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石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求

　　在目前的大中型乙烯裝置中，裂解氣中氫氣、甲烷等組分的分離多采用深冷分離;在煤制甲醇凈化裝置中也主要用到深冷分離技術。為滿足這一要求，低溫閥門被廣泛應用，只有了解低溫閥的設計要求和特殊結構，在選用和安裝的過程中才不會出現問題。低溫閥門，特別是超低溫閥門，其工作溫度極低。在設計這類閥門時，除了應遵循一般閥門的設計原則外，還有一些特殊的要求。

1、石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求低溫閥門的設計要求

　　根據使用條件，低溫閥的設計有下列要求：美標低溫截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣，密封面呈平面或錐面，閥瓣沿流體的中心線作直線運動。閥桿的運動形式，有升降桿式（閥桿升降，手輪不升降），也有升降旋轉桿式（手輪與閥桿一起旋轉升降，螺母設在閥體上）。
美標低溫截止閥只適用于全開和全關，不允許作調節和節流。
美標低溫截止閥,其工作溫度極低。在設計這類閥門時，除了應遵循一般閥門的設計原則外，還有一些特殊的要求。
適用溫度：-45～-197
適用介質：液氯、液氨
柔性石墨填料使用溫度范圍為200～870℃。

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求特點：
1、產品的設計制造符合美國國家標準ANSI B16.34，英國BS1873等標準要求
2、閥體外型為桶形或流線形，造型美觀，流道形狀為直通式，流體阻力小。
3、關閉件（閥瓣）與閥座密封面采用錐面密封，關閉力小，耐沖刷，密封可靠。
4、閥座可為更換式閥座，可任意組合與關閉件密封面材料的配對，以滿足工況要求，延長使用壽命。
5、大口徑、高壓力截止閥根據關閉力的需要閥桿的傳動方式采用升降式，并配有滾動軸承式采用撞擊式手輪以減輕關閉力。
6、主體材料，內件材料、填料、墊片、緊固件的材料可按用戶要求或實際工況條件合理組合。

　　1.1、閥門不應成為低溫系統的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外，如流入過多，還會使內部流體急速蒸發，產生異常升壓，造成危險。

　　1.2、低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。

　　1.3、直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。

　　1.4、在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑，所以需要采取結構措施，以防止摩擦件擦傷。

2、石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求低溫閥的材料選用

　　2.1、低溫閥主體材料

　　2.1.1、主體材料選用應考慮的因素

　　從金相考慮，金屬材料中除了具有面心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外，一般的鋼材在低溫狀態下會出現低溫脆性，從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適合于低溫下工作的材料。

　　鋁在低溫下不會出現低溫脆性，但因鋁及鋁合金的硬度不高，鋁密封面的耐磨、耐擦傷性能差，所以在低溫閥門中的使用有一定的限制，僅在低壓和小口徑閥中選用。除此以外，低溫閥門的材料選用還應考慮以下一些因素：

　　1)閥門的使用溫度;

　　2)金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學性能，特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩定性;

　　3)在低溫及無油潤滑的情況下，具有良好的耐磨性;

　　4)具有良好的耐蝕性;

　　5)采用焊接連接時還需考慮材料的焊接性能。

　　2.1.2、閥體、閥蓋、閥座、閥瓣(閘板)材料的選用

　　這些主體零部件材料的選用原則大致是：溫度高于-100℃時選用鐵素體鋼;溫度低于-100℃時選用奧氏體鋼;低壓及小口徑閥門可選用銅和鋁等材料。設計時根據使用溫度選擇適當的材料。

　　2.1.3、閥桿及緊固件的材料選用

　　溫度高于-100℃時，閥桿和螺栓材料采用Ni、，Cr-Mo等合金鋼，經適當的熱處理，以提高抗拉強度和防止螺紋咬傷等。溫度低于-100℃時，采用奧氏體不銹耐酸鋼制造。但18-8耐酸鋼硬度低，會造成閥桿與填料相互擦傷，致使填料處泄漏。所以，閥桿表面必須鍍硬鉻(鍍層厚0.04-0.06mm)，或進行氮化和鍍鎳磷處理，以提高表面硬度。

