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氣動低溫法蘭式球閥
最近更新時間：2015-11-16
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氣動低溫球閥產(chǎn)品說明
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
低溫球閥主要適用于乙烯、液化天然氣等化工裝置上，輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)如乙烯、液氧、液氫等。這類介質(zhì)不但易燃易爆，而且在升溫時要氣化、氣化是體積膨脹數(shù)百倍。而且這些介質(zhì)滲透力強，易泄露，加工制造比較困難。
天然氣經(jīng)脫水、精制和冷卻，在－ 163 ℃低溫下壓縮成液化天然氣( Liquefied Natural Gas － LNG) ，節(jié)省儲存和運輸空間，降低儲運成本。因此，LNG具有天然氣的易燃易爆性。閥門對LNG 裝置安全可靠地運行具有極為重要的作用。雖然閥門占LNG 接收站總投資的百分之幾，但在日常維修中要占總維修費用的50% 以上。根據(jù)LNG 設(shè)備事故案例分析，有多起案例因閥門故障和失效造成LNG 泄漏，使整個裝置停機(jī)甚至燃燒爆炸。
LNG 閥門
LNG 裝置上使用的超低溫閥門主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)有JB /T 7749、GB /T 24925、BS 6364、MSS SP－134和MESC SPE77 /200 等。
閥門材料
LNG 閥門正常工作溫度為約－ 163 ℃，在此溫度下，金屬材料將發(fā)生低溫冷脆現(xiàn)象，即強度和硬度升高，塑性和韌性大幅下降，這會嚴(yán)重影響閥門的安全性。為防止材料在低溫下的低應(yīng)力脆斷，閥體和閥瓣等部件常采用奧氏體不銹鋼。如304、304L、316、316L 等，其中316L 穩(wěn)定性。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的強度、韌性、耐腐蝕性和焊接性，線膨脹系數(shù)低。但是奧氏體不銹鋼中S 和P 等雜質(zhì)會降低材料的強度及低溫沖擊韌性，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。
閥體、閥蓋、閥瓣、閥座和閥桿等部件必須進(jìn)行低溫深冷處理，使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體和變形充分后再進(jìn)行精加工，以降低溫度對超低溫閥門密封性能的影響。低溫處理溫度應(yīng)低于材料相變溫度且低于閥門實際工作溫度。處理時間1 ～ 2 h，然后取出自然冷卻到常溫，重復(fù)循環(huán)2 次。
特殊要求
(1) 設(shè)計與工藝
防止LNG 泄漏非常重要。為減少泄漏點，閥體要求鍛造( 或鑄造) 整體成型。端法蘭采用對焊連接，慎用法蘭連接。為保證對焊端面焊后低溫機(jī)械性能，閥體應(yīng)選用低碳奧氏體不銹鋼304L 或316L。對于閥門部件的強度焊接，應(yīng)實施焊接工藝評定。
奧氏體不銹鋼在焊接熱影響區(qū)由于碳化物析出和馬氏體形成，會引起低溫脆性，焊后進(jìn)行固溶處理。閥門部件原材料質(zhì)量要嚴(yán)格控制。與LNG 直接或間接接觸的部件必須進(jìn)行滲透、超聲波或射線等無損檢測，還須深冷處理及－ 196℃ 低溫沖擊試驗。所用奧氏體不銹鋼要求進(jìn)行固溶、退火熱處理供貨。
低溫閥門的閥桿應(yīng)設(shè)計為防吹出結(jié)構(gòu)。低溫工況頻繁操作的閥門，其內(nèi)件應(yīng)能避免引起卡阻、咬合和擦傷等。低溫閥閥體在滿足強度要求時，對不同壁厚的閥體連接應(yīng)逐漸過渡，避免壁厚突變引起應(yīng)力集中。壁厚設(shè)計不當(dāng)會引起焊接裂紋。
