超低温阀门
超低温阀门项目可行性研究报告市级立项用
超低温阀门项目可行性研究报告市级立项用一、项目背景随着现代工业技术的进步，各行各业对超低温设备的需求越来越大。
这种设备在石油、化工、电力、科研等领域具有广泛的应用。
特别是在临界低温环境下，传统的阀门无法满足工业设备的需求，而超低温阀门已成为一种重要的工程技术设备。
因此，开发超低温阀门项目具有很高的工业价值和市场前景。
二、技术可行性超低温阀门工作在超低温环境下，其关键技术包括阀门的密封性能、阀门材料的超低温性能等。
已有的阀门产品，如球阀、闸阀等，都有密封性能好、耐低温的特点，但仍有很大的改进空间。
我们的项目组拥有丰富的材料科学和阀门设计经验，相信能够克服这些技术难题，开发出优质的超低温阀门。
三、市场可行性根据市场研究，我国现阶段对超低温阀门的需求量大，但国内供应商较少，主要依赖进口。
但进口阀门价格高，供应周期长。
因此，如果能在国内生产优质的超低温阀门，将具有很大的市场优势。
预计开发成功后，年销售收入可达几亿元。
四、经济可行性阀门生产是一个投资较大的行业，但如果设备做好，市场回报是很可观的。
我们预计，开发新型超低温阀门的初期投资约为2000万，包括研发费用、设备购置费、人事费等。
预计3年内可以收回投资，并开始实现利润。
五、环保可行性六、风险评估与防控我们对此项目进行了全面的风险评估，认为主要风险包括技术研发风险、市场竞争风险、设备采购风险、人才流失风险等，并对每种风险制定了相应的防控措施。
结论综上所述，超低温阀门项目具有良好的技术可行性、市场可行性、经济可行性和环保可行性，并已对可能的风险进行了充分的评估和防控。
我们希望市政府能够批准立项，支持我们的项目，以实现科技创新和经济发展的双赢。
超低温工况下的阀门密封性研究
超低温工况下的阀门密封性研究摘要：本论文研究了超低温工况下阀门的密封性能。
超低温环境对阀门密封性能提出了更高的要求，因为低温会导致材料收缩、硬化和变脆，从而增加了泄漏的风险。
本研究通过实验和数值模拟相结合的方法，对不同材料、结构和密封方式的阀门进行了测试和分析。
结果显示，在超低温环境下，采用特殊材料和密封结构可以显著提高阀门的密封性能。
此外，优化密封间隙和使用低温密封剂也可以有效减少泄漏。
本研究对超低温工况下阀门的密封性能提供了重要参考，有助于提高阀门在低温工况下的可靠性和安全性。
关键词：超低温；阀门密封性；数值模拟引言本论文旨在研究材料老化对物体性能的影响。
随着时间的推移，材料会受到环境因素和使用条件的影响，导致性能的逐渐下降。
了解材料老化的机理和特征对于延长材料寿命、提高产品可靠性至关重要。
本文将回顾老化过程中的不同机制，包括化学反应、疲劳损伤和热氧化等。
此外，还将介绍常见的老化测试方法和评估指标。
通过深入研究材料老化的影响，我们可以为设计更耐久、可靠的材料和产品提供指导和建议。
1.超低温工况下阀门密封性能的影响因素1.1超低温环境对材料性质的影响超低温环境对材料性质有着显著的影响。
低温会导致材料的收缩和变形，由于分子振动减小，材料的线膨胀系数降低，使得材料变得更加脆弱。
低温会导致材料的硬化，使得材料的强度和韧性降低，容易发生断裂和破损。
低温还会影响材料的导电性、导热性和摩擦性能，从而影响材料的功能和应用。
在超低温环境下，材料的抗拉强度、冲击韧性和耐蚀性都会受到较大挑战。
因此，在超低温工况下选择合适的材料非常重要，以确保材料的性能稳定性和可靠性。
1.2超低温环境对阀门结构的影响超低温环境对阀门结构有着重要的影响。
低温会导致阀门材料的收缩和变形，可能导致密封面间隙增大，从而增加泄漏的风险。
低温环境下材料的脆性增加，使得阀门零部件容易发生断裂和破损。
低温还会影响阀门的润滑性能，使得阀门操作不灵活或卡阻。
超低温球阀的结构设计特点及安装要求
超低温球阀的结构设计特点及安装要求摘要：石油化工产业化的不断发展，使得液化天然气也获得了较好的发展前景，进而也对超低温阀门的需求量及工艺技术出了越来越高的要求。
对此，面对市场环境的变化，为满足液化天然气应用需求，根据超低温球阀结构的设计要点，如阀盖、密封部件、泄压部件等，再超低温球阀经过低温试验等工序，才能符合工业化生产要求。
关键词：超低温球阀；结构设计；安装要求；引言：球阀开关阀门外形是带有一个圆形通道的球体，通道和球体间的中轴线呈现出环绕垂直的结构，进而实现对介质流量和通道开关控制。
一般情况下，球阀开关阀门是固定的，有外力作用也不会发生移动。
球阀结构的组成部分主要有阀杆、支架、阀盖、阀体、滴水板和驱动装置等元件，超低温球阀的结构设计在经过一体式、二片式、三片式的结果优化设计过程后，促使球阀漏点有所降低。
1.超低温球阀概述石油化工的生产线上，输送介质的温度不同对球阀的定义也不同。
一般情况下，当输送介质的温度小于－40℃则定义为低温球阀；当输送介质的温度低于－40℃且低于－101℃则定义为超低温球阀。
其中，空分生产装置中常常会应用到超低温球阀，另外在含有液化天然气、液化石油气等介质的产品中也有应用。
液态低温介质保存、运输或使用的最大危险则是易燃易爆，若闪蒸或升温则容易出现气化现象，当低温或超低温介质发生气化，则短时间内膨胀。
若在运输过程中，液态低温介质的阀门存在密封阀腔不严密、结构设计有问题等情况，阀腔内的压力过高，甚至会使得阀门开裂引发严重的安全事故[1]。
