阀门低温试验装置规范起草单位
合肥通用机械研究院、中核苏阀科技实业股份有限公司等。
阀门低温试验装置规范造价信息
朱绍源、郭怀舟等。 2100433B
阀门低温试验装置规范起草单位常见问题
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试验装置就是阀门试压台，有做气压的，有做水压的，一套装置一般都要几万元，就看你们最大的阀是多大口径的，压力范围多大，要是做低压的自己做也行，找便宜的厂家做也行，估计也要万儿八千的。
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对低温阀的主要零部件作低温处理并每批抽样作低温冲击试验，以保证阀门在低温工况时不脆裂，经得起低温介质冲击。对每台阀门进行以下试验：1.常温壳体强度试验；2.常温低压上密封试验；3.常温低压密封试验；4...
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每次抽查百分之10，但不能少于一个。阀门的强度试验压力为公称压力的1.5倍；严密性试验压力为公称压力的1.1倍。≤DN50的15SDN50以上的为60S。
阀门低温试验装置规范起草单位文献
阀门低温试验规程
Ed: A/1 第 1 页 共 4 页 阀门低温试验规程 1 适用范围 适用于本公司低温阀门产品 的低温检验和试验。 2 引用标准 2.1 GB/T 24925-2010 《低温阀门 技术条件》 2.2 BS 6364:1998 Valves for cryogenic service 2.3 GB/T 26480-2011 阀门的检验和试验 3 试验要求 3.1 低温试验应在常温试验合格后进行 , 常温试验应符合 GB/T26480 的规定。 3.2 试验前应清除阀门的水分和油脂，拧紧螺栓至预定的扭矩，记录其数值。 3.3 正常 情况下，用于 -101 ℃ 以下的低 温阀门，其阀体、阀盖及阀 内件（阀 瓣、 阀座、阀杆、套筒 、平衡缸）等零件在精加工 前，中法 兰紧固件 在装配前应进行 深冷处理。 3.4 在密封面上堆焊硬质合金的阀瓣和阀座，在 使用温度低于 -101℃时，堆 焊后要 进
不同标准对低温阀门有不同定义。如英国阀门标准 BS6364《低温用阀门》适用于介质温度范围为-50℃~-196℃ ； 美 国 标 准 MSSSP-134 《对低温阀门及其阀体/阀盖加长体的要求》对低温的解释为“对于标准惯例来说，低温范围介于 -100℃~ -195℃”；中国国家标准GB/T 24925《低温阀门技术条件》标准适用于介质温度范围为 -29 ℃~ -196℃；壳牌阀门标准 SHELL MESC SPE 77/200《低温及超低温用阀门》适用于介质温度范围为 -30 ℃~ -196℃。国外根据各种不同气体在常压下的液化温度一般分为六种温度级。一级为 0~ -46℃，二级为 -47~ -60℃，三级为 -61~ -70℃，四级为-71~-101℃ ， 五级为-102~-196℃ ， 六级为-253℃以下。一般将 -46~-150℃称为低温 ，-150℃以下称为超低温。
石化行业对低温阀门的定义是按照输送介质的设计温度来定义的，一般将应用在介质温度 -40 ℃以下的阀门称作低温阀，应用在介质温度 -101 ℃以下的阀门称作超低温阀门。
低温阀门
(Cryogenic Valves)
低温阀门概述:
适用于
适用于介质温度-40℃~ -196℃的阀门称之为低温阀门。
低温阀门包括低温球阀、低温闸阀、低温截止阀、低温安全阀、低温止回阀，低温蝶阀，低温针阀，低温节流阀，低温减压阀等，主要用于乙烯，液化天然气装置，天然气LPG LNG储罐，接受基地及卫星站，空分设备，石油化工尾气分离设备，液氧、液氮、液氩、二氧化碳低温贮槽及槽车、变压吸附制氧等装置上。输出的液态低温介质如乙烯、液氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等，不但易燃易爆，而且在升温时要气化，气化时，体积膨胀数百倍。
液化天然气阀门的材料非常重要，材质不合格，会造成壳体及密封面的外漏或内漏;零部件的综合机械性能、强度和钢度满足不了使用要求甚至断裂。导致液化天然气介质泄漏引起爆炸。因此，在开发、设计、研制液化天然气阀门的过程中，材质是首要关键的问题。
