近幾年，隨著燃料化工的進(jìn)展，尤其是液化天然煤氣(LNG)的廣泛應(yīng)用，對(duì)超低溫工況下應(yīng)用的閥門的要求也越來(lái)越高。依據(jù)有關(guān)工程預(yù)設(shè)及工藝操作安全的要求，國(guó)里外各閥門供應(yīng)商一直在施行對(duì)零下攝氏度使用的船用球閥在不一樣部位的結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)方面的研討，并對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)施行相應(yīng)的改進(jìn)。作者接合在液化天然煤氣出產(chǎn)的工程預(yù)設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，紹介零下攝氏度使用的船用球閥的主要結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)獨(dú)特的地方、低溫嘗試及安裝的注意事情的項(xiàng)目，以便為工程預(yù)設(shè)中大致相似媒介的超低溫閥門的選用供給參照。不銹鋼球閥 

  1 零下攝氏度使用的船用球閥簡(jiǎn)述

  石化行業(yè)中對(duì)低溫閥門的定義是依照輸送媒介的預(yù)設(shè)溫度來(lái)定義的，普通將應(yīng)用在媒介溫度-40℃以下的閥門稱作低溫閥，應(yīng)用在媒介溫度-101℃以下的閥門稱作超低溫閥門。

  零下攝氏度使用的船用球閥主要應(yīng)用于液化天然煤氣、液化燃料氣以及空分行業(yè)的裝置上，輸出的液態(tài)低溫媒介有：液氧氣、液氫、液化天然煤氣、液化燃料產(chǎn)品等。這些個(gè)媒介不惟易燃易爆，并且在升溫還是閃蒸特殊情況發(fā)生命力化，氣化時(shí)大小急速膨脹，假如輸送這些個(gè)流體的閥門中有嚴(yán)密封閉閥腔且結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)不符合理，則會(huì)導(dǎo)致閥腔超壓，因此造成媒介泄露，甚至于閥門出現(xiàn)裂縫導(dǎo)致意外。

  2 零下攝氏度使用的船用球閥主要結(jié)構(gòu)的預(yù)設(shè)獨(dú)特的地方

  零下攝氏度使用的船用球閥因其運(yùn)用媒介和運(yùn)用背景的特別性，在結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)上有著與其它品類閥門顯著不一樣的獨(dú)特的地方。

  2.1 加長(zhǎng)閥蓋預(yù)設(shè)及滴水板預(yù)設(shè)

  低溫閥門的閥蓋均認(rèn)為合適而使用加長(zhǎng)閥蓋的預(yù)設(shè)。加長(zhǎng)閥蓋的預(yù)設(shè)要使閥門操作手柄和填料安裝位置遠(yuǎn)離低溫區(qū)，既可以防止媒介的低溫造成閥門操筆者的冷灼傷，也可以使閥門的填料在正常的溫度下辦公，保障填料不會(huì)遭受霜凍害的侵入損害而造成填料斷開(kāi)失去效力。額外，因?yàn)槠胀ǔ蜏亻y門保冷層會(huì)比較厚，加長(zhǎng)的閥蓋也保障了保冷動(dòng)工的空間，并使填料壓蓋位于保冷層外，添加填料想到緊固壓蓋螺釘時(shí)，無(wú)庸毀壞保冷層。

  有的廠家在零下攝氏度使用的船用球閥的加長(zhǎng)閥蓋上，認(rèn)為合適而使用了滴水板預(yù)設(shè)。滴水板需設(shè)置在保冷層外側(cè)，可以避免冷凝的水滴落到保冷層及閥體上部，盡力照顧保冷層及避免冷量流失。

  表1為美國(guó)閥門及管件制作標(biāo)志準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)MSSSP-134中給出的低溫閥加長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度。各個(gè)廠家的產(chǎn)品在加長(zhǎng)閥蓋的長(zhǎng)度規(guī)定上會(huì)稍有不一樣，在預(yù)設(shè)時(shí)需參照選定廠家的產(chǎn)品尺寸。

  2.2 防火預(yù)設(shè)及防靜電預(yù)設(shè)

  因?yàn)榱阆聰z氏度使用的船用球閥普通均應(yīng)用在易燃易爆的媒介上，防火預(yù)設(shè)及防靜電預(yù)設(shè)顯得尤為關(guān)緊，是零下攝氏度使用的船用球閥結(jié)構(gòu)的不可缺少組成局部，必要。零下攝氏度使用的船用球閥的防火預(yù)設(shè)與平常的球閥的預(yù)設(shè)大致相似，在各環(huán)節(jié)的嚴(yán)密封閉上認(rèn)為合適而使用青灰嚴(yán)密封閉圈。防靜電預(yù)設(shè)認(rèn)為合適而使用彈簧式結(jié)構(gòu)，防止靜電電荷累積萌生的爆炸危險(xiǎn)。

  表1 低溫閥加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度  mm

  注：NPS表達(dá)閥門公稱直徑（DN）。

  ♂

  2.3 閥腔泄壓預(yù)設(shè)及閥門的嚴(yán)密封閉圈預(yù)設(shè)

