低溫閥門技術原理
時間：2016-03-22 10:17 作者：山東百杰 點擊:次
奧氏體不銹鋼作為超低溫球閥的關鍵密封副材料在常溫下處于亞穩定狀態，鋼從奧氏體化狀態快速冷卻，在較低溫度下(低于Ms點)發生馬氏體轉變。此時，鐵原子和碳原子都不能進行擴散，其轉變過程僅僅是Fe的晶格發生改組，這種無擴散型相變的宏觀表現即是閥門零件的尺寸變化。奧氏體不銹鋼深冷處理后會發生尺寸改變，一次深冷后試樣的最大變形量比較大，二次深冷后尺寸最大變形量有明顯的降低。為確保馬氏體的充分轉變，材料精加工前宜對材料進行兩次深冷處理，盡量減少閥門在使用低溫條件下尺寸的改變。奧氏體不銹鋼進行深冷處理后，會有效解決材料在超低溫條件下形變的問題，從而保證低溫閥門密封性能。
LNG閥門在裝置中起重要的切斷、止回、調節等作用，并且LNG具有易燃易爆性，因此閥門結構設計需要保證在深冷工況及易燃易爆介質下安全、密封可靠、開關靈活等要求。目前LNG閥門多采用長頸閥蓋，使填料部位遠離閥體中流過的介質LNG，保證填料部位的溫度在0℃以上，防止因填料函部分過冷而使處在填料函部位的閥桿以及閥蓋上部的零件結霜或凍結，使填料可以正常工作;對于有密閉中腔結構的閥門，由于在間歇管線或檢修狀態下，中腔存有的LNG可能會發生氣化，導致閥門內部超壓，甚至威脅到閥門的安全，為保證閥門的安全性，此類閥門要求帶中腔自泄壓結構，使閥門內腔壓力異常超壓時，實現自動泄放;由于LNG介質的易燃易爆特性，在設計LNG超低溫閥門時，一般設計有防靜電結構，以保證閥門的導電性;為防止LNG外泄漏，在閥體/壓蓋處及閥桿處引入唇式密封的密封方式，可以很好控制閥門的外泄漏。
由于低溫下橡膠材料的玻璃態轉變及大多數非金屬材料存在著冷脆和嚴重冷流現象，因此低溫閥閥桿與閥體間的密封多采用填料函密封結構。目前低溫填料主要有聚四氟乙烯、石棉、浸漬聚四氟乙烯石棉繩和柔性石墨等，其中由于石棉無法避免滲透性泄漏，聚四氟乙烯線膨脹系數很大、冷流現象嚴重，所以很少采用，而聚三氟乙烯(PCTFE)在液氦、液氧和液化天然氣中不發生脆裂，不蠕變，不滲透任何氣體，不助燃，是一種良好的密封聚合物，是目前采用較多的密封材料。柔性石墨是新發展起來的一種優良的密封材料，具有耐低溫、耐腐蝕、自潤滑、熱膨脹率小及氣液密封性能良好等特點，主要用于法蘭連接處及填料函。