　　為防止螺母與螺栓咬死，螺母一般采用Mo鋼或Ni鋼，同時在螺紋表面涂二硫化鉬。

　　2.2、低溫閥墊片、填料材料的選用

　　在低溫閥門設計中，一方面由結構設計來保證使填料處于接近環境溫度下工作，例如，采用長頸閥蓋結構，使填料函離低溫介質盡量遠些，另一方面在選擇填料時要考慮填料的低溫特性。低溫閥中一般采用浸漬聚四氟乙烯的石棉填料。柔性石墨是新近發展起來的一種優良的密封材料。低溫閥門也可采用無填料的波紋管密封結構，通常情況下使用多層波紋管。低溫閥門用墊片必須在常溫、低溫及溫度變化下具有可靠的密封性和復原性。由于墊片材料在低溫下會硬化和降低塑性，所以應選擇性能變化小的墊片材料。使用溫度為-200℃，低溫最高使用壓力3MPa時，采用長纖維白石棉的石棉橡膠板。使用溫度為-200℃，最高使用壓力5MPa時，采用耐酸鋼帶夾石棉纏制而成的纏繞式墊片，或聚四氟乙烯和耐酸鋼帶繞制而成的纏繞式墊片。柔性石墨與耐酸鋼繞制而成的纏繞式墊片用于-200℃的低溫閥門上比較理想。

3、石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求低溫閥門的特殊結構

　　低溫閥門主要有閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、止回閥等型式，其主要結構與一般閥門大致相同。

3.1、閥體

　　閥體應能充分承受溫度變化而引起的膨脹、收縮。而且閥座部位的結構不會因溫度變化而產生變形。

3.2、閥蓋

　　采用長頸閥蓋結構。其目的在于能起保護填料函的功能。因為填料函的密封性是低溫閥的關鍵之一。該處如有泄漏。將降低保冷效果，導致液化氣體氣化。這是因為在低溫狀態下隨著溫度的降低，填料彈性逐漸消失，防漏性能隨之下降，由于介質滲漏造成填料與閥桿處結冰，影響閥桿正常操作，同時也會因閥桿上下移動而將填料劃傷，引起嚴重泄漏。所以低溫閥門必須采用長頸閥蓋結構形式。此外，長頸結構還便于纏繞保冷材料，防止冷能損失。

3.3、閥瓣

　　閘閥采用撓性閘板或開式閘板;截止閥的平閥座及針形閥，采用塞子形的閥瓣。這些結構形式不論溫度如何變化，均能保持可靠的密封。

3.4、閥桿

　　閥桿需鍍鉻、鍍鎳磷或經氮化處理，以提高閥桿表面硬度，防止閥桿與填料、填料壓套(壓蓋)相互咬死，損壞密封填料，造成填料函泄漏。

3.5、墊片

　　墊片選用要考慮墊片材料的低溫性能，如壓縮回彈性、預緊力、緊固壓力分布以及應力松弛特性等。

3.6、填料函及填料

　　填料函不能與低溫段直接接觸，而設在長頸閥蓋頂端，使填料函處于離低溫較遠的位置，在0℃以上的溫度環境下工作。這樣，提高了填料函的密封效果。在泄漏時，或當低溫流體直接接觸填料造成密封效果下降時，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，作為輔助密封措施。填料函多采用帶有中間金屬隔離環的二段填料結構。但也有的采用一般閥門填料函結構和閥桿能自緊的二重填料函結構等其他型式。

3.7、上密封

　　低溫閥都設上密封座結構，上密封面要堆焊鈷鉻鎢硬質合金，精加工后研磨。

3.8、閥座、閥瓣(閘板)密封面

　　低溫閥的關閉件采用鈷鉻鎢硬質合金堆焊結構。軟密封結構由于聚四氟乙烯膨脹系數大，低溫變脆，所以僅適用于溫度高于-70℃的低溫閥，但聚三氟乙烯可用于-162℃的低溫閥。

