低溫控制下閥門的設計與制造探討

周平平

（拜路浦（上海）閥門有限公司，上海 200010）

基于低溫控制閥門的設計與制造實踐，開展有效的設計與制造工作，對企業實現良好發展具有積極作用。結合低溫控制閥門設計與制造的特點，完善設計與制造策略，能夠有效提升企業制造和設計的水平。因此，加強對低溫控制閥門設計與制造的優化，是行業未來的發展方向。基于這一特點，在低溫控制閥門的設計與制造中，應該加強對市場發展的了解，從而為之后開展高效的設計與制造工作奠定基礎。

1 低溫控制下閥門的設計

1.1 閥蓋結構

針對閥蓋結構展開的設計，主要表現為規則的長頸外形結構，該結構在對內部介質保冷功能和外側冷能防護方面具有良好的優勢。基于相關的標準（JB/T7749，BS6364，DIN3352，TTO等）設計文件可以得知，其所提出的幾種閥蓋結構設計方案，其中長頸結構在踐行其保冷功能時，填料函底部位置的溫度不會過低，液體也不易凝固。填料函結構所處區域的溫度不可過低，設計人員應該針對填料函的各種狀態和溫度范圍進行有效的調整，以優化閥蓋腔內空間和外形尺寸的設定。除此之外，閥門操作機構（手動或自動）的周邊溫度也應該維持在合理的正常范圍內。工作人員在進行手動操作時，不會由于溫度過低而對其造成威脅，也盡可能地避免了填料函等外圍出現冷凝和結冰情況，其優勢可以實現最大程度上的發揮。確保溫度在合理范圍內，確保填料的柔性和密封性，并在閥門調控中實現多次利用。在設計閥蓋結構時，規則的外形可以更加有效利用保冷層輔助措施，保護冷能不會輕易損失，從而降低能耗和使用成本。

長頸閥蓋要想加長尺寸，需要考慮很多實際問題。基于不同的標準條件，相交普通閥蓋，帶冷箱和非冷箱加長的長度最低標準都不盡相同，加長后閥桿也相應加長，對于閥桿的剛性和扭轉度也需要具體校驗，設計人員應對其具體的使用目的和重要性進行詳細了解和掌握，在科學合理的標準下，確定相應的加長尺寸。在明確具體的尺寸之前，對于保護層厚度和空間作出相應的分析判斷，從而避免給保護層帶去負面影響。通常情況下，其尺寸與保護層厚度對比，前者相對要小，從而才能確保二者都得以良好運行，閥蓋保冷施工作業得以有效簡易地進行。

1.2 滴水板結構及設置

基于低溫閥的特點，結合溫度的傳導性，低溫介質以閥門作為熱源進行低溫范圍的擴散，從而使得閥桿和填料的溫度也會逐漸降低，使得填料難以確保其密封性能，閥門的保冷功能逐漸消失，填料最終可能被凍結。基于這種情況，設計人員需要將滴水板設置在閥蓋頸部，實現熱交換在滴水板部位有效進行，保護填料密封部位功能。閥門通常會在室外使用，雨水會在保冷層結冰，滴水板可有效避免這種情況的出現；濕度過大的空氣會在低溫閥頂端區域出現液化情況，而這些液化后的水珠會集中在滴水板上。不具備滴水板的情況下，閥蓋法蘭會替代滴水板，收集這些水珠，由此，閥桿緊固件的使用性能會受到影響，有可能會導致腐蝕的問題出現。因此，滴水板需要能夠完全覆蓋法蘭外周，能夠有效避免法蘭緊固件所受到的負面影響。除此之外，經過液化的水珠也不可以直接接觸保護層或者閥體上端，因為在水珠的作用下，溫度會逐漸降低，進而填充材料受到威脅。針對這些問題，技術人員應該對滴水板所處位置和尺寸進行科學的規劃設置。

1.3 密封結構

低溫閥的重要密封部位有兩處，閥座處和填料部位。此兩處密封都需要具備常溫和低溫工況下的密封阻斷性能。閥座周邊部件包括閥體需要充分承受溫度變化所產生的收縮形變帶來的變化，閥座的密封形式和彈性范圍根據材料的不同和熱膨脹性能選擇合理的設置范圍，以滿足由于溫度變化所造成的閥芯形變，在經濟性和可靠性方面均衡發展。填料箱設置在遠離低溫源的閥蓋頸部，使其處于有利的工作環境下。填料組易采用中間帶金屬隔環的兩段式密封形式，有利于填料密封預緊力均衡延伸到每個接觸部位，延遲使用壽命。隔環同時可具有潤滑油層和緊急密封注油脂功能。填料的預緊力優先考慮自緊補償式結構，延長維修保養周期，降低成本。

1.4 閥桿結構

由于閥蓋的加長，閥桿相應隨之加長，在強度和穩定性方面應給予全面考慮。低溫工作環境下，密封部件容易變硬從而增加磨削性，閥桿表面的硬化處理變得尤為重要。可靠而經濟的處理方式通常使用鍍硬鉻，并且在后續的工藝中，進行800目以上磨光處理，避免其于填料壓套，軸套發生咬死，磨損情況的出現。

