LNG超低溫球閥簡介：
LNG超低溫球閥主要適用于乙烯、液化天然氣等化工裝置上作為加液、開關、節流、隔離等功能使用。輸出的液態低溫介質如乙烯、液氧、液氫等，這類介質不但易燃易爆，而且在升溫時會氣化，氣化時，體積膨脹數百倍，而且這些介質滲透力強，易泄漏，加工制造比較困難。顧用戶在采購LNG超低溫球閥時應當選擇專業的精品廠家，下面臺臣介紹一下我司生產的低溫閥材質選擇及應用。
LNG超低溫球閥材質選擇：
LNG超低溫球閥材料的選擇非常重要，材質不合格，會造成殼體及密封面的外漏或內漏，零部件的綜合機械性能、強度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導致液化天然氣介質泄漏引起爆炸。因此，在開發、設計、研制液化天然氣全的過程中，材質是首要關鍵的問題。LNG超低溫球閥閥體、閥蓋采用：LCB(-46℃)、LC3(-101℃)、CF8（304）(-196℃），而臺臣閥門所有才產品材質均選用整料、鍛鋼工藝，無沙眼等缺陷。臺臣閥門生產的LNG超低溫球閥經特殊的低溫處理，將粗加工的零件置于冷卻介質中數小時（2-6小時），以釋放應力，確保材料的低溫性能，保證精加工尺寸，以防球閥在低溫工況時，因溫度變化造成變形而導致的泄漏。
LNG超低溫球閥精品：
臺臣閥門生產LNG液化天然氣超低溫球閥通過合理的結構設計、多次改良升級、強度計算、材料的檢驗、深冷處理，以及低溫性能試驗，是目前國內的LNG超低溫球閥精品，可以使超低溫球閥在功能、安全性及可靠性等方面滿足LNG工況的要求。臺臣閥門跟中石化、中石油等企業長期合作，產品主要廣泛應用于天然氣液化、儲運設備、氣體液化設備、空分設備等上，適用于介質為液態氧、氮、氬、氫、二氧化碳低溫貯槽及槽車、變壓吸附制氧、氮設備中作為控制開關閥使用，下面臺臣閥門介紹下我司生產的低溫閥結構設計特點。
LNG超低溫球閥結構形式：
1、承壓件的材料能承受介質溫度的變化而引起的膨脹、收縮，密封部位的結構在溫度變化時不會產生永久的變形。用于-100℃以下工況時，球閥零件在精加工前應進行深冷處理，即將零件漫放在液氮箱中進行冷卻，當零件溫度達到-196℃時，開始保溫l-2h，然后取出箱外自然處理到常溫，重復循環2次。
2、閥蓋采用長頸結構，其目的保護填料函的功能，使填料函處于離低溫較遠的位置，保證填料的密封效果。同時還可以纏繞保冷材料，防止冷能損失。長頸的頸長可根據使用溫度和保冷材料的厚度來選擇不同的長度。當填料密封效果降低時，可以從填料函中間加入潤滑脂形成油封層，降低填料函的壓差，提高密封性能。
3、低溫球閥具有防止異常升壓結構，由于低溫球閥介質氣化后，其體積激劇膨脹，壓力會異常升高，當球閥中腔壓力升高時，球閥中腔和進口側連通，或在球閥進口端安置泄壓閥，保證球閥安全使用。
4、整體式防脫出閥桿：臺臣LNG超低溫球閥采用整體式閥桿與球嚙合，并采用帶安全定位螺釘的大螺紋閥桿套環將閥桿固定在閥腔中。
5、閥桿密封：球閥的防漏完好性通過焊接閥帽設計以及ChevronV形環封填進一步增強，封填的調節可通過簡單地轉動閥桿螺母來進行。閥桿防漏密封通過PTFEV形環或graphoil封填來實現，封填物安放在防脫出閥桿上機加工而成的凸肩上，使封填物和閥桿在熱循環過程中作為一個整體單元移動。此外，封填物通過自補償貝氏彈簧墊圈和封填調節螺母進行實時加載和固定。這些特征再結合封填孔的緊密公差機加工和表面處理，使閥桿密封只需極少的維護即可達到最長的壽命。
LNG超低溫球閥特征：
液化天然氣（LNG）作為一種清潔燃料，已成為城市管道供氣、分布式能源系統、汽車及飛機等交通工具的主要能源之一。LNG是天然氣在經凈化及超低溫狀態下（-162℃、一個大氣壓）冷卻液化的產物。液化后的天然氣體積約為天然氣體積的1/600（0℃、1個大氣壓時）。LNG無色無味，主要成分為甲烷，很少有其他雜質。其液體密度約426kg/m3，此時氣體密度約1.5kg/m3。爆炸極限為5%～15%（體積%），燃點為450℃。天然氣液化、運輸、儲存和汽化等工藝配套設備的建設，給超低溫球閥的發展帶來了契機。LNG接收站主要的截斷閥類有超低溫球閥、超低溫閘閥、超低溫截止閥和超低溫蝶閥，其中超低溫球閥用量較多。
