低温控制下阀门的设计与制造探讨

周平平

（拜路浦（上海）阀门有限公司，上海 200010）

基于低温控制阀门的设计与制造实践，开展有效的设计与制造工作，对企业实现良好发展具有积极作用。结合低温控制阀门设计与制造的特点，完善设计与制造策略，能够有效提升企业制造和设计的水平。因此，加强对低温控制阀门设计与制造的优化，是行业未来的发展方向。基于这一特点，在低温控制阀门的设计与制造中，应该加强对市场发展的了解，从而为之后开展高效的设计与制造工作奠定基础。

1 低温控制下阀门的设计

1.1 阀盖结构

针对阀盖结构展开的设计，主要表现为规则的长颈外形结构，该结构在对内部介质保冷功能和外侧冷能防护方面具有良好的优势。基于相关的标准（JB/T7749，BS6364，DIN3352，TTO等）设计文件可以得知，其所提出的几种阀盖结构设计方案，其中长颈结构在践行其保冷功能时，填料函底部位置的温度不会过低，液体也不易凝固。填料函结构所处区域的温度不可过低，设计人员应该针对填料函的各种状态和温度范围进行有效的调整，以优化阀盖腔内空间和外形尺寸的设定。除此之外，阀门操作机构（手动或自动）的周边温度也应该维持在合理的正常范围内。工作人员在进行手动操作时，不会由于温度过低而对其造成威胁，也尽可能地避免了填料函等外围出现冷凝和结冰情况，其优势可以实现最大程度上的发挥。确保温度在合理范围内，确保填料的柔性和密封性，并在阀门调控中实现多次利用。在设计阀盖结构时，规则的外形可以更加有效利用保冷层辅助措施，保护冷能不会轻易损失，从而降低能耗和使用成本。

长颈阀盖要想加长尺寸，需要考虑很多实际问题。基于不同的标准条件，相交普通阀盖，带冷箱和非冷箱加长的长度最低标准都不尽相同，加长后阀杆也相应加长，对于阀杆的刚性和扭转度也需要具体校验，设计人员应对其具体的使用目的和重要性进行详细了解和掌握，在科学合理的标准下，确定相应的加长尺寸。在明确具体的尺寸之前，对于保护层厚度和空间作出相应的分析判断，从而避免给保护层带去负面影响。通常情况下，其尺寸与保护层厚度对比，前者相对要小，从而才能确保二者都得以良好运行，阀盖保冷施工作业得以有效简易地进行。

1.2 滴水板结构及设置

基于低温阀的特点，结合温度的传导性，低温介质以阀门作为热源进行低温范围的扩散，从而使得阀杆和填料的温度也会逐渐降低，使得填料难以确保其密封性能，阀门的保冷功能逐渐消失，填料最终可能被冻结。基于这种情况，设计人员需要将滴水板设置在阀盖颈部，实现热交换在滴水板部位有效进行，保护填料密封部位功能。阀门通常会在室外使用，雨水会在保冷层结冰，滴水板可有效避免这种情况的出现；湿度过大的空气会在低温阀顶端区域出现液化情况，而这些液化后的水珠会集中在滴水板上。不具备滴水板的情况下，阀盖法兰会替代滴水板，收集这些水珠，由此，阀杆紧固件的使用性能会受到影响，有可能会导致腐蚀的问题出现。因此，滴水板需要能够完全覆盖法兰外周，能够有效避免法兰紧固件所受到的负面影响。除此之外，经过液化的水珠也不可以直接接触保护层或者阀体上端，因为在水珠的作用下，温度会逐渐降低，进而填充材料受到威胁。针对这些问题，技术人员应该对滴水板所处位置和尺寸进行科学的规划设置。

1.3 密封结构

低温阀的重要密封部位有两处，阀座处和填料部位。此两处密封都需要具备常温和低温工况下的密封阻断性能。阀座周边部件包括阀体需要充分承受温度变化所产生的收缩形变带来的变化，阀座的密封形式和弹性范围根据材料的不同和热膨胀性能选择合理的设置范围，以满足由于温度变化所造成的阀芯形变，在经济性和可靠性方面均衡发展。填料箱设置在远离低温源的阀盖颈部，使其处于有利的工作环境下。填料组易采用中间带金属隔环的两段式密封形式，有利于填料密封预紧力均衡延伸到每个接触部位，延迟使用寿命。隔环同时可具有润滑油层和紧急密封注油脂功能。填料的预紧力优先考虑自紧补偿式结构，延长维修保养周期，降低成本。

1.4 阀杆结构

由于阀盖的加长，阀杆相应随之加长，在强度和稳定性方面应给予全面考虑。低温工作环境下，密封部件容易变硬从而增加磨削性，阀杆表面的硬化处理变得尤为重要。可靠而经济的处理方式通常使用镀硬铬，并且在后续的工艺中，进行800目以上磨光处理，避免其于填料压套，轴套发生咬死，磨损情况的出现。

