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深冷低溫處理球閥技術(shù)規(guī)范

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深冷低溫處理球閥技術(shù)規(guī)范隨著現(xiàn)代石油化工、煤化工和制冷工業(yè)的快速發(fā)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(guān)注。低溫閥門的使用除了一般常規(guī)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(zhì)),還能保證正常工作。
隨著工作介質(zhì)溫度的降低,低溫閥門所使用的材料和結(jié)構(gòu)與常規(guī)通用閥門也有區(qū)別,特別是超低溫閥門(t<-100℃),不僅選材要適當(dāng),而且要有特殊的結(jié)構(gòu)。為了減少由外界傳向關(guān)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(fù)雜條件下工作的。而且要不間斷地發(fā)揮其功能。關(guān)閉件的密封通??吭诿芊馊ι闲纬杀仨毜慕佑|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(nèi)就可能不同,當(dāng)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(yán)格的要求,通常選用硬質(zhì)合金(STL)材料較好。


超低溫閥在關(guān)閉件的開啟速度方面收到相當(dāng)?shù)南拗?。雖然采用了絕熱措施,在有限范圍內(nèi)還是有熱流,導(dǎo)致系統(tǒng)中的個別地方產(chǎn)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(chǎn)生水擊,這是在使用中要注意的。
一般用于制冷技術(shù),介質(zhì)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(xiàn)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(zhì)的閥門,其使用溫度為-29~150℃;也有低溫碳鋼(LCB、LC1、LC2),其低使用溫度為-46~-73℃;奧氏體不銹鋼(304、316)是性能優(yōu)良的耐低溫鋼,其低使用溫度為-196℃以下,有的為-254℃。一般低溫閥門關(guān)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(jié)構(gòu)上沒有什么特殊要求與常規(guī)通用閥門差不多。根據(jù)溫度和介質(zhì)合理選用。

深冷低溫處理球閥技術(shù)規(guī)范執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) Administer Standard

設(shè)計與制造
Design and Manufacture

結(jié)構(gòu)長度
Face To Face

法蘭尺寸
Flange Dimension

壓力-溫度
Pressure Temperature Lating

試驗-檢驗
Inspection And Test

GB122237

GB12221

GB9113 JB79

GB9131

GB/T13927 JB/T9092

壓力試驗 Pressure Test

公稱壓力NominalPressure

1.6

2.5

4.0

強度試驗
Shell Test

2.4

3.8

6.0

水密封試驗
Water Seal Test

1.8

2.8

4.4

氣密封試驗
Air Seal Test

0.4-0.7

深冷低溫處理球閥技術(shù)規(guī)范主要零件材料及性能 Main Part Materials and Property

閥體
Body

WCB

ZG1Cr18Ni9Ti

CF8

CF3

ZG1Cr18Ni12Mo2Ti

CF8M

CF3M

球體 閥桿
Ball Stem

2Cr13

1Cr18Ni9Ti

304

304L

1Cr18Ni12Mo2Ti

316

316L

閥 座
Seat

聚四氟乙烯PTFE 加坡纖增強聚四氟乙烯PTFE+Glass 對位聚笨PPL

墊片
Shim

聚四氟乙烯PTFE 不銹鋼/柔性石墨Stainless Steel/flexible Graphite 齒形墊片Tooth Profile Gasket

閥桿座
Stem Seat

聚四氟乙烯PTFE 不銹鋼/柔性石墨 Stainless Steel/Flexible Graphite

填料
Packing

聚四氟乙烯PTFE 增強柔性石墨 Enhanced Flexible Graphite

填料壓蓋
Gland

WCB

1Cr18Ni9Ti

304

304L

1Cr18Ni12Mo2Ti

316

316L

溫度
Temperature

-40~150

介質(zhì)
Medium

水 蒸汽 油品
Water steam
Oil goods

硝酸類 Nitric Acid

強氧化介質(zhì)
strongey oxidable medium

醋酸類 Acetic Acid

尿素類 Urea

深冷用閥門,只考慮超低溫閥的工作特點??砂惭b于保溫箱內(nèi)部的任意位置,但填料函、操作機構(gòu)(手輪、扳手)、閥瓣升降位置指示器應(yīng)放在箱外。便于操作和更換填料。大多數(shù)閥門的安裝是將閥桿水平放置。對于超低溫的電動閥閥門閥桿要求必需水平放置。


低溫下填料裝置工作條件是非常復(fù)雜的,由于填料易失去彈性,一旦因蒸發(fā)介質(zhì)泄漏,閥桿被凍結(jié),就會導(dǎo)致卡死現(xiàn)象,閥門不能正常開啟和關(guān)閉。為了改善填料裝置的工作條件,可安裝熱力擋板,來保證填料的保溫。這主要是在設(shè)計中,增加閥桿長度。用導(dǎo)熱系數(shù)盡量低的非金屬材料(夾布、膠布等)來制造擋板以便使填料箱的熱損耗量顯著地減少。另一種辦法是把填料裝置加套,并將具有足以保持填料裝置工作能力的溫度的介質(zhì)驅(qū)入形成的空間。其作用在于使閥門從低溫度到工作點有一個溫度梯度,在某工作點和超過工作點,氣壓將處于某一能使液化氣體不再是液態(tài)而回復(fù)為氣態(tài)的溫度。
氣壓不論在任何時候總是通的,一般與閥門的一端相通或與另一端通,以便如果氣壓內(nèi)的溫度上升時,不會產(chǎn)生危險的高壓。


由于閥門零件通常在室溫下制造和檢驗的,在低溫條件下工作,各個不同零件會隨著溫度的變化而產(chǎn)生不同的膨脹和收縮,這樣會直接影響閥門的正常工作,這是使用中必須注意和了解的。
生產(chǎn)經(jīng)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(jīng)過適當(dāng)?shù)牡蜏靥幚?,?dāng)閥門在低溫運行時,內(nèi)件會因低溫造成材料相變而變形,導(dǎo)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(zhì)不同,造成各種材料之間的收縮,不同步產(chǎn)生松弛而導(dǎo)致泄漏。所以低溫閥門,尤其是-196℃以下使用的低溫閥門,其連接方法采用焊接連接
低溫閥門的填料墊片,一般多數(shù)采用F4,因其自潤滑性好、摩擦系數(shù)小、又具有*的化學(xué)穩(wěn)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(shù)大,在低溫下產(chǎn)生冷縮導(dǎo)致滲漏,造成閥桿處大量結(jié)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(yīng)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(fā)現(xiàn)閥門的傳動部位發(fā)生粘滯。咬合現(xiàn)象時有發(fā)生,主要原因是:配對材料選擇不合理預(yù)留冷間隙過小,以及加工精度等原因所致。在使用過程中發(fā)現(xiàn)類似問題,要及時向供貨商提出,改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計更換合適的軸承(軸套)材料。低溫閥門其他使用要求與常規(guī)閥門相同。

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