低温球阀

超低温球阀的结构设计特点及安装要求摘要：石油化工产业化的不断发展，使得液化天然气也获得了较好的发展前景，进而也对超低温阀门的需求量及工艺技术出了越来越高的要求。

对此，面对市场环境的变化，为满足液化天然气应用需求，根据超低温球阀结构的设计要点，如阀盖、密封部件、泄压部件等，再超低温球阀经过低温试验等工序，才能符合工业化生产要求。

关键词：超低温球阀；结构设计；安装要求；引言：球阀开关阀门外形是带有一个圆形通道的球体，通道和球体间的中轴线呈现出环绕垂直的结构，进而实现对介质流量和通道开关控制。

一般情况下，球阀开关阀门是固定的，有外力作用也不会发生移动。

球阀结构的组成部分主要有阀杆、支架、阀盖、阀体、滴水板和驱动装置等元件，超低温球阀的结构设计在经过一体式、二片式、三片式的结果优化设计过程后，促使球阀漏点有所降低。

1.超低温球阀概述石油化工的生产线上，输送介质的温度不同对球阀的定义也不同。

一般情况下，当输送介质的温度小于－40℃则定义为低温球阀；当输送介质的温度低于－40℃且低于－101℃则定义为超低温球阀。

其中，空分生产装置中常常会应用到超低温球阀，另外在含有液化天然气、液化石油气等介质的产品中也有应用。

液态低温介质保存、运输或使用的最大危险则是易燃易爆，若闪蒸或升温则容易出现气化现象，当低温或超低温介质发生气化，则短时间内膨胀。

若在运输过程中，液态低温介质的阀门存在密封阀腔不严密、结构设计有问题等情况，阀腔内的压力过高，甚至会使得阀门开裂引发严重的安全事故[1]。

2.超低温球阀结构设计特点2.1阀盖结构设计优化设计超低温球阀阀盖，应注意腔内的流体温度。

根据球阀自身的结构功能，可应用加长阀盖，保证填料装置、低温区、阀门控制装置之前的距离。

但是应该注意的是，阀门填料温度控制较为严格，温度降低，但是要避免霜冻对填料的影响。

除此之外，超低温球阀结构设计中，不仅要保障球阀阀盖等部件能正常启用，且应避免操作球阀、低温介质环境下，工作人员发生冷灼伤意外。

LNG用超低温球阀设计选型探讨翟俊红【摘要】详述了超低温球阀的选材要求,检测和结构特点,并针对LNG装置超低温的运行工况,提出了超低温球阀设计选用注意的问题及解决方法,为超低温球阀的设计、采购、安装和使用提供参考.【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2018(028)002【总页数】4页(P33-35,42)【关键词】LNG;超低温球阀;深冷处理【作者】翟俊红【作者单位】中海油石化工程有限公司济南 250101【正文语种】中文低温阀门是指能够在低温工况下使用的阀门，通常把工作温度低于-40℃的阀门称为低温阀门，工作温度低于-100℃的阀门称为超低温阀门。

目前，超低温阀门主要用于液化天然气(LNG)、乙烯工程及空分装置中。

本文根据液化天然气(LNG)超低温(-162℃)的存贮特点，具体讨论超低温工况下常用球阀的设计选用需注意的问题，为超低温球阀设计、采购和安装使用提供一定的参考。

液化天然气(LNG)是天然气独特的储存和运输方式，是气田开采或煤制天然气经脱水、脱酸和重烃类气体，然后压缩、冷却至约-162℃而成的低温液体。

2016年，世界天然气在一次能源消费结构中占比24.1%，而我国天然气一次能源消费结构占比为6.4%，远低于世界消费水平。

天然气发展“十三五”规划明确提出了力争2020年、2030年天然气占一次能源消费比重分别达到10%和15%的目标。

因此在这种国际和国内形势的大环境下研究在LNG超低温环境下使用的阀门材料、密封面形式、结构形式等方面的问题就显得尤为重要。

1 超低温球阀的设计1.1 阀门材料的选择LNG存储温度为-162℃，在此温度下，除奥氏体不锈钢之外其它金属材料会发生低温冷脆现象，也就是强度和硬度提高，塑性和韧性相应降低，从而影响了阀门的性能和安全。

为了防止材料在低温下改变性能，阀门的承压部件如阀体、阀盖等大多选用金相组织比较稳定的奥氏体不锈钢，但奥氏体不锈钢种类繁多，在超低温阀门制造中广泛应用的是Cr-Ni系奥氏体不锈钢，如304、304L、316、316L等。

ＬＮＧ接收站用低温球阀国产化技术问题探讨王金富１，张清双２，牛存厚１，李明浩１（１．中石化广州工程有限公司，广东省广州市５１０６２０；２．江苏神通阀门股份有限公司，江苏省启东市２２６２３２）摘要：目前ＬＮＧ（液化天然气）接收站用低温阀门大部分从国外进口，进口数量最多的是低温球阀。

主要对进口低温球阀的３种结构进行了介绍和分析，结合国产化低温球阀主要是采用泛塞（Ｌｉｐｓｅａｌｓ）密封结构的特点，基于失效模式与影响分析方法（ＦＭＥＡ）的分析以及进口阀门使用情况，对该种结构低温球阀的内漏和外漏进行了分析并提出改进措施。

同时也对低温球阀选用一端单向密封、一端双向密封阀座（ＤＩＢ ２）结构以及进行中腔泄放功能试验的合理性和可行性进行了探讨，供相关设计单位、阀门制造商以及用户在国产化研制中进行参考和借鉴。

关键词：ＬＮＧ接收站　低温球阀　泛塞密封　波纹管密封　低温处理　功能试验 目前国内在建和规划共３０多座ＬＮＧ（液化天然气）接收站，一座ＬＮＧ接收站需要配套各种工艺低温阀门大约３５００多台。

因国产低温阀门尚无成规模应用，其中２５００多台需要进口，进口的阀门以球阀和蝶阀为主。

为降低成本和提高国产化水平，低温阀门国产化势在必行。

１　进口低温球阀结构分析ＬＮＧ接收站进口的低温球阀多采用上装式固定球结构，主要分为偏心半球阀结构和整球阀结构。

整球阀结构按阀座和阀体之间的密封特点又分为泛塞密封结构［１］和波纹管密封结构。

１．１　偏心半球阀国外某公司上装式偏心半球阀结构见图１。

该结构又称之为Ｃ型球阀，由于采用双偏心结构，具有以下特点：①阀门在关闭过程中球体是渐进式接触密封圈，极大地降低了球体和密封圈之间的摩擦力矩，操作扭矩更低；②降低了密封圈的磨损，球阀的使用寿命较长，尤其适用于频繁操作场合；③由于半球阀没有中腔，不存在中腔压力积聚现象，消除了中腔积压带来的潜在压力边界失效风险，也消除了因泄压端方向安装错误带来的潜在安全风险。