1.5 泄壓部件

在一些低溫閥門工作時，經常會出現爆炸事故，導致該問題出現是因為密封中腔結構的存在。密封中腔結構一旦出現壓力失穩的問題，在易燃易爆介質的引導下，就容易導致爆炸。因此，應該針對泄壓部件進行有效的設計，從而減少爆炸情況的出現。在實際生產過程中，一些介質在參與傳輸時，會伴隨汽化現象，如液化天然氣。介質狀態和其體積之間呈正向關系，這就意味著體積會隨著介質狀態的轉變而逐漸增大，促使閥門結構被全面填充，而閥門在沒有開啟的情況下，內部會隨之產生極大的壓力，當壓力直逼安全底線最后沖出底線，閥門會遭到破壞，進而導致介質的進一步泄漏，甚至有可能會出現爆炸事故。在設計泄壓構造和泄壓部件過程中，工作人員需要結合考慮中腔結構，設置泄壓孔，使得腔體里的殘留介質通過泄壓孔與上游聯通，達到壓力平衡。同時，促使泄壓部件能夠針對內部異常壓力進行良好的控制，避免沖破壓力底線的問題出現，即便突破底線，也會立刻進行自動泄放。在設計泄壓部件結構時，應該從閥門類型出發，結合低溫閥門密封原理以及泄壓要求，進而呈現出合理的泄壓部件設計方案，由此，最關鍵的要求就是確保泄壓部件和閥門之間的符合性。

1.6 防靜電和防火結構

在針對防靜電和防火結構展開設計工作時，需要對傳輸介質特點進行有效地明確，其與易燃易爆介質之間的符合程度最高。針對防靜電結構開展的設計工作，在閥門里安裝相應的電流引導裝置，促使閥桿和閥體之間實現良好的結合，在這個過程中，閥門的靜電能夠被充分地消除。相關文件規定有效運用該原理，閥門的閥體應該確保與閥桿之間實現良好的導電，閥門系統的安全得以保障。針對防火結構開展的設計工作，工作人員的設計核心應該體現在介質防滲漏中，對溫度進行有效的控制，減少溫度變化對介質產生的負面影響，可以有效結合普通閥門防火設計進行考慮。

2 低溫控制下閥門的制造

在進行低溫控制閥門制造工作時，為了確保即便在低溫環境下，密封性仍不受影響，應該有效加強密封面彈性和硬度的均衡問題，從而閥芯密封面和閥座密封面二者在硬度上形成明顯的差異。首先，要對閥門材料作出有效的處理工作深冷處理。深冷處理指的是，有效采油冷媒，針對材料落實相應的程序化深冷處理以及低溫回火，促使金屬材料的性能得到相應的提升和優化。就其使用來看，是當前社會上應用比較廣泛的一種經濟適用性技術。在正常溫度下，低溫控制閥門具有良好的密封墊片是非常有必要的，密封墊片應該符合兩個要求：較好的韌性和密封性，從而當溫度逐漸降低，其會逐漸硬化。因而，即便在低溫硬化的情況下，在良好的韌性支持下，也能夠實現良好地運用。從當前所使用的彈性蓄能圈密封結構來看，在新型技術的支撐下，其具有突出的低溫密封效果。低溫控制閥門在低溫的影響下，出現形變的概率很高，因此，需要開展更科學有效的低溫控制閥門制作工作，從而確保閥門得以實現良好的運用。

3 低溫控制閥門的安裝

低溫控制閥門設計通過檢驗后，就可以開展安裝工作了。在實際安裝之前，針對閥門和管道展開相應的考察，明確它們之間所能達到的匹配程度，進而減少安裝時預應力的出現。對管道的冷補償能力進行相應的明確，避免低溫閥門出現位移的情況。將低溫閥門設置在支架上，降低低溫所產生的負面影響。在安裝過程中，對于保冷箱和閥門、閥體的狀態進行了解，閥門在運行時應該和閥體處在同一水平上。低溫控制閥門安裝工作開展，需要嚴格按照安裝規范進行，尤其是閥桿方向、閥桿和長頸閥蓋之間的距離等。科學規劃閥桿的位置和方向，能夠切實保障低溫閥門填料工作良好進行，閥門手柄的安全性也能夠得以保障。除此之外，要加強對泄壓部件開展的安裝工作，確保其質量達到一定標準。

4 結語

通過對低溫控制閥門設計與制造的了解，在設計和制造過程中，落實有效的策略，對企業實現可持續發展目標具有重要意義。結合低溫控制閥門的設計與制造實際，推動工作良好進行，對優化行業發展環境具有直接影響。因此，應立足低溫控制閥門的設計與制造實際，對設計與制造工作進行有效完善，滿足時代發展對企業的要求，為行業的整體提升奠定良好的基礎，并進一步強化我國閥門產業在國際市場的地位。