LNG氣動(dòng)超低溫焊接式球閥產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

石化行業(yè)中對(duì)低溫閥門的定義是按照輸送介質(zhì)的設(shè)計(jì)溫度來定義的,，一般將應(yīng)用在介質(zhì)溫度-40 ℃以下的閥門稱作低溫閥，應(yīng)用在介質(zhì)溫度-101 ℃以下的閥門稱作超低溫閥門,。超低溫球閥主要應(yīng)用于液化天然氣,、液化石油氣以及空分行業(yè)的裝置上，輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)有：液氧,、液氫,、液化天然氣、液化石油產(chǎn)品等,。這些介質(zhì)不但易燃易爆,，而且在升溫或者閃蒸時(shí)會(huì)發(fā)生氣化，氣化時(shí)體積急劇膨脹,，如果輸送這些流體的閥門中有密閉閥腔且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,，則會(huì)造成閥腔超壓，從而導(dǎo)致介質(zhì)泄漏,，甚至閥門開裂造成事故,。近幾年，隨著石油化工的發(fā)展,，特別是液化天然氣(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越高。根據(jù)相關(guān)工程設(shè)計(jì)及工藝操作安全的要求,，國(guó)內(nèi)外各閥門供應(yīng)商一直在進(jìn)行對(duì)超低溫球閥在不同部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的研究,，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。筆者結(jié)合在液化天然氣生產(chǎn)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，介紹超低溫球閥的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),、低溫試驗(yàn)及安裝的注意事項(xiàng)，以便為工程設(shè)計(jì)中類似介質(zhì)的超低溫閥門的選用提供參考,。

2,、超低溫球閥主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
超低溫球閥因其使用介質(zhì)和使用環(huán)境的特殊性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有著與其他種類閥門顯著不同的特點(diǎn),。有雙作用式和單作用式（彈簧復(fù)位）,，齒輪傳動(dòng),，安全可靠；大口徑閥門采用AW型系列氣動(dòng)執(zhí)行器拔叉式傳動(dòng),，結(jié)構(gòu)合理,，輸出扭矩大，有雙作用式和單作用式,。根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),，在LNG輸出端口必須配置緊急切斷閥以確保LNG罐箱及槽車安全運(yùn)行，事故狀態(tài)下切斷危險(xiǎn)源減少人員及財(cái)產(chǎn)損失,。我公司研制出的低溫氣動(dòng)緊急切斷閥被廣泛應(yīng)用在LNG罐箱及儲(chǔ)槽上,。采用加長(zhǎng)閥蓋設(shè)計(jì)及滴水板設(shè)計(jì)、防火及防靜電設(shè)計(jì),、閥腔泄壓閥門密封圈的設(shè)計(jì)等,。同時(shí)針對(duì)閥門密封圈的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了單活塞密封和雙活塞密封型式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及密封原理,。并介紹了閥門安裝注意事項(xiàng)，如閥門安裝角度的要求,、閥門泄壓的方向要求等,。

2.1、加長(zhǎng)閥蓋設(shè)計(jì)及滴水板設(shè)計(jì)

低溫閥門的閥蓋均采用加長(zhǎng)閥蓋的設(shè)計(jì),。加長(zhǎng)閥蓋的設(shè)計(jì)要使閥門操作手柄和填料安裝位置遠(yuǎn)離低溫區(qū),，既可以避免介質(zhì)的低溫導(dǎo)致閥門操作者的冷灼傷，也可以使閥門的填料在正常的溫度下工作,，保證填料不會(huì)受到霜凍的侵害而導(dǎo)致填料斷裂失效,。另外，由于一般超低溫閥門保冷層會(huì)比較厚,，加長(zhǎng)的閥蓋也保證了保冷施工的空間,，并使填料壓蓋位于保冷層外，添加填料及緊固壓蓋螺栓時(shí),，無須損壞保冷層,。有的廠家在超低溫球閥的加長(zhǎng)閥蓋上，采用了滴水板設(shè)計(jì),。滴水板需設(shè)置在保冷層外側(cè),，可以防止冷凝的水滴落到保冷層及閥體上部，保護(hù)保冷層及防止冷量流失,。

