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LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范

1閥門作為承壓設(shè)備的一類，具有潛在的壓力危害和因發(fā)生介質(zhì)泄漏而產(chǎn)生爆炸性氣體。從安全的角度出發(fā)，用戶使用前應(yīng)閱讀本說(shuō)明書(shū)，從中可知：在設(shè)計(jì)和制造中已考慮了安全因素，用戶應(yīng)根據(jù)的基本健康及安全要求進(jìn)行操作。低溫截止閥采用不銹鋼材質(zhì)制造，經(jīng)過(guò)低溫深冷處理，以承受低溫環(huán)境下的條件。其閥體、閥瓣等關(guān)鍵部件通常選用耐低溫、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料，確保閥門在液氮、液氧等介質(zhì)中具有良好的密封性和耐用性。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，進(jìn)口低溫截止閥采用緊湊的構(gòu)造，以減小閥門在低溫環(huán)境中的熱損失。同時(shí)，閥門內(nèi)部采用優(yōu)化的流道設(shè)計(jì)，降低流體在閥門中的阻力，提高流體的流通效率。連接采用焊接和法蘭兩種連接形式。此外，低溫截止閥還具備良好的操作性能。其啟閉部件設(shè)計(jì)合理，操作靈活輕便，即使在低溫環(huán)境下也能保持順暢的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。同時(shí)，閥門還配備了可靠的密封結(jié)構(gòu)，有效防止介質(zhì)泄漏，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。低溫截止閥在液氮、液氧等低溫介質(zhì)的應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)異的性能和可靠性。它們能夠滿足各種低溫流體控制系統(tǒng)的需求，為工業(yè)領(lǐng)域的低溫流體傳輸和儲(chǔ)存提供可靠的保障。

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(qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性大幅下降，這會(huì)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(qiáng)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(huì)降低材料的強(qiáng)度及低溫沖擊韌性，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。

截止閥,電動(dòng)截止閥閥體、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(duì)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(shí)際工作溫度。處理時(shí)間1 ～ 2 h，然后取出自然冷卻到常溫，重復(fù)循環(huán)2 次。工藝系統(tǒng)閥門應(yīng)滿足輸送LNG的壓力和流量要求，同時(shí)必須具備耐-196℃的低溫性能。常用的LNG閥門主要有增壓調(diào)節(jié)閥、減壓調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、低溫截止閥、安全閥、止回閥等。閥門材料為0Cr18Ni9。

2．LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范基本健康及安全要求和解決方案
2．1 設(shè)計(jì)思路：

——此類閥門為超低溫截止閥，適用于特定工況；

——此類截止閥按BS1873、SHELL MESC SPE 77/200設(shè)計(jì)，并按ASME B16.34的溫壓等級(jí)規(guī)定具有足夠的強(qiáng)度，此類閥門已獲得歐共體檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的形式批準(zhǔn)；DJ61Y焊接低溫截止閥有二種閥蓋設(shè)計(jì)形式。第一種是螺栓式閥蓋，按這種設(shè)計(jì)形式設(shè)計(jì)的閥門，其閥體與閥蓋用螺栓螺母連接，纏繞式墊片 (31 6夾柔性石墨制造)密封?？蛻粲刑厥庖髸r(shí)也可采用金屬環(huán)連接。第二種設(shè)計(jì)形式是焊接式閥蓋，按這種設(shè)計(jì)形式的閥門，其閥體與閥蓋用螺紋連接，全焊密封?？蛻粲刑厥庖髸r(shí)也可采用全焊逶連接。閘閘、截止閥、球閥都可設(shè)計(jì)成低溫閥。為了能在-196℃(320oF)的低溫下使用，一般將閥門設(shè)計(jì)成加長(zhǎng)式閥蓋。 

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范產(chǎn)品特點(diǎn)

1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造按ANSIB16.34、E101標(biāo)準(zhǔn)，可與進(jìn)口設(shè)備配備使用。
2、閥門中腔采用壓力自緊式密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔壓力越高密封性能越好。
3、閥瓣和閥座的密封面采用司太立（stellite）鈷基硬質(zhì)合金堆焊而成。
4、閥蓋填料函深度合理，填料加緩蝕劑，密封可靠，開(kāi)關(guān)平穩(wěn)。
5、閥門具有上密封結(jié)構(gòu)，保證閥門開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)不經(jīng)閥桿外漏。