2.超低温球阀结构设计特点2.1阀盖结构设计优化设计超低温球阀阀盖，应注意腔内的流体温度。
根据球阀自身的结构功能，可应用加长阀盖，保证填料装置、低温区、阀门控制装置之前的距离。
但是应该注意的是，阀门填料温度控制较为严格，温度降低，但是要避免霜冻对填料的影响。
除此之外，超低温球阀结构设计中，不仅要保障球阀阀盖等部件能正常启用，且应避免操作球阀、低温介质环境下，工作人员发生冷灼伤意外。
阀门的工作温度分类
1.∙254°C〜-IOIc为“超低温阀门”适用于“超低温阀门”(-254°C(液氢)〜-10ΓC(乙烯))主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金，其热处理后的低温力学性能,特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。
下列奥氏体不锈钢可用于作超低温阀门。
ASTMA351CF8M、CF3M、CF8、CF3；ASTMA182F316 、F316L> F304、F304L；ASTMA433 316、316L、304、304L;以及兰州高压阀门厂自行设计、制定的低温钢CF8D(兰州高压阀门厂工厂标准：GFQ81-93)o超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前，必须在液氮(-196°C)中进行深冷处理。
2.-100o C--30C为“低温阀门”适用于低温阀门(-100°C~-30°C)的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。
低温用奥氏体不锈钢有ASTMA351CF8M、CF3M、CF8、CF3,ASTMA182 F316、F316L>F304、F304L,ASTMA433 316>316L>304>304L和CF8D0以上奥氏体不锈钢也适宜工作温度为-IoO°C~-30°Co低温承压件用铁素体和马氏体钢有ASTMA352LCA(-32℃)；LCB、LCC(-46℃)；LCl(-59°C);LC2、LC2.1(-73℃)；LC3(-100°C)oASTMA352标准中的材料，虽然材料的初级价格较低，但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。
其热处理工艺复杂，需要多次作调质处。
低温冲击韧性达不到标准要求时，不允许投料作低温钢使用。
把在-29°C~200°C的这一温度区域工作的阀门，我们称其为“常温阀门:其主要理由是：这一温度区域是制造阀门的主要材料基本上都适宜的温度；而且它是耐腐蚀不锈钢在酸液介质中的耐腐蚀工作温度的上限，例如：CF8,CF3；304,304L在硝酸类介质中工作温度W200℃；CF8M,CF3M；316,316L在醋酸类介质中工作温度W200°C;200℃是用聚四氟乙烯作阀门的密封元件（如：密封阀座，密封垫片，填料等）的最高温度值；200℃是硅橡胶（SI）,氟橡胶（EPM）的最高工作温度；还有在“临氢”工况中工作的阀门，在200℃以下氢分子离解为氢原子的量可以忽略不计等等。
超低温阀门的结构优化设计
超低温阀门的结构优化设计随着超低温流体介质应用范围的不断扩大，其生产制造、储存及运输设备也得到了快速发展，其中超低温阀门既是这些设备中关键的结构部件，对整个加工或运输系统都起到至关重要的作用。
文章是针对液化天然气运输设备中超低温阀门进行优化设计，首先讨论超低温阀门的材料选择，其次对阀门的各个子元素结构进行分析研究，讨论其必要性，并针对介质特性对超低温阀门中关键结构进行优化设计。
标签：超低温阀门；优化设计；结构分析；液化天然气引言随着我国经济与工业的快速发展，液化天然气也逐渐成为人们生活中必备的能源物质，它具有一定的清洁性与低温性。
目前，液化天然气使用率正在以大幅度增长趋势而不断增加，在全球市场上也是增长速度最快的能源之一。
液化天然气具有易燃、易爆与易汽化等特点，因此研究液化天然气的运输、存储以及控制设备，对于确保液化天然气的稳定供给，以及提高整个设备的操作与运输安全都具有十分重要的实际意义。
由于阀门是流体输送系统中的主要控制部件，具有导流、截止、调节、稳压、分流且防止逆流或溢流泄压等作用，文章既是针对液化天然气运输设备中的关键结构，即超低温阀门进行优化设计，讨论超低温阀门的材料选择，并对阀门的各个子元素结构进行分析研究，討论其必要性，并提出部分设计要点。
1 超低温阀门的材料选择超低温阀门的设计首要即是针对材料的选择，纵观阀门发展的历程，用于制作阀门的材料是多种多样的，主要包括：黄铜、锻钢、不锈钢、铸钢、铸铁等[1]。
由于液化天然气是一种不同于常规流体的一种特殊的低温流体，阀门的材料必须要适应低温工作环境，同时还需考虑液化天然气的特性，使材料能够很好地引导低温流体介质。
其次是针对阀门密封结构的设计，因阀门的工作环境温度不稳定，具有一定的变化幅度，从而极易使导致阀门元件受损且产生控制误差，因此为了实现有效误差补偿，密封结构可设计成柔性。
同时对于阀门材料必须要进行深冷处理，以稳定材料的金相组织，消除可能存在的低温变形[2]，使材料在服役过程中，不会出现突然的失效。
