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