——根據(jù)不同種類介質(zhì)的腐蝕和磨損，按API600規(guī)定閥門有的不同密封面材質(zhì)；

——本截止閥不含有輕金屬（例如鎂），所有零件均有導(dǎo)電性并連接在一起阻止燃燒源；

——根據(jù)閥門的尺寸、扭矩和操作要求，有手輪驅(qū)動(dòng)、齒輪驅(qū)動(dòng)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)等。

2．2 用戶注意事項(xiàng)

2．2．1 總則

2．2．1．1在任何情況下，首先保障人員安全；

2．2．1．2 應(yīng)根據(jù)ASMEＢ16.34的溫壓等級(jí)使用此閥門；

2．2．1．3 應(yīng)保證所選材質(zhì)能抵抗介質(zhì)的腐蝕和磨損；

2．2．1．4當(dāng)介質(zhì)為易燃易爆時(shí)，應(yīng)限制工作溫度；

2．2．1．5 在維修/保養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)保證閥門總處在卸壓、放空和排干狀態(tài)；

2．2．1．6 對(duì)于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)閥門，在任何操作前應(yīng)保證動(dòng)力系統(tǒng)（電、液、氣）斷開(kāi)；

2．2．1．7 在維修/保養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)采用適當(dāng)防護(hù)，如防護(hù)服、氧氣罩、手套等；

2．2．1．8 在維修/保養(yǎng)過(guò)程中，在現(xiàn)場(chǎng)，不能吸煙，不要用非防爆式便攜電動(dòng)裝置，不經(jīng)正確的工作許可不能使用明火；

2．2．1．9 閥門必須定期檢查；

——螺栓/母連接是否緊固（體/蓋、壓板、法蘭連接）；

——腐蝕/磨損危害（撞擊、點(diǎn)蝕、厚度的減?。?；

——弄清閥門是處于全開(kāi)/全關(guān)位置。

危險(xiǎn)介質(zhì)包括:有毒的、腐蝕的、易燃的、高溫或低溫介質(zhì)等

3．LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范用途和技術(shù)性能

3．1用途

本系列閥門主要用于石油、化工、電站等行業(yè)中，切斷或接通管路，從而使系統(tǒng)正常運(yùn)行。LNG截止閥是一種專門用于控制和切斷液化天然氣等低溫介質(zhì)流動(dòng)的閥門，全稱液化天然氣（LNG）低溫截止閥。由于LNG的溫度很低（通常在-162°C左右），閥門需要具備耐低溫的特性，以確保在環(huán)境下依然能夠正常工作。下面我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下LNG低溫截止閥的特點(diǎn)和應(yīng)用。

超低溫截止閥是應(yīng)用于低溫工況下的截止設(shè)備,一般工況溫度在-100℃以下.低溫工業(yè)在工業(yè)領(lǐng)域中占有重要的地位,以天然氣為例,為 了使天然氣更加方便運(yùn)輸,工業(yè)上一般用降溫和壓縮的方法將氣化天然氣轉(zhuǎn)化為液化天然氣(lng),在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)是-162℃,氣化 后體積為液態(tài)時(shí)的600倍。1超低溫截止閥對(duì)材料的要求在常溫工況下應(yīng)用的閥門,材料選擇的范圍比較廣泛。超低溫截止閥的使用工況在 -100℃以下,對(duì)材料的要求較為嚴(yán)格。在工作溫度下,材料不應(yīng)產(chǎn)生低溫脆性破壞,材料的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定,以防止材料相變而引起體積變 化;采用焊接結(jié)構(gòu)時(shí),材料的焊接性能要好,在低溫下焊縫具有較高的可靠性;閥門在低溫工況下頻繁啟閉,其閥瓣、閥桿、閥座等零部件應(yīng) 避免卡阻、咬合與擦傷等現(xiàn)象。