低溫閥各部件在溫度和壓力的交變載荷作用下不應(yīng)出現(xiàn)明顯的彈性塑性變形，因此，在閥門設(shè)計過程中，除了對閥體、閥蓋、閥桿和閥瓣進(jìn)行常規(guī)的強度計算外，還應(yīng)采用有限元應(yīng)力分析和抗震分析來確保閥門的可靠性。
(2) 加長閥蓋
低溫閘閥、截止閥、球閥和蝶閥的閥蓋應(yīng)設(shè)計成便于保冷的加長結(jié)構(gòu)( 長頸閥蓋) 。閥蓋的長頸部分可采用與本體材質(zhì)相同的無縫鋼管對焊到閥蓋和填料箱上，焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力。加長閥蓋可使填料函底部的工作溫度高于0℃。如果填料函結(jié)冰，不但影響閥桿的正常操作，而且也會因閥桿的上下運動劃傷填料，造成密封失效。閥桿與長頸部分的間隙應(yīng)按盡可能小的對流熱損失設(shè)計，但間隙對填料函溫度影響很小，閥蓋長度和閥徑厚度是影響填料函溫度的主要因素。加長閥蓋下部焊接滴水盤，可防止冷凝水進(jìn)入保冷層，避免或減少保溫層下腐蝕( CUI) 。
(3) 防異常升壓
當(dāng)球閥和閘閥關(guān)閉時，閥門中腔殘留的LNG 因周圍環(huán)境的相對高溫引起的熱傳遞會快速升溫氣化、壓力急劇升高。過高的氣壓可能導(dǎo)致閥桿密封泄漏、中法蘭密封泄漏、閥體緊固件失效等。高壓泄放通常采用閥門內(nèi)部或外部泄放。內(nèi)部泄放是指閥門進(jìn)口端采用彈性泄放閥座或在閘板( 圖1) 及球體( 圖2) 上開設(shè)泄壓孔連通中腔和管道進(jìn)口端。一旦異常升壓，中腔介質(zhì)泄放至進(jìn)口管道，可保持閥門中腔與管道進(jìn)口段壓力平衡。外部泄放是在中腔閥體外安裝減壓閥，當(dāng)中腔壓力達(dá)到泄放壓力時，中腔介質(zhì)通過減壓閥進(jìn)入泄放氣收集系統(tǒng)。通常，對于DN≤300 的低溫閘閥，在閘板( 球體) 上開設(shè)平衡孔。DN300 以上閥門在閥體外設(shè)旁路減壓閥。
氣動低溫球閥結(jié)構(gòu)特性
1.承壓件的材料能承受介質(zhì)溫度的變化而引起的膨脹、收縮、密封部位的結(jié)構(gòu)在溫度變化時不會產(chǎn)生*的變形。用于-100℃以下工況時，閥門零件在精加工前應(yīng)進(jìn)行深冷處理，即將零件浸放在液氮箱中進(jìn)行冷卻，當(dāng)零件溫度達(dá)到-192℃時，開始保溫1-2h，然后取出箱外自然處理到常溫，重溫循環(huán)2次。
2、使用溫度低于-100℃時，閥桿材料經(jīng)過鍍鉻或氮化處理，提高閥桿表面硬度，提高填料密封的可靠性。
3、閥蓋采用長勁結(jié)構(gòu)，其目的保護(hù)填料函的功能，使填料函處于離低溫較遠(yuǎn)的位置，保證填料的密封效果，同時還可以纏繞保冷材料，防止冷能損失。長頸的頸長可根據(jù)使用溫度和保冷材料的厚度來選擇不同的長度。當(dāng)填料密封效果降低時，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，提高密封性能。
4、低溫球閥具有防止異常升壓結(jié)構(gòu)，由于低溫閥門介質(zhì)氣化后，其體積急劇膨脹，壓力會異常升高，當(dāng)閥門中腔壓力升高時，閥門中腔和進(jìn)口連通，或在閥門進(jìn)口端安置泄壓閥，保證閥門安全使用。
5、低溫球閥用的墊片具有在常溫下、低溫狀態(tài)及溫度變化下能可靠密封性和復(fù)原性
氣動低溫球閥作用
1、流體阻力小,球閥是所有閥類中流體阻力zui小的一種,即使是縮徑球閥,其流體阻力也相當(dāng)小。
2、開關(guān)迅速、方便,只要閥桿轉(zhuǎn)動90°,球閥就完成了全開或全關(guān)動作,很容易實現(xiàn)快速啟閉。
3、密封性能好。球閥閥座密封圈一般采用聚四氟乙烯等彈性材料制造,易于保證密封,而且球閥的密封力隨著介質(zhì)壓力的增加而增大。
4、閥桿密封可靠。球閥啟閉時閥桿只作旋轉(zhuǎn)運動,因此閥桿的填料密封不易被破壞,而且閥桿倒密封的密封力隨著介質(zhì)壓力的增加而增大。
5、球閥的啟閉只做90°轉(zhuǎn)動,故容易實現(xiàn)自動化控制和遠(yuǎn)距離控制,球閥可配置氣動裝置、電動裝置、液動裝置、氣液聯(lián)動裝置或電液聯(lián)動裝置。