3.9、中法蘭螺栓

　　3.9.1、螺栓應有足夠的強度，這是因為螺栓在反復載荷下工作，常會因疲勞而產生斷裂。

　　3.9.2、因螺栓在螺紋根部易引起應力集中，所以最好采用全螺紋結構的螺栓。

　　3.10、預防異常升壓的措施

　　閥門關閉后，閥腔內會殘留一些液體。隨著時間的增加，這些殘留在閥腔里的液體會漸漸吸收大氣中的熱量，回升到常溫并重新氣化。氣化后，其體積激劇膨脹，約增加600倍之多，因而產生的壓力，并作用于閥體內部。這種情況稱為異常升壓，這是低溫閥門的現象。發生異常升壓現象時，會使閘板緊壓在閥座上，導致閘板不能開啟。這時，高壓會將中法蘭墊片沖出或沖壞填料;也可能引起閥體、閥蓋變形，使閥座密封性顯著下降;甚至閥蓋破裂，造成嚴重事故。為防止異常升壓現象發生，一般低溫閥門在結構上采用以下措施：

　　3.10.1、設置泄壓孔，又稱壓力平衡孔或排氣孔，即在彈性閘板或雙閘板進口側鉆一小孔，作為閥體內腔和進口側的壓力平衡孔。當閥腔壓力升高時，氣體可以通過小孔排出。這種方法比較簡單，目前已被廣泛采用。采用泄壓孔防止異常升壓，在閥體設計時，應有指示流體流向的箭頭;安裝時，要注意泄壓孔的位置，保證泄壓孔通向介質進口的一側，泄壓孔開設在閘板上時，更要注意。泄壓孔開設的位置視閥門結構而定，有的在閥體上;有的在閘板上。

　　3.10.2、在閥門上設置引出管或安裝安全閥以排出異常高壓。一般是在閥蓋上裝一只安全閥。當壓力升高到某一定值時，安全閥開啟，排放出異常高壓，保證閥體安全。也可在閥體下部安裝排氣閥，將閥體中腔內的殘液排盡，以預防異常升壓的發生。

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求執行標準

壓力測試

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求零部件材料

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求150LB外形連接尺寸

300LB外形連接尺寸

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求600LB外形連接尺寸

4、石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求低溫閥的安裝要求

　　了解了低溫閥的設計要求及特殊結構，在具體的安裝過程中要遵循如下原則：

　　4.1、當流體是液體時，低溫閥的閥桿應向上安裝，防止閥門關閉后，閥腔內會殘留一些液體，液體氣化造成異常升壓，閘板無法開啟。而且低溫閥的閥桿較長，安裝時應引起重視。

　　4.2、有泄壓孔的低溫閘閥，應在閥體上標記泄壓孔方向，并注意標記不應被保冷層覆蓋。見圖1。

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求低溫閥門的安裝要求

因為低溫閥門的特殊結構，低溫閥門的安裝亦有其特殊要求。因為低溫閥門的長頸閥蓋結構特點，低溫閥門在安裝時閥桿閥桿方向必須在垂直向上的 45 度角范圍內，且應盡量避免安裝在垂直管線上。否則低溫介質將充滿閥蓋的加長部分，造成閥門填料失效，并會將冷量傳給閥門手柄，給操作人員帶來人身傷害。對于有泄壓結構的低溫閥門，在安裝閥門時，要特別注意閥門泄壓方向的要求。閥門泄壓的方向應在工藝流程圖上標出，并體現在管道軸測圖中（這點極其重要，極其重要，極其重要），若是有必要設置泄壓孔而沒有設置，閥門關閉后，閥腔內的液體受熱氣化，極易造成閥體爆裂。而泄壓的方向裝錯，則可能將可燃或有毒工藝介質，泄向操作檢修側，造成人員傷亡事故！

