低溫截止閥

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著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外，如流入過多，還會使內部流體急速
蒸發，產生異常升壓，造成危險。
3)低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。
4)直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。
5)在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑，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態下會出現低溫脆
性，從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適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，所以在低溫閥門中的使用有一定的限制，僅在低壓和小口徑
閥門中選用。
在低溫工作的材料要保證其低溫性能，主要是保證其冷沖擊強度。閥內件必須通過正確選材，使其具有足夠的冷沖擊強
度，才能防止斷裂。C和Cr的合金鋼在低于－20℃時候很快失去抗沖擊強度，所以使用溫度分別限制在-30℃和-50℃。含Ni
量為3.5%的鎳鋼可以使用到-100℃，含Ni量9%的鎳鋼可以使用到-192℃。奧氏體不銹鋼、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鈦、
鋁合金及青銅可以使用到更低的溫度(-273℃)。
除此以外，低溫閥門的材料選用還應考慮以下一些因素：
1)閥門的最低使用溫度；
2)金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學性能，特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩定性；
3)在低溫及無油潤滑的情況下，具有良好的耐摩性；
4)具有良好的耐蝕性；
5)采用焊接連接時還需考慮材料的焊接性能。
(2)閥體、閥蓋、閥座、閥瓣（閘板）材料的選用
這些主體零部件材料的選用原則大致是：溫度高于-100℃時選用鐵素體鋼；溫度低于-100℃時選用奧氏體鋼；低壓及
小口徑閥門可選用銅和鋁等材料。設計時根據最低使用溫度選擇適當的材料。

(3)閥桿及緊固件的材料選用
溫度高于-100℃時，閥桿和螺栓材料采用Ni、,Cr-Mo等合金鋼，經適當的熱處理，以提高抗拉強度和防止螺紋咬傷等。
溫度低于-100℃時，采用奧氏體不銹耐酸鋼制造。但18-8耐酸鋼硬度低，會造成閥桿與填料相互擦傷，致使填料處泄漏。
所以，閥桿表面必須鍍硬鉻（鍍層厚0.04-0.06mm），或進行氮化和鍍鎳磷處理，以提高表面硬度。為防止螺母與螺栓咬
死，螺母一般采用Mo鋼或Ni鋼，同時在螺紋表面涂二硫化鉬。
2、低溫閥墊片、填料材料的選用
隨著溫度降低，氟塑料收縮量很大，會使密封性能下降，容易引起泄漏。石棉填料無法避免滲透性泄漏。橡膠對液化天
然氣有泡脹性，在低溫下不可采用。
在低溫閥門設計中，一方面由結構設計來保證使填料處于接近環境溫度下工作，例如，采用長頸閥蓋結構，使填料函離
低溫介質盡量遠些，另一方面在選擇填料時要考慮填料的低溫特性。低溫閥中一般采用浸漬聚四氟乙烯的石棉填料。
柔性石墨是新近發展起來的一種優良的密封材料。這種材料對氣體、液體均不滲透，在厚度方向有10%-15%的彈性，
較低的緊固壓力就可達到密封。它還有自潤滑性，用作閥門填料可以防止填料與閥桿的磨損。