2024年超低温阀门市场发展现状
2024年超低温阀门市场发展现状1. 背景介绍超低温阀门是指在极低温条件下使用的阀门，其工作温度通常低于-100°C。
这种阀门具有耐低温、密封性好、耐腐蚀等特点，广泛应用于液化天然气（LNG）、液化石油气（LPG）、超低温制冷、液氮等领域。
2. 市场规模与前景超低温阀门市场近年来呈现快速增长的趋势。
随着LNG、LPG等行业的发展，对超低温阀门的需求也在逐年增加。
根据市场研究机构的数据，2019年全球超低温阀门市场规模达到XX亿元人民币，预计到2025年将达到XX亿元人民币，年复合增长率为XX%。
3. 市场竞争格局目前，全球超低温阀门市场竞争比较激烈，主要厂商包括XXXX、YYYY、ZZZZ等知名企业。
这些企业在超低温阀门的研发、生产和销售方面具有较强的实力和优势。
同时，一些新兴企业也在积极进军这一领域，竞争格局逐渐趋于激烈。
4. 市场驱动因素超低温阀门市场的快速发展离不开以下几个驱动因素：4.1 LNG行业的快速增长LNG作为清洁能源的代表，得到了广泛推广和应用。
LNG行业的快速增长推动了超低温阀门市场的发展。
4.2 超低温制冷技术的进步随着超低温制冷技术的不断进步和成熟，超低温阀门作为核心部件受到了更多的关注和需求。
4.3 环境保护政策的推进环境保护政策的推进使得清洁能源的需求增加，LNG等行业需要更多超低温阀门来保证生产的安全和可持续性。
5. 市场挑战与机遇超低温阀门市场面临一些挑战，包括技术难题、产品质量要求高、市场竞争激烈等。
但同时也带来了一些机遇，比如市场需求增加、技术创新推动行业发展等。
6. 发展趋势与建议超低温阀门市场的发展将呈现以下趋势：6.1 技术创新驱动发展超低温阀门市场需要不断进行技术创新，提高产品的性能和品质，以满足用户的需求。
6.2 产品多样化和差异化随着市场竞争的加剧，超低温阀门企业应该注重产品的多样化和差异化，满足不同客户的需求。
6.3 加强市场营销和服务超低温阀门企业应该加强市场营销和售后服务，提升品牌形象和用户满意度，增强市场竞争力。
Neway超低温阀门介绍
Completed Solution for Engineering Valves
概述
• 纽威目前可以Βιβλιοθήκη 供满足 LNG行业要求的闸阀、截止阀、 止回阀、球阀（浮动及固定式） 和蝶阀。
低温阀门的其他应用: • 液态乙烷（Ethane）:-89℃ • 液态乙烯（Ethylene）:-104 ℃ • 液态甲烷（Methane）:-162 ℃ • 液氧（Oxygen）:-183 ℃ • 液氮（Nitrogen）:-196 ℃
5、阀门异常升压的预防
低温阀门关闭后，阀门中腔内会残留一些液体，随着时间的 增加，这些残留液体会逐渐的吸收环境热量，回升至常温并重新 汽化。汽化后，其体积会急剧膨胀，可以增加600倍之多，因此 会在中腔产生很高的压力。如果设计时没有采取合理的预防措施， 可能会使阀体阀盖变形，甚至有爆炸的危险，因此低温阀门的设 计必须有预防异常升压现象产生的机构。
低温闸阀采用闸板开泄放孔形式。
Completed Solution for Engineering Valves
设计特点
低温浮动球阀采用球体开孔形式来保证。
在球体上靠近阀门上游的位置钻一个合理尺寸的泄压 孔，保持上游和中腔的连通，提供阀体中腔过压保护功能。
低温浮动球阀球体开孔泄压。
Completed Solution for Engineering Valves
口径范围：1/2”～48”
压力范围：150LB～2500LB 连接方式：法兰、对接焊、
螺纹、RTJ
Completed Solution for Engineering Valves
典型结构及原理
超低温截止阀 ：
口径范围：1/2”～30”
压力范围：150LB～1500LB 连接方式：法兰、对接焊
LNG超低温蝶阀的研制
２密封副 ．
阀体上的 阀座依靠镶嵌 在阀体槽内的压环和螺钉 固 定于阀体上 ，蝶板主要 由蝶板本 体、压板以及密封件组
合而成 ，阀座与蝶板上的密封件构成密封副 。由于Ｌ ＮＧ 常压下 的温度为 一１ ２ ６ ℃，因此密封副 的设计采用 了金
图３ ９５ ／ＴＥ ６ ０Ｈ ＇逸散组合式 阀杆填料 Ｉ
…
Ｇ Ｍ一
生产 到消费的整个流程中 ，需要用到大量 的阀门 ，该类 阀门属 于超低 温 阀门之 一 。做 为近年 来发 展最 为迅 速
的 蝶阀来 说 ，在ＬＮＧ的运 用中也越 发重 要起 来。而 国
内对Ｌ ＮＧ用超低 温蝶 阀仍然是 一空 白。为此 ，研制 开
＼
．
发ＬＮＧ用超 低温蝶 阀势 在必行 。该 系列 阀门主 要针 对
性 、可靠性 比普 通低温阀 门的要求 更高 ， 且要求具有 并
行 必然导 致 密封 圈的磨 损 ，随 之而来 的是 阀门密封 性
２１ ０
１第 ｗ．． ５ 年５ ｎ］ ３ 期、 ｎ ’ ｖ ｘ
ｌ ｉ ｅ［
黼
石 油 ／ Ｉ 通 用 机 械 化 Ｇ ｔｌ ｍ ～ Ｊ ｌ ， ＭｉＰ ｒ— 一 ～， ｎ ｅｏ ｕ Ｃ ， ｅ ｈ ， １
ＬＧ Ｎ 超低温蝶阀的研制
天工 阀 门 集 团有 限公 司 （ 江温 州 ３５ ０ ）候 晋 峰 ｎ￣ 来 浙 ２ １２ － Ｉ －
【 摘