经过多年制造，已积累了丰富的经验，从设计、工艺到制造日趋成熟，并已开发形成了低温阀门的系列产品。
产品规格和设计参数:
1.压力等级:150、300、600Lb、900LB、1500LB(45MPa)。
2.阀门通径:15~1200 mm ( 1/2~48" )。
3.连结形式:法兰式、焊接式、螺纹。
4.阀门材料:LCB、LC3、CF8。
5.工作温度:-46℃、-101℃、 -196℃、-253℃。
6.适用介质:液化天然气、乙烯、丙烯等。
7.驱动方式:手动、伞齿轮传动、电动 。
低温阀门标准与产品结构:
1.设计:API6D、JB/T7749
2.阀门常规检查和试验:按API598标准。
3.阀门低温检查和试验:按JB/T7749。
4.驱动方式: 手动、伞齿轮传动及电动驱动装置。
5.阀座形式: 阀座采用焊接结构，密封面堆焊钴基硬质合金，保证阀门的密封性能。
6.闸板采用弹性结构，在进压端设计卸压孔。
7.单向密封的阀门阀体上标有流向标志。
8.低温球阀、闸阀、截止阀，蝶阀采用长颈结构，以保护填料。
9.超低温球阀标准:JB/T8861-2004。
低温阀门材料选择:
1.阀体、阀盖采用:LCB(-46℃)、LC3(-101℃)、CF8(304)(-196℃)。
2.闸板:不锈钢堆焊钴基硬质合金。
3.阀座:不锈钢堆焊钴基硬质合金。
4.阀杆:0Cr18Ni9。
低温阀门制造和试验:
对所生产的低温阀门制定了严格的制造工艺和采用专用设备，对零件的加工进行严格的质量控制。经特殊的低温处理，将粗加工的零件置于冷却介质中数小时(2-6小时)，以释放应力，确保材料的低温性能，保证精加工尺寸，以防阀门在低温工况时，因温度变化造成变形而导致的泄漏。阀门的装配与普通阀门也不同，零件需经过严格的清洗，除去任何油污，以保证使用性能。
低温阀门试验设备:
1.低温阀试验装置
2.液氮储存装置
3.低温处理槽
4.低温试验台，以保证阀门在低温工况条件下的性能
5.其它
低温阀门试验和检验:
对低温阀的主要零部件作低温处理并每批抽样作低温冲击试验，以保证阀门在低温工况时不脆裂，经得起低温介质冲击。
对每台阀门进行以下试验:
1.常温壳体强度试验;
2.常温低压上密封试验;
3.常温低压密封试验;
4.低温上密封气密试验(有上密封时);
5.低温气密封试验等，以确保整台低温阀门符合标准的规定;
6.对主要零部件作低温处理并每批抽样作低温冲击试验，以保证阀门在低温工况时不脆裂，经得起低温介质冲击;
7.低温(深冷 )阀门均按相应材料规范进行低温处理和冲击试验;
8.搞静电功能更加强大，阀体与阀杆或内件与阀体间导通电阻小于1欧姆。
低温阀门其他参数:
→ 阀体轻、尺寸小。
为了减少阀体的热损失，特别是为了保证阀门超低温下的使用，特意设计成重量轻、尺寸小的阀体。
→ 长轴阀有低温流体流经的阀，采用长阀杆形式，可以避开外部热的作用使压盖保持常温，以防止盖密封件的性能降低。此
长度是通过计算、试验而得出的最佳长度。
→ 理想的阀座
软密封构造:在SW、BW形式下，阀体不能从配管上拆下为了不换修阀体阀座采用软接触阀座。阀芯密封采用低温特性稳定
性好的含有15%玻璃纤维的特氟陲或戴氟隆，还可根据需要自行更换。硬金属密封构造:金属密封用于闸阀及有防火要求的
阀上。是在阀座的接触面加上钨铬钴合金金属衬套，提高表面硬度，提高防烧伤及耐磨性能。
→ 气化升压构造闸阀采用挠性构造，实行全部密闭。因此，此时阀体内部的液化气体被密封，在吸收了外部热量温度上升时
，就会出现再气化现象，引起阀门内部民常升压。为了防止此种现象，采用了在阀芯上开设减压孔的构造。而久性出色的
压盖填料在压盖部位采用南昌久性好的特氟隆环形填料。此填料可依靠内压具有自压密封性能，因此，用较小 的紧固力
矩就可轻松地进行控制。且摩擦力小，因此操作轻便。
→ 垫片垫片是使用了含有具有稳定密封性的陶瓷填充材料的特氟隆材质。另外，还使用权用具有对于常温、低温频繁转换的
及对温度变化密封稳定性的缠有涡旋形金属表面的垫片。
1、低温阀门的材料选择
低温阀门的工作介质不仅温度低，而且大部分或有毒，或易燃、易爆，而且渗透性强，因此决定了对阀门用材的诸多特殊要求。在低温状态下钢的机械性能与常温时不同，低温用钢，除强度外，最重要的指标就是其低温冲击韧性。材料的低温冲击韧性与材料的脆性转变温度有关，材料的脆性转变温度愈低，材料的低温冲击韧性愈好。碳钢等体心立方晶格的金属材料存在低温冷脆现象，而奥氏体不锈钢等面心立方晶格的金属材料其冲击韧性基本不受低温影响。