  零下攝氏度使用的船用球閥應(yīng)用在易燃易爆且容易氣化的媒介時(shí)，對(duì)于閥門嚴(yán)密封閉結(jié)構(gòu)有著特別的要求。這是由于球閥在結(jié)構(gòu)上普通會(huì)有嚴(yán)密封閉閥腔，因?yàn)槊浇闅饣瘯r(shí)大小急速膨脹，球閥在嚴(yán)密封閉結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)上，必須要思索問(wèn)題嚴(yán)密封閉閥腔的泄壓要求。球閥按結(jié)構(gòu)分為浮動(dòng)球式及固定球式兩種。因?yàn)楦?dòng)球式零下攝氏度使用的船用球閥和固定球式零下攝氏度使用的船用球閥的閥門嚴(yán)密封閉原理不一樣，在泄壓預(yù)設(shè)上，會(huì)有表面化的差別。

  浮動(dòng)球式球閥的嚴(yán)密封閉有賴媒介的壓力，把球面立體推向下游的嚴(yán)密封閉面，因此達(dá)到嚴(yán)密封閉的要求。所以普通浮動(dòng)球式低溫球閥的嚴(yán)密封閉結(jié)構(gòu)為上游嚴(yán)密封閉圈認(rèn)為合適而使用彈簧預(yù)緊式嚴(yán)密封閉結(jié)構(gòu)，泄壓認(rèn)為合適而使用在球面立體上鉆孔的形式。因?yàn)樯嫌蚊浇榈膲毫Ω撸胀ㄩy門的泄壓方向都認(rèn)為合適而使用上進(jìn)游泄壓。彈簧預(yù)緊式閥座可以使球面立體在彈簧的效用下，壓向下游嚴(yán)密封閉圈。這種嚴(yán)密封閉結(jié)構(gòu)的益處是使嚴(yán)密封閉更靠得住，同時(shí)球閥開(kāi)啟扭矩也會(huì)減小。球面立體上鉆孔可以使閥腔與閥門上游通連，防止閥腔因媒介氣化膨脹而部分升壓。

  固定球式零下攝氏度使用的船用球閥的嚴(yán)密封閉普通是雙向嚴(yán)密封閉，即上下游嚴(yán)密封閉圈要同時(shí)起到嚴(yán)密封閉的效用。上游嚴(yán)密封閉圈用單活塞式嚴(yán)密封閉閥座，下游嚴(yán)密封閉圈用雙活塞式嚴(yán)密封閉閥座。單活塞閥座的原理為單向活塞式的效用，在嚴(yán)密封閉副的預(yù)設(shè)上，思索問(wèn)題到因嚴(yán)密封閉面兩個(gè)方向效用力氣的差值而萌生的效用力氣方向的不一樣，因此使嚴(yán)密封閉副在壓力差的推動(dòng)下，萌生相應(yīng)方向的活塞運(yùn)動(dòng)（單活塞效應(yīng)）。正常壓力下前閥座單活塞嚴(yán)密封閉概況圖見(jiàn)圖1，在上游管道正常推力P1大于逆向推力P2時(shí)（P1>P2），在壓力差的效用下，把嚴(yán)密封閉圈壓向球面立體，達(dá)到嚴(yán)密封閉；而在閥腔壓力升高時(shí)，在此壓力的效用下，推開(kāi)嚴(yán)密封閉圈，使閥腔里的氣體泄上進(jìn)游管道。

  圖1 正常壓力下前閥座單活塞嚴(yán)密封閉概況圖

  中腔泄壓時(shí)前閥座單活塞嚴(yán)密封閉概況圖見(jiàn)圖2，當(dāng)閥門中腔有異常壓力時(shí)，中腔壓力大于流體壓力，且壓力差萌生的推力滿意P3>P4+P5(P3為閥腔壓力效用在圖示效用面上的推力,P4為流體效用在閥座上端推力，P5為彈簧推力)，閥座在壓力的推動(dòng)下，離去球面立體，泄放壓力。

  圖2 中腔泄壓時(shí)前閥座單活塞嚴(yán)密封閉概況圖

  雙活塞閥座的原理與單活塞閥座的原理大致相似，只是在嚴(yán)密封閉圈的預(yù)設(shè)上，要保障不管在下游管道壓力高于閥腔壓力時(shí)，仍然在閥腔壓力高于下游管道壓力時(shí)，嚴(yán)密封閉圈都能達(dá)到嚴(yán)密封閉，因此防止閥腔氣體向下游泄壓并盡力照顧下游管道（雙活塞效應(yīng)）。正常壓力下后閥座雙活塞嚴(yán)密封閉概況圖見(jiàn)圖3，在正常壓力方向，因?yàn)殚y腔壓力P6小于閥座彈簧壓力P7與流體壓力效用在圖示效用面浮力P8之和(P6<P7+P8)，閥座在壓力效用下壓向球面立體，阻擋媒介經(jīng)過(guò)。存在逆向壓力時(shí)后閥座雙活塞嚴(yán)密封閉概況圖見(jiàn)圖4，當(dāng)有逆向壓力的事情狀況下，由于閥腔壓力P9>正向流體壓力P10，閥座在壓力效用下也會(huì)壓向球面立體，阻擋媒介經(jīng)過(guò)。

  閥座的主嚴(yán)密封閉件認(rèn)為合適而使用唇式嚴(yán)密封閉（Lipseal），以便保證低溫時(shí)閥門的嚴(yán)密封閉性能，上游閥座因閥腔泄壓的需求，普通認(rèn)為合適而使用單向唇式嚴(yán)密封閉圈，而下游閥座因?yàn)殡p向嚴(yán)密封閉的需求，認(rèn)為合適而使用雙向嚴(yán)密封閉圈，如圖1~圖4所示。.