要 】介 绍 了液化 天然 气 （Ｎ ）接 阀主管线多采用对焊 ＮＧ
结构 设计 。对焊 结构 的Ｌ ＮＧ超低 温蝶 阀主要 包括 带检
Ｌ ＮＧ￣ 况介质 ，公称压 力１０ ０ １ （ｌ＝ ．５ ｋ ） ， ２ ５ ～６ ０ｂ １ ０ ４ ｇ ｂ ４
超低温截止阀结构设计
３ 超低 温截 止 阀外密 封结构 设计
图 ２ 主密封结构 图
超 低 温截止 阀的外 密封包括 中法 兰处 的密封 和
２ 第 三期 ２ １ ０ １年
技术篇
螺纹连接 的拧 紧力矩计算 用力矩扳 手正规测 定
拧 紧力矩 时 ， 所需力矩为 ： Ｔ＝Ｋ ・ ｏ ｄ Ｎ Ｆ ・ （ ｍ） （） １
工艺．
截止 阀零件 推荐材料
阀 体 、长 颈 Ｚ Ｏ ｒ８ ｉ、 Ｇ Ｃ ｌＮ９ Ｚ Ｏ ｒ８ ｉＴ Ｇ Ｃ ｌＮ９ Ｚ １ ｒ８ ｉ Ｇ Ｃｌ Ｎ９ ｉ
阀盖 、 盘 阀 Ｚ １ ｒ８ ｉＴ、Ｃ ｌＮ Ｍ ２ ｉ Ｇ Ｃ ｌＮ９ ｉ ｒ８ 订２ ｏ Ｔ ０
阀杆
１ ｒ８ ｉ、Ｃ ｌＮ９ １ ｒ８ ｉ ｉ ｌＮ９ Ｏ ｒ８ ｉ、Ｃｌ Ｎ９ Ｃ Ｔ
图 ５ 中法 兰 密 封 结构 图
装碟型 弹簧 ， 提供 预紧力 和位 移 的补 偿 ， 服 由于高 克 低温变化填料产生 的微观胀缩及密封预 紧力 的改变 ． 填料压盖螺栓 连接 的拧 紧力矩 可参照 公式 １计 算． 以此处 两 个 Ｍ１ ２的 螺 栓计 算 为例 ， 力 矩 Ｔ＝ 得 ２ Ｎ 在装 配时 ， ８ ｍ． 可使用力矩扳 手对此处 的螺栓施 加
图 ３ 密封 性 能模 型
有限元 建 模仿 真 通 过定 义 阀 门的 材料 性 能参 数、 边界条 件 、 载荷 条件等 内容 ， 进行仿 真计 算 ， 封 密
面 比压分布如图 ４所示 ．
由仿真结果得 到 ， 超低 温截止 阀在低 温工 况下 ，
其密封面 的密封 比压介 于必 须 比压 和许用 比压 范 围 之内， 阀门的密封结构可 以实现有效 密封 ．
换． 超低 温截止阀阀杆 上部采 用填料 密封 ＋阀杆锥 面 密封 的双重密封结构 ． 该结 构可实现在 阀门完全开启 的状态下 ， 金属硬密封与填料软密封的双重效果． 阀门 启 闭过程中及关闭状态时 ， 此处密封 由填料单独实现． 阀杆密封 处设 计为 锥 面 （ 处设 计 为 ４ 。 亦 可 此 ５， 根据实 际情况 设 计为 其他 角度 ） 研 磨 后 ， 过外 部 ， 通 的驱动力使 阀杆的锥面 压紧在 长颈 阀盖 内部 的同角 度锥 面上 ， 实现 密封效果 ． 超低温截止 阀上 密封 由填料单独实现 时 ， 通过 计 算得 出填料压盖施加 于填料 的预 紧力 ， 并在螺栓上 加
超低温阀门的结构优化设计研究
《装备维修技术》2020年第18期—395—3.切削刀具准备及切削参数使用图1 图2不锈钢薄壁件削加工加工难度大，除了在加工工艺上要求高，在实际生产切削加工中也同样要求高，实际生产切削加工是最后一个，也是最关键的环节。
再好的加工工艺，如果没有匹配加工刀具及合理的切削参数做支撑，也无法达到最终的尺寸精度要求，具体如下表序号 刀具型号规格 加工阶段 切削速度 切削深度 主轴转速 加工部位 1 MWLNR2020K08C 粗加工 180mm/min 1.5mm 650r/min 外圆 2 MVJNR2020K16 精加工 150mm/min 0.4 mm 800r/min 外圆 3 S16N-STUPR11D 粗加工 150mm/min 1 mm 650r/min 内孔 4 S16N-STUPR11D 精加工 100mm/min 0.2 mm 500r/min 内孔 4. 零件精度检测（1）形位公差精度检测。
同轴度检测：同轴度的检测，通常使用三坐标来完成检测，常用的检测方法有，“公共轴线法”、“直线度法”、“求距离法”。
实际操作中“公共轴线法”、“直线度法”普遍被应用。
平行度检测：用千分尺测出平面高低值，把测量基准面放在平板上用百分表测量值，找出三个不在同一条直线上的分别测量两个面的距离。
用千分尺测出平面高低值是最简单的方法。
（2）尺寸精度检测 序号 量具名称及规格 测量精度 测量内容1 外径千分尺（50 mm～75mm） 0.01 mm 测量φ58、φ65外圆2 内径千分尺（50 mm～75mm） 0.01 mm 测量φ55内孔3 内径千分尺（25 mm～50mm） 0.01 mm 测量φ40内孔 4游标卡尺（0 mm～150mm）0.02 mm 测量长度三、不锈钢薄壁件切削加工容易出现的问题及改进措施1.形位公差超差：造成形位公差超出的原因有，其一是零件装夹方式不正确，在装夹是零件左端没贴紧切削加工专用软爪内端面（L13处有长度限位），其二是在装夹零件时削加工专用软爪上残留有切屑，影响装夹精度，造成不锈钢薄壁件加工后有误差，形位公差超差，达不到图纸要求。
超低温球阀的结构设计特点及应用
超低温球阀的结构设计特点及应用1.材质选择。
超低温球阀的材质选择至关重要，需要选择耐低温性能好的材质，常见的有不锈钢、镍合金等。
这些材料能够保持较低的强度和塑性温度，不易变脆，保证了球阀在低温环境下的可靠性能。
2.密封结构。
超低温球阀的密封结构设计需要考虑低温环境下材料的收缩和变形情况，采用特殊的密封材料和结构设计，确保了球阀的良好密封性能。
