李俊青

哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司 黑龙江哈尔滨 150000

1 低温阀门的结构特征

1.1 阀盖长颈结构

若是介质温度小于于-29℃时，一般就需要进行低温阀门的安装。为了防止填料位置出现结冰的情况而对于阀杆产生损伤，阀盖填料箱需要保证和阀门流道保持一定的距离，将其设计为长颈结构，实际尺寸需要按照相关要求实施。并且温度和公称尺寸呈反比，这样阀盖的加长颈伸长量也就越大。除了有低温止回阀之外，其他相应的阀门，也需要设计为长颈结构。相对于有上密封要求的低温闸阀以及低温截止阀等，需要进行上密封结构的设置，上密封座需要在填料函底部处进行设置，通常堆焊奥氏体不锈钢或硬质合金，并且在加长阀盖底部进行导向套的设置[1]。

1.2 自泄压结构

若是低温阀门当中所流经的介质为低温液体，例如液氮、液氧、液化天然气等。若是这些气质被气化，其相应的体积也会不断增大，甚至是百倍，而如果它们在阀腔中被关闭，它们可能会引起爆裂。因此，与球阀、闸阀等双向密封阀相比，在中间腔体需要进行自泄压结构的设计。闸阀需要在阀门进口位置侧面进行小孔开设，将其和进口管进行有效连接，球阀安全泄压一般有两种表现方式：第一种就是对于进口段预紧弹簧进行准确的计算，其中当型腔压力大于额定压力的1.33倍时，进口端的预紧弹簧压力就会被释放同时也会自动进行泄压。另一种方法是将泄压阀安装在球阀中间腔的外面。使用前，需要合理设定压力值，以保护低温球阀的安全性能。

1.3 隔离滴盘

低温阀门在管道安装之后，为了能够使得介质保证低温，降低气化情况出现，就需要在管道以及阀体等加长颈部位置进行保冷材料的包裹，因此在加长阀盖上部进行隔离地盘的焊接，以此防止冷凝水或者雨水将加长阀盖的爆冷层淋湿而出现结冰的情况，对阀门使用产生影响。

1.4 防止外漏

由于低温阀门通常主要就是在一些易燃易爆管道中进行安装，这就需要确保能够和相关标准要求相符合。另外，填料压盖当中锁紧螺母下部进行安装弹性或者齿形防松垫的安装处理，以此避免由于管道产生振动而使得螺母出现松动，以此使得填料函产生泄露的情况。

2 低温阀门的材料

2.1 材料分类

低温阀门材料主要分为三类：也就是碳钢以及合金钢和奥氏体不锈钢。碳钢主要有LCB（LF2）等，主要在不小于-46℃的非腐蚀性介质当中进行应用；合金钢主要有LC3（LF3），主要在不小于-101℃的非腐蚀性介质中进行应用；奥氏体不锈钢主要在不小于-196℃环境中应用，并且需要具备相应的腐蚀性低温介质当中应用，

2.2 材料热处理

低温阀门材料，不管是锻件还是铸件，或者焊接部门都需要实施热处理，以此将应力消除，晶粒细化可以将材料的实际金相组织进行合理改善，从而将其力学性能有效提升。碳钢和合金钢在处理中主要就是采用正火以及回火处理。和奥氏体不锈钢相比较，在热处理当中通常就是采用固溶处理。和含钛奥氏体不锈钢相比较，在淬火当中需要保证其稳定性，这样才能够析出较为稳定的相关碳化合物元素（Ti和Nb），从而将Cr碳化物进行析出，防止产生晶间腐蚀情况出现。低温阀门和其他相关的阀门差异主要就是阀门的受力部位不同，在进行低温夏氏V型缺口冲击试验当中。针对冲击试样温度一般需要确保和阀门的最低温度保持相同，冲击试样冲击值以及平均值需要和标准要求相符合[2]。

2.3 工件深冷处理

低温阀门在实际的应用中，通常会产生温度冷热交替变化的情况，为了能够有效保证奥氏体的稳定性，需要确保其温度小于-100℃的奥氏体不锈钢阀门，和介质基础零部件，在精加工前，采用液氮对其实施两次深冷处理，确保在液氮箱当中对工件进行浸没，若是工件温度保持在-196℃时，按照零件的厚度对其保温在2～4小时，继而将其取出箱外有效恢复到室温。

3 低温阀门的检验

3.1 材料的检验

相对于零件表面不但需要根据标准进行目视检查，还需要实施无损检测，一般，采用无损检测主要有包含磁粉探伤（MT）、渗透探伤（PT）、超声波探伤（UT）、射线探伤等（RT）。

3.2 产品常温性能检验

低温阀门常温检验和普通阀门相同，需要根据有关标准实施检验：第一，壳体强度试验；第二，高压密封试验；第三，高压上密封试验（有上密封要求的阀门）；第四，低压气密封试验。若是有要求，还需要进行高压气密封试验，以及根据相关标准实施填料函和中法兰处的低泄漏试验。在实施水压试验之后，高压气密封试验需要做好安全防护。在针对奥氏体不锈钢阀门实施水压试验中，水中当中的氯离子含量需要将其控制在25ppm以内。

3.3 产品低温性能试验

相对于低温阀门，需要根据通规定比例进行抽检，实施低温试验。在低温试验之前，需要对阀门做好脱脂清洁化处理，同时采用氮气将其吹干或者烘干，防止油脂或者水分在低温环境下转换为固体，从而对阀门结构产生一定的损伤。低温试验时，阀门与试压装置（阀体内的法兰盲板、管接头、热电偶）固定连接，在常温最大压力下用氮气保证初始试验时各位置的紧密性。在这当中采用氦气对于其中的氮气进行排除，并且在液氧罐当中对整体阀门进行置入，将液氮充入，直到其达到液面达到阀盖的颈部。若是阀门当中各个部分的热电偶显示温度正常并且符合要求，就可以实施氦气试验。

4 结语

低温阀门因为介质工况较为特殊，因此阀门结构需要特殊化设计，对材料的选取以及热处理、深冷处理、零件的加工、整机装配和常规的阀门有所不同，阀门的出厂检查和其他产品相比较也更加的严格。现阶段，一些低温阀门逐渐实现了国产化，但是相对于更为高端的低温球阀以及低温蝶阀等还处于不断开发当中，国产化的道路依旧任重道远。