  圖3 正常壓力下后閥座雙活塞嚴(yán)密封閉概況圖

  ♂

  圖4 存在逆向壓力時(shí)后閥座雙活塞嚴(yán)密封閉概況圖

  然而不一樣的廠家在單活塞閥座以及雙活塞閥座的預(yù)設(shè)上，都有自個(gè)兒不一樣的獨(dú)特的地方，眾多廠家也提出請(qǐng)求了預(yù)設(shè)專利，在此不相同一贅述。

  3 零下攝氏度使用的船用球閥的安裝注意事情的項(xiàng)目

  由于超低溫閥門的特別結(jié)構(gòu)，安裝閥門時(shí)，也應(yīng)思索問(wèn)題相應(yīng)的閥門結(jié)構(gòu)獨(dú)特的地方，否則將會(huì)影響閥門的運(yùn)用，造成閥門失去效力。

  3.1 閥桿安裝角度

  零下攝氏度使用的船用球閥不可以水沒(méi)有危險(xiǎn)裝，即閥桿不可以安裝在水準(zhǔn)方向。這是因?yàn)槌蜏亻y加長(zhǎng)閥蓋的結(jié)構(gòu)獨(dú)特的地方要求的，否則低溫媒介將飽含閥蓋的加長(zhǎng)局部，導(dǎo)致閥門填料失去效力，并會(huì)將冷量傳給閥門手柄，給操作擔(dān)任職務(wù)的人帶來(lái)個(gè)人生命損害。

  3.2 泄壓方向

  如前所述，零下攝氏度使用的船用球閥普通上進(jìn)云游向泄壓。這處要特不要提出的是，這個(gè)上云游向并非一直是與管線流向相反的方向，正確地說(shuō)應(yīng)當(dāng)是閥門關(guān)閉時(shí)的上云游向。譬如，由于思索問(wèn)題維修而設(shè)在調(diào)節(jié)閥兩端的截?cái)嚅y的安裝方向應(yīng)當(dāng)相反，兩個(gè)截?cái)嚅y的泄壓方向均應(yīng)背對(duì)換節(jié)閥的方向。這么在調(diào)節(jié)閥的維修時(shí)，兩個(gè)截?cái)嚅y在關(guān)閉狀況時(shí)，可以作別向銜接接的管道方向泄壓，否則閥門第閥閱腔中的氣體將會(huì)泄向大氣而導(dǎo)致背景污染，并萌生爆炸危險(xiǎn)。所以在安裝閥門時(shí)，要加意閥門泄壓方向的要求。閥門泄壓的方向應(yīng)在工藝流程圖上標(biāo)出，并表現(xiàn)出來(lái)在管道軸測(cè)圖中。

  3.3 閥門干燥要徹底

  因?yàn)榱阆聰z氏度使用的船用球閥閥門均在低溫工況下運(yùn)用，對(duì)閥門的干燥提出了頎長(zhǎng)的要求。假如閥門里有積水存在，在低溫下水會(huì)上凍，大小膨脹，對(duì)閥門內(nèi)里的器件會(huì)萌生壓力，造成閥門嚴(yán)密封閉不嚴(yán)，甚至于結(jié)構(gòu)毀壞。超低溫閥門在水壓嘗試后，要施行嚴(yán)明的干燥能力出廠。一般零下攝氏度使用的船用球閥閥門在在場(chǎng)不做水壓嘗試，而用大氣的壓力嘗試接替。這是由于動(dòng)工在場(chǎng)的條件有限，水壓嘗試后閥門內(nèi)積水去除不絕對(duì)，干燥不徹底，影響閥門的正常運(yùn)用。

  4 結(jié)束語(yǔ)

  隨著液化天然煤氣的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)天然煤氣管道系統(tǒng)安全的要求也會(huì)越來(lái)越高，對(duì)零下攝氏度使用的船用球閥結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)還會(huì)不停地提出更高的要求。在管道系統(tǒng)的預(yù)設(shè)、閥門的安裝及操作上要加意，能力保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，減損對(duì)背景的污染和危害以及對(duì)個(gè)人生命的損害。額外，盡早地完備我國(guó)關(guān)于低溫閥門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，也有幫助于提高國(guó)產(chǎn)閥門的品質(zhì)水準(zhǔn)，保障閥門的安全應(yīng)用。不銹鋼截止閥