常见的密封结构包括金属密封结构、填料密封结构以及可靠的阀杆密封装置等。
3.抗冷凝设计。
超低温球阀在工作过程中，会因为介质的冷凝而导致结冰，进而影响阀门的开闭。
因此，超低温球阀的结构中通常会增加抗冷凝设计措施，如采用内加热装置、直通式设计、直通式排空装置等，防止冷凝水的产生。
4.耐振动设计。
由于工作介质的特殊性，超低温球阀通常用于液化天然气、液化石油气等场景，存在较大的振动和冲击负荷。
因此，超低温球阀的结构设计需要考虑到振动和冲击的因素，采用合适的结构和工艺措施，提高其耐振动性能。
1.液化天然气系统。
液化天然气的储存和输送过程中，通常需要使用超低温球阀进行流体的控制。
超低温球阀能够在极低温条件下保持良好的工作性能，保障了液化天然气系统的安全和稳定运行。
2.低温制冷系统。
低温制冷系统中，超低温球阀常用于冷冻液、液氮等介质的流体控制。
其特殊的结构和设计确保了球阀在低温环境下的可靠性和密封性能。
3.航空航天。
航空航天领域通常需要超低温球阀进行液体氢、液氮等低温液体的流体控制。
超低温球阀能够满足航空航天领域对阀门的高要求，确保系统的安全和稳定运行。
4.石油化工。
石油化工生产过程中，涉及到一些低温液体的流动控制，如液化石油气、甲烷等。
超低温球阀在石油化工行业的应用十分广泛，能够满足特殊的工作环境和介质要求。
总之，超低温球阀的结构设计特点主要包括材质选择、密封结构、抗冷凝设计和耐振动设计等，其应用领域广泛涉及液化天然气系统、低温制冷系统、航空航天和石油化工等行业。
该球阀的特殊设计和材料选择保证了其在极低温环境下的可靠性能和安全性能。
超低温球阀的结构设计特点及安装要求
表 ｌ为美 国 阀门及 管件 制 造商 标准 化协 会 的标
准 Ｍ Ｓ Ｓ Ｓ Ｐ 一 １ ３ ４中给 出的低温 阀加 长杆 的长 度 。各 个 厂家 的产品在加长 阀盖 的长度 规定上会稍 有不 同 ， 在 设计 时需 参考选定 厂家 的产 品尺寸 。
２ ． ２ 防 火 设 计 及 防 静 电设 计 由 于 超 低 温 球 阀 一 般 均 应 用 在 易 燃 易 爆 的 介 质
采用石 墨密封 圈。防静 电设计采 用弹簧式 结构 ， 避 免
静 电电荷 累积产生 的爆炸危 险。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ １ — ２ ８
作者简 介 ： 那 丽 （ １ ９ ７ １ 一 ） ， 女， 辽 宁凤城 ， 工程 师 ， 学士， １ ９ ９ ４年毕业 于北 京化 工大 学化 学工 程专 业 ， 主要从 事化 工及 石 油 化工项 目的工 程设 计工作 ， Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｉ ｎ ａ ＠ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｐ ． ｃ ｏ ｍ 。
盖 的设计 要 使 阀门操 作手柄 和 填料安 装位 置远 离低 温区， 既可 以避免介质 的低温导致 阀门操作 者的冷灼 伤， 也 可 以使 阀门的填 料在 正常 的温度 下工 作 ， 保证 填 料不会 受 到霜 冻 的侵害 而导 致填料 断 裂失效 。另 外， 由于一般 超低温 阀门保冷 层会 比较 厚 ， 加长 的 阀
上， 防火设 计及 防静 电设 计显 得尤 为重要 ， 是 超低 温 球 阀结构 的必要组成 部分 ， 不 可缺少 。超 低温球 阀的
LNG用超低温阀门低温试验注意要点分析
试验、上密封试验、低压密封试验、高压密封试验等，试
实际上，对于尺寸小的阀门，以及密封比较好的阀门，
验介质常用水和空气。低温试验和常温试验时，阀体均不 泄漏量会比较小，可以通过观察气泡的每分钟气泡数量
得油漆。
确定泄漏率，但需要有严格的限制条件，在 GB/T 4213—
水和油脂等常见于生产过程和常温试验过程中，很容 2008《气动调节阀》的要求为 ：用直径 6mm、壁厚 1mm
低温试验需要用到大量的液氮、氦气，且阀体降温和 升温需要较长时间，考虑到经济性和工期要求，一般在产品 开发中进行型式试验，在实际生产中按比例抽检。文献 [2] 抽检比例按表 1 规定，文献 [3] 抽检比例按表 2 规定，文献 [4] 为中石化采购低温阀门的要求，规定为 ：公称尺寸 DN
这几种抽检比例各有侧重性，中石化采购要求与 GB/ T 24925—2010 类似，实际生产中可视具体情况参考执行， 因低温阀门的特殊性，一般在签订技术协议时，业主会约 定抽检比例，检验时按照协议要求抽检即可。 2.3 试验前准备工作
＜ 2〞抽检比例为 3%，2〞≤ DN≤ 14〞抽检比例为 3%，16〞 ≤ DN ≤ 24〞抽检比例为 2%，公称尺寸 DN＞24〞以上抽 检比例为 1%，（〞是 英 寸）， 各抽检比例最少为 1 件。
表 1：壳牌公司标准规定的抽检比例
同温度范围内订货数量 X ≤ 100
101 ≤ X ≤ 1000 X ＞ 1000
实务 Practice
LNG 用超低温阀门低温试验注意 要点分析
■范广森 刘富强 钟斌
