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低温阀门的应用,超低温阀门材料选择

低温阀门的应用,低温阀门的设计要求,超低温阀门材料选择
一、首先谈谈低温阀门的应用:
低温阀门一般是指低温球阀、低温闸阀、低温截止阀、低温止回阀、低温蝶阀、低温减压阀、低温针型阀等,阀门主要用于介质为乙烯、液化天然气、液氧、液氮、液氩、二氧化碳低温贮槽罐及槽车、变压吸附制氧等装置上作为流体控制使用。常用的低温阀门是指温度在-60℃-120℃之间,而-100℃-196℃之间称之为超低温阀门,低温阀门经特殊的低温处理,将粗加工的零件置于冷却介质中数小时(2-6小时),以释放应力,确保材料的低温性能,保证精加工尺寸,以防阀门在低温工况时,因温度变化造成变形而导致的泄漏。阀门的装配与普通阀门也不同,零件需经过严格的清洗,除去任何油污,以保证使用性能。
超低温球阀
二、首先作为生产了阀门10多年的阀门厂家来介绍一下低温阀门的设计要求:
低温阀体设计:阀体是阀门的主要受压部件,必须有一定的强度才能保证阀门的正常工作。在低温工况下,阀体所承受的低温应力、膨胀和收缩附加应力都很大,要保持阀门密封副不发生变形,阀体必须有一定的刚度。同时,要防止低温应力集中产生的破坏,应尽量避免在阀体中出现尖角、凹槽等。长颈阀盖设计:低温阀门需要采用长颈阀盖结构,其日的是减少外界传入装置中的热量;保证填料箱部位的温度在0℃以上,使填料可以正常工作;防止因填料函部分过冷而使处在填料函部位的阀杆以及阀盖上部的零件结霜或冻结。泄压部件设计:异常升压的问题一般只存在于低温闸阀中。当闸阀闸板关闭后,残留在阀体中腔的低温介质从周围环境中大量吸收热量,迅速汽化,在阀体内产生很高的压强。异常升压的危害很大,它可能将闸板紧紧地压在阀座上,导致闸板卡死,使阀门不能正常工作,也可能冲坏填料和法兰垫片,甚至引起阀体爆炸。因此必须采取措施加以避免。
根据使用条件,低温阀的设计有下列要求:
1.阀门在低温介质及周围环境温度下应具有长时间工作的能力。
2.阀门不应成为低温系统的一个显著热源。这是因为热量的流入除降低热效率外,如流入过多,还会使内部流体急速蒸发,产生异常升压,造成危险。
3.低温介质不应对手轮操作及填料密封性能产生有害的影响。
4.直接与低温介质接触的阀门组合件应具有防爆和防火结构。
5.在低温下工作的阀门组合件无法润滑,所以需要采取结构措施,以防止摩擦件擦伤。
二、低温阀的材料选用:
主体材料选用应考虑的因素从金相考虑,金属材料中除了具有面心立方晶格的奥氏体钢、铜、铝等以外,一般的钢材在低温状态下会出现低温脆性,从而降低阀门的强度和使用寿命。选择主体材料时首先要选用适合于低温下工作的材料。铝在低温下不会出现低温脆性,但因铝及铝合金的硬度不高,铝密封面的耐磨、耐擦伤性能差,所以在低温阀门中的使用有一定的限制,仅在低压和小口径阀门中选用。在低温工作的材料要保证其低温性能,主要是保证其冷冲击强度。阀内件必须通过正确选材,使其具有足够的冷冲击强度,才能防止断裂。C和Cr的合金钢在低于-20℃时候很快失去抗冲击强度,所以使用温度分别限制在-30℃和-50℃。含Ni量为3.5%的镍钢可以使用到-100℃,含Ni量9%的镍钢可以使用到-192℃。奥氏体不锈钢、镍、蒙乃尔合金、哈氏合金、钛、铝合金及青铜可以使用到更低的温度(-273℃)。除此以外,威蝶低温阀门的材料选用还应考虑以下一些因素:
(1)
1.阀门的最低使用温度; 
2.金属材料在低温下保持工作条件所需要的力学性能,特别是冲击韧性、相对延伸率及组织稳定性;
3.在低温及无油润滑的情况下,具有良好的耐摩性;
4.具有良好的耐蚀性;
5.采用焊接连接时还需考虑材料的焊接性能。
(2)阀体、阀盖、阀座、阀瓣(闸板)材料的选用,这些主体零部件材料的选用原则大致是:温度高于-100℃时选用铁素体钢;温度低于-100℃时选用奥氏体钢;低压及小口径阀门可选用铜和铝等材料。设计时根据最低使用温度选择适当的材料。
(3)阀杆及紧固件的材料选用温度高于-100℃时,阀杆和螺栓材料采用Ni、,Cr-Mo等合金钢,经适当的热处理,以提高抗拉强度和防止螺纹咬伤等。温度低于-100℃时,采用奥氏体不锈耐酸钢制造。但18-8耐酸钢硬度低,会造成阀杆与填料相互擦伤,致使填料处泄漏。所以,阀杆表面必须镀硬铬(镀层厚0.04-0.06mm),或进行氮化和镀镍磷处理,以提高表面硬度。为防止螺母与螺栓咬死,螺母一般采用Mo钢或Ni钢,同时在螺纹表面涂二硫化钼。还有值得注意的一点就是低温阀垫片、填料材料的选用,上海威蝶阀门了解到,随着温度降低,氟塑料收缩量很大,会使密封性能下降,容易引起泄漏。石棉填料无法避免渗透性泄漏,所以一般阀门厂家都是选用的石墨填料。橡胶对液化天然气有泡胀性,在低温下不可采用。在低温阀门设计中,一方面由结构设计来保证使填料处于接近环境温度下工作。
低温阀门的维护和保养:
相比起一般的低温阀门来说,低温阀门其实也是我国使用的比较多的一类阀装置了,而很多时候,需要使用到这种低温阀门的地方往往是一些进口的设备和一些特殊规格的管道系统中。作为目前主要的阀门之一,其实它也具有低温阀门,其中的低温阀门就是具有一定的管道调节能力,能够在管道中实现一定的调节效用。这就是目前低温阀门的主要效用了。而作为一种调节阀来说,其实这种类型的阀门也是需要进行定时定期的维护的。
低温阀门正常运行后要进行维护和保养。调节阀作为自动化控制系统的一部分,其维护应与自动化仪表和其他设备同时进行。 低温阀门的维护与一般仪表的维护类似,可分为被动性维护、预防性维护和预见性维护。被动性维护是当调节阀等设备出现故障时才进行维护的一种维护方法。由于设备发生故障才维护,因此常常造成生产过程停车,严重时甚至出现设备损坏或人员伤亡等。
低温阀门的维护
低温阀门的表面、阀杆和阀杆螺母上的梯形螺纹、阀杆螺母与支架滑动部位以及齿轮、蜗轮蜗杆等部件,容易沾积许多灰尘、油污以及介质残留等赃物,对阀门会产生磨损和腐蚀。因此经常保持阀门外部和活动部位的清洁,保护阀门油漆的完整,显然是十分重要 的。阀门上的灰尘适用于毛刷拂扫和压缩空气吹扫;梯形螺纹和齿间的赃物适用于抹布擦洗;阀门上的油污和残留适用于蒸汽吹扫,甚至用铜丝刷洗,直至加工面、配合面显出金属光泽,油漆面显出油漆本色为止。疏水阀应有专人负责,每班至少检查一次,定期打开冲洗阀和疏水阀底的堵头进行冲洗,或定期拆卸冲洗,以免赃 物堵塞阀门。
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