下面以臺臣公司低溫球閥應用于LNG場合的低溫球閥來分析下低溫球閥的結構和特征：
LNG超低溫球閥閥體：
LNG超低溫球閥為全通徑結構，球閥在全開啟位置時無阻擋，內部通徑符合API6D的規定。閥體可做成一體式結構、二片式或三片式結構等，可減少了泄漏點。球閥有頂裝式和側裝式結構，可實現在線更換內部密封件，公稱直徑≥NPS2的超低溫球閥設計為固定球。
LNG超低溫球閥閥桿：
LNG超低溫球閥采用加長閥桿，其目的在于能起保護填料函的功能。保證填料函部位的溫度在0℃以上，使填料可以正常工作。加長閥桿的設計主要是頸部長度的設計，其與材料的導熱系數、導熱面積及表面散熱系數、散熱面積等因素有關，計算比較繁瑣，一般由實驗法求得或采用相關標準。
LNG超低溫球閥滴盤
LNG超低溫球閥加長閥蓋設置有滴盤，可以防止冷凝水流入保溫層。滴盤的位置同時標明了低溫球閥進行現場保溫材料的最高位置。在閥蓋上鉆一連通孔，使加長段空腔與球閥中腔連通，確保不會使加長段空腔產生異常升壓。
LNG超低溫球閥自泄壓
中腔異常升壓的泄放通過自泄壓閥座來實現，中腔自泄壓方向為上游管道。
LNG超低溫球閥閥桿密封：
LNG超低溫球閥閥桿處密封為低泄漏、低維護的結構。根據具體尺寸設計成二道或多道密封，使閥桿處密封等級滿足ISO15848-2的B級要求，還可防止水壓試驗時有水進入到柔性石墨填料內，耐久等級滿足ISO15848-1的C01級。在填料壓板螺栓連接處設置有碟形彈簧，進行過載荷補償，避免了溫度交變下的活動載荷的影響。
在閥桿與球體結合部以及閥桿與閥蓋接觸處有防靜電裝置（鋼球和彈簧），防止靜電在球體上積聚。在12V直流電下測試，球體與閥蓋及閥桿與閥蓋之間的電阻值不超過10Ω。超低溫固定球球閥還應設計滿足API6FA或API607標準的安全防火結構。
LNG超低溫球閥閥座密封：
在超低溫狀態下，閥座與閥體配合處的密封球閥采用唇式密封圈，是最合適的選擇。唇式密封圈本身精度要求高，同時對配合金屬零件的精度和表面光潔度要求也較高。閥座密封圈材料采用超低溫性能優異的PCTFE（kel-f）可在零下-196-300℃之間使用。
LNG超低溫球閥驅動機構：
LNG超低溫球閥在閥桿與垂線成30°夾角時，能夠正常操作。手動球閥（包括采用執行器、齒輪驅動裝置）均應設置鎖定裝置，使超低溫球閥可以在全開啟或全關閉的位置都能夠被鎖定。執行機構可在線更換維修，亦能在結冰的條件下操作。
LNG超低溫球閥主體材料檢驗
1、材料的檢驗與試驗應符合相應EN10204及ASTM標準的要求。
2、對于閥體、閥蓋、閥桿、球體及閥座密封圈，每批（指同批號、同材質、同規格、同爐號和同熱處理條件）材料至少抽驗一次化學成分和力學性能試驗，試驗結果應符合ASTM標準的要求。
3、所有低溫球閥的鍛造材料和鑄造材料應逐件按MSSSP-55進行外觀檢查（VT），對于鑄件熱裂和裂紋缺陷不允許出現，對于鍛件不允許存在發紋、裂紋、夾層及折疊等缺陷。其余缺陷合格標準不應低于MSSSP-55中的B級要求。
4、鑄造承壓部件材料、對焊端部及與之進行焊接的過渡管段的所有焊縫應按照ASMEB16.34的要求進行射線檢測。驗收標準參見ASTME446、E186或E280，ASME鍋爐及壓力容器規范SECV卷第五章并應滿足上述規范中A類、B類以及C類不連續性（缺陷）嚴重等級2的要求。不允許存在D、E、F以及G類缺陷。
5、對低溫球閥的球體密封面、對焊端坡口的外表面，應進行液體滲透檢測，檢測按ASTME165標準進行，這些部位的液體滲透檢驗應無缺陷。
6、鍛造承壓部件材料（包括閥桿）應進行超聲波檢驗，檢驗按ASTMA388標準進行。不得有任何深度達到5%壁厚的缺陷存在。
7、球閥的缺陷清除以及補焊修復應按照ASMEB16.34第8.4節的規定。其中鍛制承壓部件不允許補焊修復。
8、球閥的主要受壓元件（閥體、閥蓋、球體）材料應進行-196℃低溫沖擊試驗。試驗方法按ASTMA370的規定。
9、評定閥體對焊端和短管的焊縫-196℃下的沖擊值。焊接工藝評定報告應按照ASMEB31.3標準要求，進行-196℃夏比V型沖擊試驗，標準試樣測試可以接受的最小橫向膨脹值為0.38mm。
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