低溫閥門制造

對所生產的低溫閥門制定了嚴格的制造工藝和采用專用設備，對零件的加工進行嚴格的質量控制。經特殊的低溫處理，將粗加工的零件置于冷卻介質中數小時（2-6小時），以釋放應力，確保材料的低溫性能，保證精加工尺寸，以防閥門在低溫工況時，因溫度變化造成變形而導致的泄漏。閥門的裝配與普通閥門也不同，零件需經過嚴格的清洗，除去任何油污，以保證使用性能。

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求低溫閥門檢驗

低溫閥門除常溫和低溫試驗外 , 還應進行如下檢驗

1,超低溫閥門的主要零件都應進行深冷處理

2, 主要零件及焊縫都應做低溫沖擊試驗 , 以保證閥門在低溫工況時不脆裂 ;

3, 閥門必須進行常溫試驗 , 先進行1.5 倍公稱壓力水壓強度試驗 ,再進行 1.1 倍公稱壓力密封試驗 ;

4, 水壓試驗后閥門必須清除水分 , 無油脂 , 并保持干燥 ;

5, 每批低溫閥門都應按一定的比例抽樣進行低溫試驗 , 低溫試驗必須在經 1.5 倍的水壓強度試驗之后進行 ;

6 ,閥門低溫試驗后，應防止空氣進入閥門中；

7, 閥門低溫試驗后 , 應自然升溫或用風扇吹風 ,嚴禁用加熱等方法加速閥門升溫；

8 ,閥門低溫試驗自然升溫后 , 將閥門緊固件再次上緊；

9, 閥門入庫時 , 一定要檢查閥門開關 , 確保閥門處于合理狀態 ;

10,閥門儲存和運輸過程中 , 應注意不銹鋼類與碳鋼類閥門分開 , 且做好防塵、 防水 、防油和防碰傷 ;

11 ,閥門的流向 、 泄壓方向和銘牌等 ,應按照設計單位要求進行檢査。

低溫截止閥是一種專門用于低溫環境下的閥門，主要用于控制介質的流動。正確的安裝和使用低溫截止閥可以確保閥門的正常工作，提高設備的可靠性和安全性。下面我們來介紹一下低溫截止閥的正確安裝和使用方法。

首先，在安裝低溫截止閥之前，需要檢查閥門的外觀是否完好無損，閥體和閥蓋之間的連接是否緊密，閥座密封是否完好。如果發現有任何損壞或缺陷，應及時更換或修復。

石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求其次，在安裝低溫截止閥時，需要注意以下幾點：

1. 閥門應安裝在管道上，安裝位置應符合設計要求，閥門的開啟方向應與介質流動方向一致。

2. 在安裝過程中，應避免過度擰緊螺栓，以免損壞閥門的密封性能。

3. 在安裝閥門前，應先對管道進行清潔和處理，確保管道內沒有雜物和污物，防止影響閥門的正常使用。

4. 安裝完成后，應先關閉閥門，然后逐步打開排氣閥，將管道內的空氣排盡，避免管道內的氣泡影響閥門的正常工作。

在使用低溫截止閥時，也需要注意以下幾點：

1. 定期檢查閥門的工作狀態，發現問題應及時處理，確保閥門的密封性能。

2. 避免頻繁開關閥門，以免損壞閥門的密封面和閥座。

3. 在使用過程中，應注意閥門的溫度范圍，避免超出其溫度范圍使用，以免影響閥門的正常工作。

4. 閥門使用結束后，應將閥門關閉，盡量避免介質在管道內停留，以免影響閥門的密封性能。

總的來說，正確安裝和使用低溫截止閥可以確保閥門的正常工作，提高設備的可靠性和安全性。希望以上內容對您有所幫助。

5、石油化工美標法蘭式低溫截止閥設計要求結論

　　隨著石油化工裝置越來越大型化，如何降低能耗，節省投資成為一個主要問題。低溫閥門在整個裝置中占有相當比例且費用較高，那么更好的選擇低溫閥門，正確的安裝低溫閥門至關重要。