低溫截止閥通常指工作溫度低于 -110℃ 的截止閥門，廣泛應用于液化天然氣，液化石油氣體和其它低溫行業。目前可制造适用溫度達 -196℃ 的低溫截止閥，全部零件采用液氮進行低溫預處理，完全避免使用過程中密封變形洩露。

低溫截止閥是一種工作在低溫氣氫或液氫介質中，用來接通或切斷管路介質的裝置。針對在使用過程中出現閥門無法動作的問題，進行了故障分析，通過改進結構，使閥門正常運行于試驗系統中。

1.結構組成

低溫截止閥由閥體、閥瓣、閥杆和汽缸等組成。閥體、閥蓋和閥杆等均采用不鏽鋼，閥瓣采用銅。上下兩段閥杆中間用環氧酚醛層壓玻璃鋼布闆實現絕熱，法蘭密封面采用鋁墊片，填料使用聚四氟乙烯，汽缸使用雙特密封，以減小摩擦力，閥門整體采用聚氨酯發泡保溫。

2.材料選用

低溫截止閥用墊片必須在常溫、低溫及溫度變化下具有可靠的密封性和複原性，因此一般選擇性能變化小的墊片材料。如浸漬聚四氟乙烯的石棉填料或成型塑料件填料，而玻璃鋼由于導熱系數很小，大多用作熱橋元件。

3.密封結構

在關閉件設計時，閥座采用較硬的材料不鏽鋼，閥瓣采用較軟的材料銅，當低溫下奧氏體發生相變時，密封面高低不平，軟材料在操作力的作用下産生形變而使其與閥座貼合緊密，補償由于熱應力和組織應力引起的材料變形，解決了高壓低溫工況下的密封性問題。

4.絕熱結構

為較好地實現低溫截止閥的絕熱，将閥蓋設計成細長結構，加長熱橋，防止因填料函部分過冷而使處在填料函部位的閥杆以及閥蓋上部的零件結霜，影響使用。采用隔熱墊（材料為環氧酚醛層壓玻璃鋼布）将閥杆分為上、下兩部分，減小熱流，實現絕熱。閥門整體采用外絕熱形式，使用聚氨脂發泡保溫，保溫層厚200mm。

5.故障分析

低溫截止閥應用于試驗系統後，出現了無法動作的故障。在對該閥解體後發現，閥杆與閥蓋出現了咬合，閥杆表面的中心線對稱位置處有兩處較深的劃痕，與之相配的閥蓋下法蘭相應位置上也有兩處劃痕。經過分析，引起故障的原因有兩方面。

（1）存儲期

閥門存放期間水平放置并處于開啟狀态，閥杆與閥瓣形成懸臂梁結構，懸臂長147mm，懸臂重4.8kg。由于重力作用引起下閥杆彎曲，使得下閥杆和閥蓋法蘭孔同軸度偏差增大。原設計中同軸度zui大偏差為0.1mm，拆除後實測同軸度偏差約為0.4mm。由于兩零件材料均為OCr18Ni9不鏽鋼，低溫下無法進行潤滑，動作時由于同軸度偏差大産生咬合現象。

（2）加工期

經檢查，閥蓋上的銷釘槽沒有按圖紙加工。将圖紙中的方形槽加工成圓弧形槽，影響了銷釘和銷釘槽的正常配合，下閥杆承受側向力，從而導緻下閥杆和閥蓋産生幹涉。

6.改進措施

（1）閥杆與閥蓋配合部分

在下閥杆Φ51mm處壓入一個H62銅套，不鏽鋼OCr18Ni9硬度160HB，黃銅H62硬度56HB，采用這種方式可避免同種材料直接接觸而産生咬合現象。将閥蓋下法蘭孔Φ51mm加工至Φ57mm，與下閥杆相應處采用間隙配合，既保證了配合件具有較小的動摩擦力，又起到了導向作用。

（2）閥杆防轉裝置銷釘和銷釘槽配合的作用是避免閥杆旋轉。由于該閥的閥瓣、閥杆、汽缸和活塞等為回轉體，其閥杆是否旋轉對其密封和啟閉性能不會産生影響。為了避免由于銷釘和銷釘槽配合不當而使下閥杆承受側向力，取消了銷釘。

低溫截止閥的選用原則

1、高溫、高壓介質的管路或裝置上宜選用截止閥。如火電廠、核電站，石油化工系統的高溫、高壓管路上。

2、管路上對流阻要求不嚴的管路上。即對壓力損失考慮不大的地方。

3、小型閥門可選用針閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等。

4、有流量調節或壓力調節，但對調節精度要求不高，而且管路直徑又比較小，如公稱通經≤50mm 的管路上，宜選用。

5、合成工業生産中的小化肥和大化肥宜選用公稱壓力PN160 公稱壓力16MPa 或PN320 公稱壓力32MPa 的高壓角式截止閥或高壓角式節流閥。

6、氧化鋁拜耳法生産中的脫矽車間、易結焦的管路上，易選用閥體分開式、閥座可去處的、硬質合金密封副的直流式截止閥或直流式節流閥。

7、城市建設中的供水、供熱工程上，公稱通經較小的管路，可選用截止、平衡閥或柱塞閥，如公稱通經小于150mm的管路上。 上海永龍閥門廠專業生産低溫截止閥，該類産品明顯的優點是： 在開啟和關閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。 開啟高度一般僅為閥座通道直徑的1/4，因此比閘閥小的多。 通常在閥體和閥瓣上隻有一個密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。 公稱壓力或壓力級：PN1.0-16.0MPa、ANSI CLASS 150-900、JIS10-20K 公稱通徑或口徑：DN10～500、NPS 1/2 ～36" 連接方式：法蘭、對焊、螺紋等适用溫度：-196℃～700℃ 驅動方式：手動、傘齒輪傳動、氣動、電動、液動、氣液聯動、電液聯動閥體材料：WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M(316L)、Ti。選用不同的材質，可分别适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質、尿素等多種介質。

低溫截止閥主要是指介質使用溫度在-196~-150度的低溫液态介質系統中的截止閥。低溫閥門，特别是超低溫閥門，其工作溫度極低。在設計這類閥門時，除了應遵循一般閥門的設計原則外，還有一些特殊的要求。

一、低溫截止閥的設計要求:根據使用條件，低溫閥的設計有下列要求：

1) 閥門在低溫介質及周圍環境溫度下應具有長時間工作的能力。

2) 閥門不應成為低溫系統的一個顯着熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外，如流入過多，還會使内部流體急速蒸發，産生異常升壓，造成危險。

3) 低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能産生有害的影響。

4) 直接與低溫介質接觸的截止閥組合件應具有防爆和防火結構。

5) 在低溫下工作的截止閥組合件無法潤滑，所以需要采取結構措施，以防止摩擦件擦傷。

二、低溫截止閥的材料選用

1、低溫截止閥主體材料(1) 主體材料選用應考慮的因素從金相考慮，金屬材料中除了具有面心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外，一般的鋼材在低溫狀态下會出現低溫脆性，從而降低閥門的強度和使用壽命。

2、選擇主體材料時首先要選用适合于低溫下工作的材料。鋁在低溫下不會出現低溫脆性，但因鋁及鋁合金的硬度不高，鋁密封面的耐磨、耐擦傷性能差，所以在低溫截止閥中的使用有一定的限制，僅在低壓和小口徑閥門中選用。

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