2超低溫截止閥主密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超低溫截止閥采用閥瓣與閥座接觸的錐面密封結(jié)構(gòu),密封副設(shè)計(jì)成金屬對(duì) 金屬的硬密封形式,閥座設(shè)計(jì)在閥體上,和閥體組成一體結(jié)構(gòu)。為保證閥門的可靠密封,在閥瓣和閥體密封面上噴焊硬質(zhì)合金。經(jīng)過(guò)低溫試 驗(yàn)及涂層力學(xué)性能試驗(yàn),證明噴涂后硬度增加,低溫環(huán)境耐磨性能良好,促進(jìn)閥門在低溫環(huán)境的可靠密封。

3．2 LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范技術(shù)性能：

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： BS1873，SHELL MESC SPE 77/200，ASME B16.34

法蘭尺寸： ASME B16.5

結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度： ASME B16.10

公稱通徑： 50~450 mm（2~18"）

公稱壓力： 20~420 bars (150~2500LB) 適用溫度：

見(jiàn)表9 適用介質(zhì)： 見(jiàn)表9

主體材料： ASTM 材料，見(jiàn)表7

內(nèi)件材料： API600內(nèi)件材料，見(jiàn)表8 閥門試驗(yàn)： API598

4．LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范閥門結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖一、二、三, 連接尺寸和主要外形尺寸見(jiàn)表1~表65．主要零件材料

用戶應(yīng)根據(jù)工作溫度、工作壓力、介質(zhì)種類按ASME B16.34溫壓等級(jí)表規(guī)定選用材料、閥門壓力等級(jí)。制造商只對(duì)定單上指明的材料、閥門壓力等級(jí)負(fù)責(zé)。對(duì)由于用戶選用的材料、閥門的壓力級(jí)與使用條件的不一致性不負(fù)責(zé)任。注：當(dāng)介質(zhì)為易燃易爆時(shí)，必須限制管線系統(tǒng)的工作溫度

1. 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

● 低溫材料：LNG低溫截止閥通常采用不銹鋼、鋁合金或其他低溫材料制成，這些材料能夠在低溫下保持良好的機(jī)械性能，防止脆性斷裂。

● 特殊閥桿結(jié)構(gòu)：為了減少閥桿在低溫環(huán)境中的熱傳導(dǎo)，低溫截止閥通常有加長(zhǎng)的閥桿設(shè)計(jì)，這樣可以把低溫與外部的溫度隔離開(kāi)來(lái)，防止閥門外部出現(xiàn)結(jié)霜或凍結(jié)現(xiàn)象。

● 密封性能好：為了防止LNG泄漏，閥門的密封設(shè)計(jì)十分嚴(yán)密，確保在低溫下依然能夠保持較好的密封效果。

2. 工作原理

LNG低溫截止閥的工作原理與普通截止閥類似，依靠閥桿推動(dòng)閥瓣上下移動(dòng)來(lái)控制流體的通過(guò)。閥桿的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致閥瓣上升或下降，從而打開(kāi)或關(guān)閉閥門，實(shí)現(xiàn)流體的截?cái)嗷蜷_(kāi)啟。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

LNG低溫截止閥主要用于液化天然氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及加工處理設(shè)備中，包括LNG船、LNG儲(chǔ)罐、LNG加氣站等，確保天然氣的安全輸送和控制。此外，這種閥門也適用于其他低溫流體的系統(tǒng)，如液氧、液氮等。

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范

在LNG產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展過(guò)程中，與其配套的低溫閥門需求量與日俱增。由于LNG具有易燃易爆超低溫的顯著特點(diǎn)，而且LNG工廠通常地處海邊鹽霧環(huán)境，因此對(duì)低溫閥門的選型設(shè)計(jì)提出了更高的要求。目前國(guó)內(nèi)大部分站場(chǎng)的LNG用深冷閥門仍需進(jìn)口，有些苛刻工況用低溫閥門仍被國(guó)外所壟斷，如J-T閥，大型LNG儲(chǔ)罐的呼吸閥，大口徑、高磅級(jí)閥門等。盡管國(guó)內(nèi)材質(zhì)設(shè)計(jì)滿足低溫要求，但某些零部件的承壓和密封性能仍需改進(jìn)完善。

