一、什么是低溫閥門?
低溫閥門,是專門用于在極低溫度環(huán)境下工作的閥門。一般來說,低溫閥門適用于環(huán)境溫度 -29℃到-196℃介質溫度-40℃~ -196℃的工況,常見的低溫介質有液化天然氣(LNG)、液氧、液氮等。這些介質在極低的溫度下會呈現(xiàn)出特殊的物理性質,對閥門的性能提出了極高的要求。
二、低溫閥門的重要性
1.確保安全
在低溫環(huán)境下,介質的泄漏可能會導致嚴重的安全事故。低溫閥門的嚴密性和可靠性至關重要,能夠有效防止介質泄漏,保障人員和設備的安全。
2.保證工藝穩(wěn)定
在低溫工藝系統(tǒng)中,閥門的精確控制對于維持工藝參數(shù)的穩(wěn)定至關重要。低溫閥門能夠準確地調節(jié)介質的流量和壓力,確保工藝過程的順利進行。
3.適應特殊工況
許多工業(yè)領域,如天然氣液化、航空航天等,都需要在極低溫度下進行操作。低溫閥門的出現(xiàn),為這些特殊工況提供了可靠的解決方案。
三、電動低溫閥門材質的選擇
電動低溫閥門主要是通過控制閥芯的運動來控制介質的流通。然而,由于低溫環(huán)境的特殊性,電動低溫閥門在設計和制造上有許多獨特之處。
1.操作機構
閥門在低溫環(huán)境下容易發(fā)生卡死扳不動的現(xiàn)象,執(zhí)行器會采用除濕加熱器來解決。除濕加熱器可以通過加熱空氣并同時從中除去水分,降低空氣的露點溫度,從而減少低溫環(huán)境下的濕氣導致的凍結和卡死問題,以保證閥門在低溫工況條件下的性能。
2.閥體材料選擇
閥體通常采用特殊的低溫材料,如低溫碳鋼(LCB)、3.5%鎳鋼(LC3)和奧氏體不銹鋼(如304、316L等)。這些材料在低溫下能夠保持足夠的強度和韌性,避免低溫冷脆現(xiàn)象。
3.密封結構
為了確保在低溫下的密封性能,低溫閥門采用了特殊的密封結構,如
柔性石墨、聚四氟乙烯(PTFE)、石棉、浸漬聚四氟乙烯石棉繩等。
這些密封具有良好的化學穩(wěn)定性、低摩擦系數(shù)、小熱膨脹系數(shù),同時在低溫環(huán)境下不會硬化脆變。
4.特殊設計
為了保護填料,低溫閥門常采用長頸結構,以使填料遠離低溫介質,保證填料部位的溫度不低于0℃,避免閥桿和閥蓋以上的零部件凍結,確保密封性能。
四、低溫閥門的應用領域
1.天然氣液化
在天然氣液化過程中,低溫閥門被廣泛應用于液化天然氣(LNG)的儲存、輸送和加注系統(tǒng)中。它們能夠確保 LNG 的安全儲存和高效輸送,為清潔能源的發(fā)展做出了重要貢獻。
2.航空航天
航空航天領域對材料和設備的要求極高,低溫閥門在航天器的推進系統(tǒng)、燃料儲存系統(tǒng)等方面發(fā)揮著重要作用。它們能夠在極端的低溫環(huán)境下可靠工作,保障航天器的安全運行。
3.化工行業(yè)
在化工行業(yè)中,許多工藝過程需要在低溫下進行。低溫閥門被用于低溫反應釜、冷凍系統(tǒng)等設備中,確?;どa(chǎn)的安全和高效。
4.醫(yī)療領域
在醫(yī)療領域,低溫閥門被用于液氮冷凍治療、低溫儲存等方面。它們?yōu)獒t(yī)療技術的發(fā)展提供了有力支持。
綜上所述,低溫閥門的設計和材料選擇需要綜合考慮介質的溫度、化學性質以及閥門的操作條件,以確保閥門在低溫環(huán)境下的安全和可靠運行。