表1 為美國(guó)閥門及管件制造商標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)MSS SP-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)稍有不同，在設(shè)計(jì)時(shí)需參考選定廠家的產(chǎn)品尺寸,。

2.2,、防火設(shè)計(jì)及防靜電設(shè)計(jì)

由于超低溫球閥一般均應(yīng)用在易燃易爆的介質(zhì)上,，防火設(shè)計(jì)及防靜電設(shè)計(jì)顯得尤為重要，是超低溫球閥結(jié)構(gòu)的必要組成部分,，*,。超低溫球閥的防火設(shè)計(jì)與普通球閥的設(shè)計(jì)類似，在各環(huán)節(jié)的密封上采用石墨密封圈,。防靜電設(shè)計(jì)采用彈簧式結(jié)構(gòu),，避免靜電電荷累積產(chǎn)生的爆炸危險(xiǎn)。

2.3,、閥腔泄壓設(shè)計(jì)及閥門的密封圈設(shè)計(jì)

超低溫球閥應(yīng)用在易燃易爆且容易氣化的介質(zhì)時(shí),，對(duì)于閥門密封結(jié)構(gòu)有著特殊的要求。這是因?yàn)榍蜷y在結(jié)構(gòu)上一般會(huì)有密閉閥腔,，由于介質(zhì)氣化時(shí)體積急劇膨脹,，球閥在密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，一定要考慮密閉閥腔的泄壓要求,。球閥按結(jié)構(gòu)分為浮動(dòng)球式及固定球式兩種,。由于浮動(dòng)球式超低溫球閥和固定球式超低溫球閥的閥門密封原理不同，在泄壓設(shè)計(jì)上,，會(huì)有明顯的區(qū)別,。

浮動(dòng)球式球閥的密封依靠介質(zhì)的壓力，把球體推向下游的密封面,，從而達(dá)到密封的要求,。所以一般浮動(dòng)球式低溫球閥的密封結(jié)構(gòu)為上游密封圈采用彈簧預(yù)緊式密封結(jié)構(gòu)，泄壓采用在球體上鉆孔的方式,。由于上游介質(zhì)的壓力高,，一般閥門的泄壓方向都采用向上游泄壓。彈簧預(yù)緊式閥座可以使球體在彈簧的作用下,，壓向下游密封圈,。這種密封結(jié)構(gòu)的好處是使密封更可靠，同時(shí)球閥開啟扭矩也會(huì)減小,。球體上鉆孔可以使閥腔與閥門上游相通,，避免閥腔因介質(zhì)氣化膨脹而局部升壓。

固定球式超低溫球閥的密封一般是雙向密封,，即上下游密封圈要同時(shí)起到密封的作用,。上游密封圈用單活塞式密封閥座，下游密封圈用雙活塞式密封閥座,。單活塞閥座的原理為單向活塞式的作用,，在密封副的設(shè)計(jì)上，考慮到因密封面兩個(gè)方向作用力的差值而產(chǎn)生的作用力方向的不同,，從而使密封副在壓力差的推動(dòng)下,，產(chǎn)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密封示意圖見圖1，在上游管道正常推力P1 大于反向推力P2 時(shí)(P1>P2),，在壓力差的作用下,，把密封圈壓向球體，達(dá)到密封;而在閥腔壓力升高時(shí),，在此壓力的作用下,，推開密封圈，使閥腔里的氣體泄向上游管道,。中腔泄壓時(shí)前閥座單活塞密封示意圖見圖2,，當(dāng)閥門中腔有異常壓力時(shí)，中腔壓力大于流體壓力,，且壓力差產(chǎn)生的推力滿足P3>P4+P5(P3 為閥腔壓力作用在圖示作用面上的推力,P4 為流體作用在閥座上端推力,，P5 為彈簧推力)，閥座在壓力的推動(dòng)下,，離開球體,，泄放壓力。