摘要：LNG 用低温阀门的低温试验包括内泄漏和外泄漏，一般根据英国标准 BS 6364 和 ISO 15848 进行。基于 BS 6364 试验标准，参考国内外相关低温阀门的试验要求，对低温试验的准备工作、试 验装置、试验流程及检验方法进行综合讨论和优化，在保证检测质量的前提下，节省试验时间，降 低成本，同时对试验中的细节做以要求。 关键词：液化天然气 低温试验 超低温阀门 泄漏 氦检漏
浅谈超低温球阀的结构设计及技术要求
浅谈超低温球阀的结构设计及技术要求摘要：近些年以来，随着我国在石油化工方面的进步发展，尤其是在液化天然气方面的广泛使用，对于超低温状态下所使用阀门的标准与要求也在不断提高。
根据有关工艺操作安全以及工程设计方面的要求，国内外诸多阀门供应商也在不断完善与提高超低温球阀使用在不同位置的各种结构设计。
本文针对超低温球阀方面的结构设计及相关技术要求进行了简要分析，旨在为相关领域提供一定的借鉴与参考。
关键词：超低温球阀；结构设计；技术要求在我们日常的生活当中，对于阀门的使用无处不在，各种输水、输气管道都需要利用阀门来进行控制。
而在液化石油气或者是液化天然气等方面的管道输送中，对于阀门的使用与选择更是重中之重，在诸多阀门当中，球阀有着安装空间比较小、结构相对简单的特点，而且球阀是应用介质力密封，不会受到一些外界驱动力产生的影响，在各种工况方面都比较适合使用。
一、超低温球阀概述在石油化工行业当中对于低温阀门方面的定义为，根据输送介质相关的设计温度来对其进行定义的，通常将使用在介质温度低于-40℃以下的一些阀门叫做低温阀，而使用在介质温度低于-101℃以下的一些阀门则称之为超低温阀门。
关于超低温球阀的应用，主要是在空分行业、液化石油气以及液化天然气等相关装置上，具体输出的一些低温介质包括：液化石油、液化天然气、液氧以及液氢等相关产品。
这些介质不仅会燃烧爆炸，同时在升温和闪蒸时会出现气化的情况，气化的过程中其体积会快速膨胀，如果对这些流体进行输送的一些阀门当中存在密闭阀腔并且结构设计不合标准，那么就会导致阀腔超压，进而出现介质泄露的情况，严重时还会造成阀门开裂的重大事故。
[1]二、超低温球阀在结构上的设计特点超低温球阀由于其使用介质以及使用环境所具有的特殊性，在具体的结构设计上相较于其他阀门也存在很多特点。
（一）加长阀盖和滴水板的相关设计低温阀门所使用的阀盖都是使用加长阀盖的相关设计。
这种设计需要确保阀门操作手柄以及填料安装位置等都能够远离低温区，这样不但能够避免由于介质的低温致使阀门操作者被其冷灼伤，同时也能够使阀门的填料在适宜温度下正常工作，从而确保填料过程中不会遭受霜冻的危害造成填料断裂失效。
常用阀门金属材料及其使用温度介绍
阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是阀门的工作温度。
为了规范阀门主体材料的适宜工作温度,从各种类型的阀门用钢和合金牌号的材料性能方面对我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出了明确的规定,供阀门产品设计、制造及检验时用。
另外,从技术管理和生产管理及物资采购等方面考虑,对每种类型的钢应选用综合性能良好的,不宜选用过多的钢号和合金牌号,以防造成混乱。
1、超低温阀门(-254(液氢)～-101℃(乙烯))主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处理后的低温力学性能,特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。
下列奥氏体不锈钢可用于制造超低温阀门。
astma351cf8m、cf3m、cf8和cf3,astm a182f316、f316l、f304和f304l,astm a433316、316l、304、304l和cf8d。
超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前,必须在液氮(-196℃)中进行深冷处理。
2、高温阀门铬-钼系高温钢阀门选用的cr-mo高温铸钢主要是采用astm a217标准中的wc6、wc9和c5(zg1cr5mo),其对应的轧材分别为astm a182中的f11、f22和f5。
(1)低铬级铬-钼钢低铬级铬-钼钢有wc6、wc9、f11和f22,其适用的工作介质为水、蒸汽和氢气,不宜用于含硫油品。
wc6和f11适宜工作温度为-29～540℃,wc9和f22适宜工作温度为-29～570℃。
(2)铬五钼高温钢铬五钼高温钢有c5(zg1cr5mo)和f5,其适用的工作介质为水、蒸汽、氢气和含硫油品等。
c5(zg1cr5mo)如果用于水蒸汽时,其最高工作温度为600℃。
用于含硫油品等工作介质时,其最高工作温度为550℃。
因此,规定c5(zg1cr5mo)的工作温度为≤550℃。
3、耐蚀镍基合金耐蚀镍基合金阀门主要是选用astm a494标准中的铸造蒙乃尔合金1)、铸镍合金(cz-100)、英康乃尔合金(cy-40)、哈氏合金b(n-12mv、n-7m)及哈氏合金c(cw-(1)蒙乃尔合金蒙乃尔合金(monel)具有较高的强度和韧性,特别是具有优异的抗还原酸及强碱介质和海水等腐蚀的性能。
超低温球阀的密封失效分析及其结构设计2003
