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技術(shù)文章

低溫閥門的使用方法介紹
     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?dú)?、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(zhǎng)。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)閉件的密封通常靠在密封圈上形成必須的接觸壓力來保證，但如果傳動(dòng)裝置的作用力是固定的，密封圈的強(qiáng)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(duì)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(gè)別地方產(chǎn)生液相。因此，在閥門快速開啟時(shí)，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(zhǎng)趨勢(shì)。這是因?yàn)殍F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。
深冷用閥門，只考慮超低溫閥的工作特點(diǎn)。可安裝于保溫箱內(nèi)部的任意位置，但填料函、操作機(jī)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(duì)于超低溫的電動(dòng)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(huì)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(jì)中，增加閥桿長(zhǎng)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(diǎn)有一個(gè)溫度梯度，在某工作點(diǎn)和超過工作點(diǎn)，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(shí)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(shí)，不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的高壓。
由于閥門零件通常在室溫下制造和檢驗(yàn)的，在低溫條件下工作，各個(gè)不同零件會(huì)隨著溫度的變化而產(chǎn)生不同的膨脹和收縮，這樣會(huì)直接影響閥門的正常工作，這是使用中必須注意和了解的。
低溫閥使用的材料種類比較多，普通材料：如碳鋼(WCB)會(huì)隨著溫度降低而變脆。*常用的選擇材料是：奧氏體不銹鋼、青銅和銅鎳合金，這些材料都不會(huì)發(fā)生脆裂現(xiàn)象，能夠保證正常使用。經(jīng)驗(yàn)表明，奧氏體不銹鋼、青銅、銅鎳合金是韌性和強(qiáng)度*好的材料。所以一些重要部位的低溫閥，如：截止閥、**閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥等都選擇這類材料。
生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)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(yùn)行時(shí)，內(nèi)件會(huì)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*好采用焊接連接。
低溫閥門的填料墊片，一般多數(shù)采用F4，因其自潤(rùn)滑性好、摩擦系數(shù)小、又具有獨(dú)特的化學(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(yùn)行中，常發(fā)現(xiàn)閥門的傳動(dòng)部位發(fā)生粘滯。咬合現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，主要原因是：配對(duì)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(shí)向供貨商提出，改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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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