低溫球閥由于結構簡單,安裝空間小,并且球閥依靠介質力密封,不受外部驅動力的影響,因而被廣泛應用于各工況中。目前,LNG接收站普遍采用超低溫球閥,超低溫球閥的數(shù)量占整個LNG接收站閥門數(shù)量的80%,在使用中存在超低溫球閥內漏的現(xiàn)象。本文基于低溫閥門的設計準則及閥門密封性能的基本理論,對影響超低溫球閥密封的要素進行了分析。
設計準則
由于工況溫度低,使超低溫閥門的設計與制造面臨一系列的技術困難,例如,材料的選擇、低溫密封、結構設計、固溶處理、深冷處理、絕熱、質量檢測、維修、安全等。為此對于低溫閥門的設計有著一系列嚴格的標準,國際上主要采用標準BS6364《低溫閥門》和MSSSP-134《對低溫閥門及其閥體/閥蓋加長體的要求》,這兩個標準較全地規(guī)定了低溫閥門設計和制造的要點和規(guī)則。標準JB/T7749《低溫閥門技術條件》是根據(jù)BS6364《低溫閥門》轉化而成。
在設計低溫閥門時,除了應遵循一般閥門的設計原則外,應根據(jù)使用的條件,遵循低溫閥設計的特殊要求。
①閥門不應成為低溫系統(tǒng)的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外,如流入過多,還會使內部流體急速蒸發(fā),產生異常升壓,造成危險。
②低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。
③直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。
④在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑,所以需要采取結構措施以防止摩擦件擦傷。
在低溫閥門設計過程中,除了考慮低溫閥門的流通能力等一般性要求外,還需要考慮一些其他指標,以便更好地對低溫閥門的技術水平進行評價。通常通過衡量能量消耗是否合理對低溫閥門的技術水平進行評價。
①低溫閥門的絕熱性能。
②低溫閥門的冷卻性能。
③低溫閥門啟閉密封件的工作性能。
④低溫閥門表面不結冰的條件。
低溫閥門與通用閥門的工作環(huán)境有很大的區(qū)別,在低溫閥門設計、制造和檢驗等過程中除了要遵守閥門設計、制造和檢驗的一般規(guī)則外,還應當注意低溫閥門所處的環(huán)境而進行適當?shù)恼{整。