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LNG石化低溫閥門選材分析

本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種閥桿與閥蓋之間的填料磨損后出現泄漏時，可進行自動注脂密封，維護方便、密封性能可靠、防止閥腔出現異常升壓現象的低溫閘閥。隨著現代石油化工、煤化工和制冷工業的快速發展，低溫閥門的使用越來越廣泛，用量也越來越多。因此正確合理地使用低溫閥門引起人們關注。低溫閥門的使用除了一般常規閥門的使用要求之外，還有一些特殊要求需要注意。低溫閥門一般是指哪些溫度低于-29℃下工作的閥門，有的低溫閥門能在溫度降至-196℃的情況下輸送液化氣體(諸如：氮氣、氧氣和天然氣之類的介質)，還能保證正常工作。

隨著工作介質溫度的降低，低溫閥門所使用的材料和結構與常規通用閥門也有區別，特別是超低溫閥門(t<-100℃)，不僅選材要適當，而且要有特殊的結構。為了減少由外界傳向關閉件的熱流，操作部件與有絕熱裝置的閥體要移開一定的距離。所以低溫閥門的閥蓋頸部都很長。超低溫閥是在從外界溫度起，直到超低溫的復雜條件下工作的。而且要不間斷地發揮其功能。關閉件的密封通常靠在密封圈上形成必須的接觸壓力來保證，但如果傳動裝置的作用力是固定的，密封圈的強度在工作溫度范圍內就可能不同，當然密封圈材料的性能，特別是聚合材料的性能也就不同。因此，超低溫閥門對密封圈有嚴格的要求，通常選用硬質合金(STL)材料較好。

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超低溫閥在關閉件的開啟速度方面收到相當的限制。雖然采用了絕熱措施，在有限范圍內還是有熱流，導致系統中的個別地方產生液相。因此，在閥門快速開啟時，液體可能獲得很大的速度，一旦遇到像閥門這樣的障礙或阻力就將產生水擊，這是在使用中要注意的。

一般用于制冷技術，介質為氮或氟利昂的冷凍劑，過去常用鑄鐵閥門，其適用溫度為-28～150℃之間，現在采用較少，但閥門用鐵素體球墨鑄鐵有增長趨勢。這是因為鐵素體球墨鑄鐵具有較好的沖擊韌性、耐磨性和耐腐蝕性能。

一般碳鋼(WCB)材質的閥門，其使用溫度為-29～150℃;也有低溫碳鋼(LCB、LC1、LC2)，其使用溫度為-46～-73℃;奧氏體不銹鋼(304、316)是性能優良的耐低溫鋼，其使用溫度為-196℃以下，有的為-254℃。

一般低溫閥門關閉件，在閥體上的選用金屬密封閥座，在閥瓣上選用氟塑料(F4)，在結構上沒有什么特殊要求與常規通用閥門差不多。根據溫度和介質合理選用。

本實用新型的技術方案包括閥體、閘板、閥桿、閥蓋、手輪、密封件和安裝件，閘板采用楔形閘板，閥桿下端與閘板連接，閥桿上端穿過閥桿螺母與手輪固定連接，在閥蓋與閥桿之間安裝填料密封函，閥蓋采用加長頸結構；主要是填料密封函采用上填料和下填料組成雙重壓緊密封結構，在上填料和下填料之間設置真空環，真空環內腔連通自動注脂裝置，上填料的上端設有填料自動補償裝置；所述自動注脂裝置由安裝在下填料和真空環之間的信號傳感器和注脂電磁閥組成，信號傳感器的控制信號串聯在注脂電磁閥的電源電路中；所述填料自動補償裝置由安裝在填料壓蓋和填料壓板之間的蝶簧組成；閥體中腔與閥體進口通道之間設有泄壓通道。

LNG石化低溫閥門選材分析

在以上技術方案中，泄壓通道采用在楔形閘板四周端面中心制造環形凹槽和閘板上制造連通環形凹槽與閥體進口通道的泄壓孔組成。低溫閥使用的材料種類比較多，普通材料：如碳鋼(WCB)會隨著溫度降低而變脆。選擇材料是：奧氏體不銹鋼、青銅和銅鎳合金，這些材料都不會發生脆裂現象，能夠保證正常使用。經驗表明，奧氏體不銹鋼、青銅、銅鎳合金是韌性和強度材料。所以一些重要部位的低溫閥，如：截止閥、安全閥、調節閥、止回閥等都選擇這類材料。

生產經驗告訴我們，即使是奧氏體不銹鋼、青銅和銅鎳合金，其制成品如果不經過適當的低溫處理，當閥門在低溫運行時，內件會因低溫造成材料相變而變形，導致閥門泄漏。

低溫閥門在裝配過程中，由于法蘭連接的墊片、連接螺栓及連接件材質不同，造成各種材料之間的收縮，不同步產生松弛而導致泄漏。所以低溫閥門，尤其是-196℃以下使用的低溫閥門，其連接方法最好采用焊接連接

低溫閥門的填料墊片，一般多數采用F4，因其自潤滑性好、摩擦系數小、又具有*的化學穩定性。因此受到廣泛使用，但F4也有不足之處，一是冷流傾向大，二是線膨脹系數大，在低溫下產生冷縮導致滲漏，造成閥桿處大量結冰，從而使閥門開啟失靈。所以只在一般低溫工況下使用。如遇超低溫工況，應選擇柔性石墨編織填料，或不銹鋼與柔性石墨纏繞墊料。有些低溫閥門在運行中，常發現閥門的傳動部位發生粘滯。咬合現象時有發生，主要原因是：配對材料選擇不合理預留冷間隙過小，以及加工精度等原因所致。在使用過程中發現類似問題，要及時向供貨商提出，改進結構設計更換合適的軸承(軸套)材料。