证 U 型圈与阀体接触密封面上的密封比压足够；U 型圈与阀体接触密封面和 U 型圈与支撑圈接触密封面的光洁度应当保证不低于 Ra0.2，U 型圈装入阀体内需 要通过的面（但不需要密封的面）需要圆滑光且洁度不低于 Ra0.8，导向角平坦 且保证 t 值不小于 1.5mm，在装入时应借助工装，缓慢压入，这样才不会损伤 U 型圈；
超低温球阀的密封失效分析及其结构设计
作者：李中华
本文较全面的分析了超低温球阀可能产生密封失效的各种原因，并结合实 际生产的经验提出从选材和结构设计上避免这些原因的产生，使阀门在实际使 用过程中更加安全可靠。
现在国内外可以依据的超低温球阀的设计标准有 GB/T24925 、JB/T7749、 BS6364、MSS SP-134、MESC SPE 77/200，实际上，在上述标准中对设计超低温球 阀的设计准则和选材等都有明确的规定，但是标准往往只是规范性的阐述，在 实际设计中通常也需要结合多个标准，所以对在实际生产中出现的密封失效的 原因，在标准中也是不能明确的找到答案的；本文叙述的超低温球阀的密封失 效是指在超低温（一般指低于-101℃）状态下的密封失效并发生泄漏（在实际 的生产压力检测和使用中，泄漏也通常是发生在这个阶段）。
型圈的 PTFE 的收缩，使的弹簧被压缩，并压死在支撑环上，从而导致 U 型圈与阀体接触密封面上的密封比压不足，并且在低温条件下介质的压 力不足以推动（张开）冷冻的 U 型圈上的 PTFE，导致密封失效； 2） U 型圈与阀体和 U 型圈与支撑环接触面的光洁度不够高，导致密封失效； 3） U 型圈装入导向设计不合理，导致 U 型圈在装入过程中划伤甚至损坏， 从而导致密封失效。
LNG超低温球阀设计要点简析
LNG超低温球阀设计要点简析
李威;贺杨;贾怀军;刘洪德;谭玄;段伟
【期刊名称】《阀门》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】近年来,随着国家大力发展清洁能源,LNG作为化石能源向非化石能源过渡的能源,需求量急剧增大。
目前以及未来十年,中国已经成为LNG需求量最大的国家。
天然气经过净化处理,在-162℃低温液化后,因其介质的特殊性,在生产和运输方面,对装置设备的要求更高,作为控制管路连通和关闭的超低温球阀,其设计和使用难度大大提升。
本文通过对LNG超低温球阀在设计使用中遇到的金属/非金属材料在超低温环境中的特殊处理、加长颈阀盖设计研究、阀腔内部自卸压设计、防静电结构设计等问题阐述解决方向和思路,对LNG超低温球阀的国产化起到促进作用。
【总页数】5页(P145-149)
【作者】李威;贺杨;贾怀军;刘洪德;谭玄;段伟
【作者单位】四川苏克流体控制设备股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH134
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4.超低温常规阀制造工艺过程
7、座圈研磨和配门： 阀体座圈密封面研磨。先用36目铁砂纸研磨，再用180目红砂纸研磨，最后用400目砂 纸 研磨，表面粗糙度在Ra0.4以上， 配门时，闸板试闸线上口线重，下口线淡，两边对称，均匀过渡，必须全面有线， 闸板密封面研磨，先用180目红砂纸研磨，再用400目砂纸研磨，表面粗糙度在 Ra0.4以上， 最后用刀口尺透光检查密封面平面度， 8、清洗： 按常规清洗执行，用压力冷水清洗，注意座圈与阀体的缝隙。 9、深冷处理： 阀体、阀盖、闸板/阀瓣、阀杆进行深冷处理，即将这些零件浸入液氮中，当液氮 面无沸腾 现 象后记时，保持2小时（工件最大厚度≤50mm），保持3小时（工件最大厚度 ＞50mm） 10、常规装配和试验： 装配时要求点焊的部位先不点焊，待脱脂后再装配时点焊，注意闸板上的压力泄放孔的 方向，做好标记，装配时中法兰螺栓、活节螺栓、压盖螺纹配合处及螺母背面必须涂 二硫化钼，多余的露在外面的应清除干净，阀杆螺母螺纹及凸台处涂硅脂，内腔及密封 面 严禁上油， 装配、试验过程中应避免打磨及磕碰伤，用规定扭矩，对阀门进行常规试验，试验合格 后 对整机进行超声波清洗。 11、解体： 阀门必须解体，零件摆放整齐。标准规定：超低温阀门的零件必须干燥和脱脂。 G lo b a l S u p p lie r f o r Va l ve S o lu t io n s 12、精密研磨：
闸 阀：150LB~900LB
截止阀：150LB~900LB 止回阀：150LB~900LB
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2.超低温闸阀结构
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超低温阀门
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1.低温阀门制造范围
温度范围：-46 ~ -196 ℃。 口径范围： 球 阀：1/2”~8” 压力范围： 球 阀：150LB~900LB
闸 阀：1/2”~14”
截止阀：1/2”~8“ 止回阀：1/2”~8“
3.超低温闸阀设计特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.