1.5 泄压部件

在一些低温阀门工作时，经常会出现爆炸事故，导致该问题出现是因为密封中腔结构的存在。密封中腔结构一旦出现压力失稳的问题，在易燃易爆介质的引导下，就容易导致爆炸。因此，应该针对泄压部件进行有效的设计，从而减少爆炸情况的出现。在实际生产过程中，一些介质在参与传输时，会伴随汽化现象，如液化天然气。介质状态和其体积之间呈正向关系，这就意味着体积会随着介质状态的转变而逐渐增大，促使阀门结构被全面填充，而阀门在没有开启的情况下，内部会随之产生极大的压力，当压力直逼安全底线最后冲出底线，阀门会遭到破坏，进而导致介质的进一步泄漏，甚至有可能会出现爆炸事故。在设计泄压构造和泄压部件过程中，工作人员需要结合考虑中腔结构，设置泄压孔，使得腔体里的残留介质通过泄压孔与上游联通，达到压力平衡。同时，促使泄压部件能够针对内部异常压力进行良好的控制，避免冲破压力底线的问题出现，即便突破底线，也会立刻进行自动泄放。在设计泄压部件结构时，应该从阀门类型出发，结合低温阀门密封原理以及泄压要求，进而呈现出合理的泄压部件设计方案，由此，最关键的要求就是确保泄压部件和阀门之间的符合性。

1.6 防静电和防火结构

在针对防静电和防火结构展开设计工作时，需要对传输介质特点进行有效地明确，其与易燃易爆介质之间的符合程度最高。针对防静电结构开展的设计工作，在阀门里安装相应的电流引导装置，促使阀杆和阀体之间实现良好的结合，在这个过程中，阀门的静电能够被充分地消除。相关文件规定有效运用该原理，阀门的阀体应该确保与阀杆之间实现良好的导电，阀门系统的安全得以保障。针对防火结构开展的设计工作，工作人员的设计核心应该体现在介质防渗漏中，对温度进行有效的控制，减少温度变化对介质产生的负面影响，可以有效结合普通阀门防火设计进行考虑。

2 低温控制下阀门的制造

在进行低温控制阀门制造工作时，为了确保即便在低温环境下，密封性仍不受影响，应该有效加强密封面弹性和硬度的均衡问题，从而阀芯密封面和阀座密封面二者在硬度上形成明显的差异。首先，要对阀门材料作出有效的处理工作深冷处理。深冷处理指的是，有效采油冷媒，针对材料落实相应的程序化深冷处理以及低温回火，促使金属材料的性能得到相应的提升和优化。就其使用来看，是当前社会上应用比较广泛的一种经济适用性技术。在正常温度下，低温控制阀门具有良好的密封垫片是非常有必要的，密封垫片应该符合两个要求：较好的韧性和密封性，从而当温度逐渐降低，其会逐渐硬化。因而，即便在低温硬化的情况下，在良好的韧性支持下，也能够实现良好地运用。从当前所使用的弹性蓄能圈密封结构来看，在新型技术的支撑下，其具有突出的低温密封效果。低温控制阀门在低温的影响下，出现形变的概率很高，因此，需要开展更科学有效的低温控制阀门制作工作，从而确保阀门得以实现良好的运用。

3 低温控制阀门的安装

低温控制阀门设计通过检验后，就可以开展安装工作了。在实际安装之前，针对阀门和管道展开相应的考察，明确它们之间所能达到的匹配程度，进而减少安装时预应力的出现。对管道的冷补偿能力进行相应的明确，避免低温阀门出现位移的情况。将低温阀门设置在支架上，降低低温所产生的负面影响。在安装过程中，对于保冷箱和阀门、阀体的状态进行了解，阀门在运行时应该和阀体处在同一水平上。低温控制阀门安装工作开展，需要严格按照安装规范进行，尤其是阀杆方向、阀杆和长颈阀盖之间的距离等。科学规划阀杆的位置和方向，能够切实保障低温阀门填料工作良好进行，阀门手柄的安全性也能够得以保障。除此之外，要加强对泄压部件开展的安装工作，确保其质量达到一定标准。

4 结语

通过对低温控制阀门设计与制造的了解，在设计和制造过程中，落实有效的策略，对企业实现可持续发展目标具有重要意义。结合低温控制阀门的设计与制造实际，推动工作良好进行，对优化行业发展环境具有直接影响。因此，应立足低温控制阀门的设计与制造实际，对设计与制造工作进行有效完善，满足时代发展对企业的要求，为行业的整体提升奠定良好的基础，并进一步强化我国阀门产业在国际市场的地位。