雙活塞閥座的原理與單活塞閥座的原理類似,，只是在密封圈的設(shè)計(jì)上,，要保證無論在下游管道壓力高于閥腔壓力時(shí)，還是在閥腔壓力高于下游管道壓力時(shí),，密封圈都能達(dá)到密封,，從而避免閥腔氣體向下游泄壓并保護(hù)下游管道(雙活塞效應(yīng)),。正常壓力下后閥座雙活塞密封示意圖見圖3,，在正常壓力方向，閥座的主密封件采用唇式密封(Lipseal),，以便確保低溫時(shí)閥門的密封性能,，上游閥座因閥腔泄壓的需要，一般采用單向唇式密封圈,，而下游閥座由于雙向密封的需要,，采用雙向密封圈，如圖1~圖4所示,。不過不同的廠家在單活塞閥座以及雙活塞閥座的設(shè)計(jì)上,，都有自己不同的特點(diǎn)。

3,、超低溫球閥的安裝注意事項(xiàng)
因?yàn)槌蜏亻y門的特殊結(jié)構(gòu),，安裝閥門時(shí)，也應(yīng)考慮相應(yīng)的閥門結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，否則將會(huì)影響閥門的使用,，導(dǎo)致閥門失效,。

3.1、閥桿安裝角度

超低溫球閥不能水平安裝,，即閥桿不可安裝在水平方向,。這是由于超低溫閥加長(zhǎng)閥蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要求的，否則低溫介質(zhì)將充滿閥蓋的加長(zhǎng)部分,，造成閥門填料失效,，并會(huì)將冷量傳給閥門手柄，給操作人員帶來人身傷害,。

3.2,、泄壓方向

如前所述，超低溫球閥一般向上游方向泄壓,。這里要特別提出的是,，這個(gè)上游方向并非一直是與管線流向相反的方向，準(zhǔn)確地說應(yīng)該是閥門關(guān)閉時(shí)的上游方向,。比如,，因?yàn)榭紤]維修而設(shè)在調(diào)節(jié)閥兩端的切斷閥的安裝方向應(yīng)該相反，兩個(gè)切斷閥的泄壓方向均應(yīng)背對(duì)調(diào)節(jié)閥的方向,。這樣在調(diào)節(jié)閥的維修時(shí),，兩個(gè)切斷閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，可以分別向相連接的管道方向泄壓,，否則閥門閥腔中的氣體將會(huì)泄向大氣而造成環(huán)境污染,，并產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)。所以在安裝閥門時(shí),，要特別注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，并體現(xiàn)在管道軸測(cè)圖中,。

3.3,、閥門干燥要*

由于超低溫球閥閥門均在低溫工況下使用，對(duì)閥門的干燥提出了很高的要求,。如果閥門里有積水存在,，在低溫下水會(huì)結(jié)冰，體積膨脹,，對(duì)閥門內(nèi)部的部件會(huì)產(chǎn)生壓力,，導(dǎo)致閥門密封不嚴(yán)，甚至結(jié)構(gòu)損壞,。超低溫閥門在水壓試驗(yàn)后,，要進(jìn)行嚴(yán)格的干燥才能出廠。通常超低溫球閥閥門在現(xiàn)場(chǎng)不做水壓試驗(yàn),，而用氣壓試驗(yàn)代替,。這是因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)的條件有限,，水壓試驗(yàn)后閥門內(nèi)積水去除不*，干燥不*,，影響閥門的正常使用,。

1、齒輪式雙活塞,，輸出力矩大,，體積小。

2,、氣缸選用鋁金材料,，重量輕、外形美觀,。

3,、可在頂部、底部安裝手動(dòng)操作機(jī)構(gòu),。

4,、齒條式連接可調(diào)節(jié)開啟角度、額定流量,。

5,、執(zhí)行器可選帶電訊號(hào)反饋指示及各類附件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

6,、IS05211標(biāo)準(zhǔn)連接為產(chǎn)品的安裝更換提供了方便,。

7、兩端調(diào)的節(jié)螺釘可使標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在0°和90°有±4°的可調(diào)范圍,，確保與閥門的同步精度,。