低温阀门阀体、阀盖等耐压零件的材料，通常采用低温强度好的韧性材料，同时还要考虑焊接性、机加工性能、稳定性和经济性等因素。工程公司设计时，最常用的是 -46℃、-101℃和-196℃三个低温级别。-46℃低温级一般选用低温碳钢，-101℃和 -196℃低温级一般选用 300系列奥氏体不锈钢，这种不锈钢有适中的强度、较好的韧性和较好的加工性能等。根据 ASMEB31.3 低温阀门常用材料的最低适用温度见表 1。
2、低温阀门的结构设计
1）阀盖结构设计
低温阀门的一个最显注的特点就是其阀盖一般为长颈结构，在 GB/T 24925《低温阀门技术条件》中也有明确规定“低温闸阀、截止阀、球阀、蝶阀的阀盖应根据不同的使用温度要求设计成便于保冷的长颈阀盖结构，以保证填料函底部的温度保持在 0℃以上”。 加长阀盖结构的设计主要是为了使阀门操作手柄和填料函结构远离低温区，既可以避免温度太低造成操作人员冻伤，也可以保证填料函和压套在正常的温度下使用，防止填料的密封性能降低，延长填料的使用寿命。此外，由于低温管道一般有着较厚的保冷层厚度，长颈阀盖便于保冷施工，并使填料压盖处于保冷层外，有利于需要时随时紧固压盖螺栓或添加填料而无需损坏保冷层。
BS6364、MSS SP-134 和 SHELL MESC SPE77/200 标准均对阀盖加长尺寸进行了规定。其中，BS6364 规定了15～ 500带冷箱的加长尺寸 ， 并规定非冷箱最小加长长度应为250mm；MSS SP-134 则包含了15～300的带冷箱和非冷箱的加长尺寸要求，比较而言，非冷箱加长尺寸比 BS6364 规定长，带冷箱加长尺寸比 BS6364 规定短。SHELL MESC SPE 77/200则没有对带冷箱和非冷箱进行区分，规定了15～1200在不同温度范围的长度 。 综合考虑，SHELL MESC SPE 77/200 其加长长度选用范围较宽使用比较方便可靠，如用于低温关键场合可参考 SHELL MESC SPE 77/200 标准进行设计或按设计单位特殊长度要求进行设计。此外，在进行长度选用时还需考虑设计保冷层厚度是否大于该长度，如是则应加长以和保冷厚度匹配。
2）滴水板结构设计
由于阀门内传递是低温介质，为了避免或减少介质温度向阀杆及其上端的填充材料传递，防止这些材料因冻结而失效，可在阀门中增加滴水板结构。一些研究机构对这种带有滴水板结构的阀门进行了实验验证，并证明了带有滴水板的阀门阀盖上端温度较高。由于延长阀盖上部的温度较低，通常情况下阀门暴露在空气中，空气中的水蒸气遇到低温阀盖会液化成水珠，滴水板的直径超过中法兰直径，可以防止低温液化的水蒸气滴落在中法兰螺栓上，避免螺栓锈烛影响在线维修。此外，滴水板需设置在保冷层外侧，可以防止冷凝的水滴落到保冷层及阀体上部，保护保冷层及防止冷量流失。
3、泄压部件的结构设计
对于有密闭中腔结构的低温阀门，当应用在易燃、易爆且容易气化的介质时，对于阀门密封结构有着特殊的要求。一些低温介质在汽化后其体积会升高，例如，液化天然气汽化后的体积为液态时的六百多倍，当阀门为闭合状态且周围环境温度相对较高时，阀体内的低温介质吸收环境中热量而逐渐汽化，其体积迅速上升，导致阀门内部超压，甚至威胁到阀门的安全，导致介质泄露甚至造成火灾事故，为保证阀门和工厂的安全性，此类阀门要求带中腔自泄压结构，使阀门内腔压力异常超压时，实现自动泄放。如低温闸阀、球阀，由于阀门密封原理不同，在泄压设计上，会有明显的区别。不过不同的厂家在泄压结构的设计上，多有自己不同的特点。
4、防静电及防火结构设计
由于低温阀门一般应用在易燃、易爆的介质上，防静电设计及防火设计显得尤为重要。防静电设计主要是以一种类似避雷针的引导电流方式，将阀杆与阀体导通，从而将静电导出以消除安全隐患，保证整个系统的供应安全。如GB/T 24925 明确规定 “ 用 于 易燃蒸气或液体的具有软阀座或软的关闭插入部件的阀门，在设计时应保证阀体和阀杆具有导电连贯性，放电路径最大电阻不应超过 10Ω。”。防火结构的设计主要是针对因温度剧烈变化而导致的介质泄露问题而进行的，防火结构的设计与普通阀门的设计要求类似。
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