阀门满足 ASME B16.34、API 600、ASME B16.10、ASME B16.25、API 602、BS 6364
、MESC 77/200等标准要求。
2. 3. 4. 5. 6. 7.
超低温阀门温度范围: -50 ~ -196 C deg 阀冒加长尺寸符合 MESC 77/200或BS6364的要求，既给管道保温层留出足够的空间 ，又 使阀杆填料密封部位有足够的温升过程，使阀杆填料处在常温密封状态。 体腔具有自泄压功能，防止体腔截留介质在异常升温情况下破坏阀门。 阀杆上密封设计在阀杆阀盖上部，减少温度变化对填料的影响. 闸板为弹性闸板。 闸板座圈增加PCTFE弹性唇密封，保证阀门在低温下的密封稳定性。
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4.超低温常规阀制造工艺过程
1、毛坯： 阀体、阀盖毛坯铸件应由铸件厂去除所有浇冒口。 铸件表面必须是均匀一致的喷丸表面，并做酸洗钝化处理，内腔、通道不允许有粘砂、 焊珠 焊疤、毛刺、尖角及其它多余的附着物，钝化膜应无锈点、斑点或发毛现象， 该项为全数检 查 2、机加工： 零件在机加工过程中应避免产生打磨痕迹，同时避免磕碰伤。阀体、阀盖、支架/阀盖 上部 车加工阀体法兰反平面时，阀体与毛坯圆弧过渡，其余锐角倒钝，阀盖上 密封面表面粗糙度 在Ra1.6以上，上密封面分别用180/400目砂纸进行研磨，表面粗糙度 在 Ra0.4以上，特殊情 况 ，光刀或用2#（60目）砂纸研磨。保证阀盖填料函孔尺寸公差及表面粗 糙度Ra1.6及圆柱 度，氩弧焊接隔热板，焊接处不要打磨，用白布蘸丙酮清洗，承压焊缝部 位射线探伤，表面 喷砂处理（玻璃珠），注意填料孔等不需喷砂部位的保护。 3、闸板/阀瓣、座圈： 闸板必须按图纸加工泄放孔，闸板2mm弹性槽间隙加工应对称， 闸板/阀瓣在配门前应车去浇冒口，并着色检查（浇冒口及密封面部位）， 喷砂处理，去除内外表面上的焊珠、焊疤、粘砂、毛刺、尖角，特别注意弹性槽 反面尖角， 座圈密封面着色检查。 4、阀杆： 阀杆与填料接触部位采用冷挤压工艺，表面粗糙度在Ra0.4以上。 G lo b a l S u p p lie r f o r Va l ve S o lu t io n s 5、螺栓、螺母：
4.超低温常规阀制造工艺过程
13、脱脂： 现场应清洁，包括地面、使用的工装器具、设备等，应无风沙，在该区域禁止打 磨作业； 采用SGT28-7200超声波清洗机和INT-100高效水基金属清洗剂对零件进行脱脂， 清洗剂浓度 为5~6%，水温加热到60~70℃。对于不锈钢阀门，水的氯离子的含量应在30ppm 以下， 清洗试验用的端盖，起吊钢绳，力矩扳手及工装等， 将零件放入超声波清洗槽中，时间5~10分钟，过程中应适时变换位置，应定时补 充水和 清洗剂，将阀体放入漂洗槽中用流动的水进行冲洗，特别是座圈与阀体的缝隙， 用干净的压缩空气将阀体吹干，座圈与阀体的缝隙用热风枪吹干， 用针筒将丙酮注入座圈与阀体的缝隙，用干净的压缩空气炊扫缝隙，阀体内腔用 蘸丙酮的 白色无绒布进行擦洗，最后用紫外线灯光检查，应无残留物。将清洗干净的阀体 放到垫有 干净纸垫的铲板上，并盖上塑料袋。 非金属部件如填料，不适用超声波清洗，只能用擦拭的方法进行清洗。小零件用 0.1mm的 聚乙烯袋封装。 14、清洁装配： 上部装配，需点焊的部位采用亚弧焊，焊后，蘸丙酮的白色绒布进行擦洗，更换所有填 料、 中腔垫，装配时中法兰螺栓、活节螺栓、压盖螺纹配合处及螺母背面必须涂二硫化钼， 多余的露在外面的应清除干净，阀杆螺母螺纹及凸台处涂硅脂，内腔及密封面严禁上油 ， G lo b a l S u p p lie r f o r Va l ve S o lu t io n s 装配时闸板及座圈密封面再次用丙酮擦拭。