參數(shù)：

氣動(dòng)低溫球閥可選功能：

LNG氣動(dòng)超低溫焊接式球閥標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)明細(xì)表:

注意：客戶需求的其他材質(zhì)也可采用。DQ61Y鍛鋼低溫焊接球閥密封面料配對(duì)由客戶內(nèi)件代號(hào)決定,。
CS=碳鋼,；AS=合金鋼；SS=不銹鋼,；

尺寸（mm）和重量（kg）

8,、結(jié)語

隨著液化天然氣的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)天然氣管道系統(tǒng)安全的要求也會(huì)越來越高,，對(duì)超低溫球閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還會(huì)不斷地提出更高的要求,。在管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、閥門的安裝及操作上要特別注意,，才能保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行,，減少對(duì)環(huán)境的污染和危害以及對(duì)人身的傷害。另外,，盡早地完善我國(guó)關(guān)于低溫閥門的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),，也有利于提升國(guó)產(chǎn)閥門的質(zhì)量水平，保證閥門的安全應(yīng)用,。

（1）進(jìn)口氣動(dòng)球閥在安裝使用之前,，必須對(duì)球閥進(jìn)行安裝前的檢查和開關(guān)運(yùn)行試驗(yàn)。只有在運(yùn)行動(dòng)作正常的條件下,，才能安裝使用,。

（2）氣動(dòng)球閥的安裝要盡可能使閥門與管路法蘭同心，并加支撐固定,。不能使球閥受其它外力作用,，以免損壞閥門的中密封及閥門變形。造成閥門開關(guān)不靈及閥門的損壞而無法使用,。

（3）要保證氣動(dòng)球閥及氣動(dòng)元件所提供的動(dòng)力氣源必須是潔凈,，盡可能不帶油污及水。清潔度應(yīng)小于0.4微米,。

（4）接入氣源之前,，必須清潔供氣管路，氣源接口和開關(guān)等器件，以防由于管路不清潔帶上污物和泥沙沖入氣動(dòng)執(zhí)行單元而造成故障,。

（5）氣動(dòng)執(zhí)行器,、電磁閥、定位器,、過濾器,、減壓閥等的連接，可用銅管或尼龍管,，為以防防塵及減小噪聲,，排氣口應(yīng)安裝消聲器或消聲節(jié)流閥。

（6）安裝好以后,，對(duì)氣動(dòng)閥門應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn),，給氣動(dòng)執(zhí)行器加壓至額定值，壓力為0.4～0.7mpa,，對(duì)氣動(dòng)球閥進(jìn)行開關(guān)試驗(yàn),，觀察進(jìn)口閥門的開閉情況。應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活無卡阻現(xiàn)象,。在開關(guān)如有卡阻現(xiàn)象可增高氣壓,，反復(fù)開關(guān)使閥門調(diào)到開關(guān)靈活即可。

（7）安裝調(diào)試開關(guān)型氣動(dòng)球閥時(shí),，先用手動(dòng)裝置進(jìn)行（電磁閥上的手動(dòng)按鈕）調(diào)試,、動(dòng)作正常后在通電調(diào)試。

（8）氣動(dòng)球閥應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)處,，應(yīng)三個(gè)月加油（機(jī)油）一次,。定期對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行單元和配合使用的空氣過濾器進(jìn)行放水、排污,。正常的情況下六個(gè)月檢查一次,，每年檢修一次。

訂貨須知：

一,、①產(chǎn)品名稱與型號(hào)②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度,。
二、若已經(jīng)由設(shè)計(jì)單位選定公司的型號(hào),，請(qǐng)型號(hào)直接向我司銷售部訂購(gòu),。

三、當(dāng)使用的場(chǎng)合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時(shí),請(qǐng)您盡量提供設(shè)計(jì)圖紙和詳細(xì)參數(shù),，由我們的閥門公司專家為您審核把關(guān),。如有疑問：請(qǐng)：我們一定會(huì)盡心盡力為您提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù),。提供全面,、專業(yè)的“閥門系統(tǒng)解決方案”，也十分愿意幫助用戶解決生產(chǎn)中所遇到的難題,。