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范LNG用低溫閥門型式

小型天然氣液化工廠中，低溫閥門主要集中在液化單元和LNG儲(chǔ)存單元，壓力等級(jí)不高，內(nèi)徑較小，其中較為苛刻工況為混合制冷循環(huán)工藝還用低溫混合制冷劑節(jié)流閥喝LNG節(jié)流閥這種多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，一般液化工廠用低溫閥門數(shù)量約占整個(gè)工廠閥門總量的30%。在LNG接收站中（主要指接收能力200萬(wàn)噸/年以上的大型站場(chǎng)），低溫閥門數(shù)量在2000個(gè)左右，其中小尺寸閥門數(shù)量約700個(gè)，低溫閥門占全部閥門的90%以上，部分閥門壓力等級(jí)較高，口徑較大。LNG領(lǐng)域涉及的低溫及超低溫工況閥門主要包括單座直通閥（包括角閥）、球閥、蝶閥、截止閥、止回閥和安全閥。

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范主要零件材質(zhì)

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范外形結(jié)構(gòu)圖

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范主要外形尺寸

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范4. 使用注意事項(xiàng)

● 定期維護(hù)：由于在極低溫環(huán)境下使用，閥門需要定期檢查密封性、閥桿動(dòng)作是否順暢等，確保長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性。

● 正確安裝：安裝時(shí)要確保閥門位置正確，避免過(guò)度扭轉(zhuǎn)或壓力導(dǎo)致?lián)p壞。

● 避免頻繁操作：在低溫下頻繁開(kāi)啟和關(guān)閉閥門可能導(dǎo)致材料疲勞，因此應(yīng)盡量減少操作頻次。

總之，LNG低溫截止閥在處理低溫液態(tài)天然氣時(shí)發(fā)揮著重要的作用，能夠在低溫環(huán)境下保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范應(yīng)用環(huán)境：

廣泛用于各種化工、石油、冶金、制藥等工業(yè)管道，特別是在需要處理低溫流體的場(chǎng)合。

適用于-196℃至700℃的溫度范圍，涵蓋多種介質(zhì)環(huán)境，如水、蒸汽、油品、硝酸等。

低溫截止閥低溫應(yīng)用低溫高壓截止閥應(yīng)用于氣體液化設(shè)備、空分設(shè)備；天然氣液化、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備；液態(tài)氧、氮、氬、氫、二氧化碳低溫貯槽及槽車；變壓吸附制氧、氮設(shè)備。廣泛應(yīng)用于能源、石化、冶金、航天、核工業(yè)、鐵道等行業(yè)等行業(yè)。

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范分類與選擇：

常用的低溫截止閥包括國(guó)標(biāo)、美標(biāo)、德標(biāo)、日標(biāo)等類型，以及波紋管截止閥等。

選擇低溫截止閥時(shí)，需要考慮介質(zhì)、壓力、溫度和流量等參數(shù)，確保閥門與工作環(huán)境相匹配。

使用與維護(hù)：

在使用低溫截止閥時(shí)，需要遵循正確的安裝、操作和維護(hù)規(guī)程，避免過(guò)度用力或快速開(kāi)關(guān)閥門，以免損壞密封面或引發(fā)其他故障。

低溫環(huán)境下，需采取適當(dāng)?shù)谋卮胧?，防止介質(zhì)在閥門內(nèi)凍結(jié)。

定期對(duì)閥門進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，包括清潔、潤(rùn)滑和檢查密封性能等。

LNG低溫液化天然氣焊接式截止閥技術(shù)規(guī)范注意事項(xiàng)：

確保所選閥門類型、材質(zhì)和規(guī)格與所需工作條件相匹配。

注意閥門的流向指示，避免安裝錯(cuò)誤。

在操作和維護(hù)過(guò)程中，注意個(gè)人防護(hù)和安全，避免凍傷或氣體積聚引發(fā)安全事故。

規(guī)格與參數(shù)：

公稱壓力或壓力級(jí)涵蓋PN1.0-16.0MPa，ANSI CLASS 150-900，JIS10-20K等。

公稱通徑或口徑范圍廣泛，包括DN10～500，NPS 1/2 ～36"等。

連接方式多樣，包括法蘭、對(duì)焊、螺紋等。

通過(guò)以上介紹，可以看出低溫截止閥在低溫環(huán)境下的重要性和廣泛應(yīng)用。正確選擇、安裝、操作和維護(hù)低溫截止閥，對(duì)于保障工業(yè)管道系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。