低温阀门设计技术研究及分析
低温阀门技术条件及试验
低温阀门技术条件及试验为了保证低温阀能在低温下安全可靠地运行,在低温阀的设计和制造方面有一些特殊的考虑和要求。
同样，低温阀的试验与普通阀门也有所不同。
下面就JB/T7749-1995《低温阀门技术条件》和英国BS6364：R1998《低温阀门》的试验方法，试验要求和度验装置作简略的介绍。
1.低温阀门试验(JB/T7749-1995)(1)试验条件低温阀门的低温试验在常温试验合格后进行。
试验前应消除阀门水分和油脂，拧紧螺栓至预定的力矩或拉力，记录其数值。
用符合试验要求的热电偶与阀门连接，试验过程中临测阀体、阀盖的温度。
低温试验冷却介质为液氮与酒精的混合液或液氮，试验介质为氦气。
(2)试验步骤1)低温阀门试验装置见图2-46。
如图所示，将阀门安装在试验容器里，并接好所有接头，保证阀门填料处在容器上部，且温度保持在0度以上。
2)在常温及最大阀门试验压力下，使用氮气做初如检测试验，确保阀门在合适的条件下进行试验。
3)将阀门浸入液氮与酒精的混合液或液氮中冷却至阀门低温工况温度，其水平面盖住阀体与阀盖。
4)在低温工况温度下，按下列步骤进行操作:①在低温工况温度下，浸泡阀门直到各处的温度稳定为止，用热电偶测量保证阀门各处温度的均匀性;②在试验温度下，重复2.11.1(2)-2)的初始检测试验;③在试验温度和阀门的公称压力下，开关阀门5次做低温操作性能试验，配有驱动装置的阀门按上述要求做动作试验;④在最大阀门试验压力下，按阀门的正常流向做阀门密封试验，对于双向密封的阀门应分别进行试验，用流量计测量泄漏量时，其泄漏率应符合表2-23规定;⑤阀门处在开启位置时，关闭阀门出口端的针形阀(见图2-46,并向阀体加压至密封试验压力，保持15min，检查阀门填料处、阀体和阀盖连接处的密封性;⑥阀盖上密封的检查，有上密封的阀门应做上密封试验，试验时阀门全开，两端封闭，向阀内通入氦气至密封试验压力为止，松开填料压盖，检查上密封的密封性。
超低温工况下的阀门密封性研究
超低温工况下的阀门密封性研究摘要：本论文研究了超低温工况下阀门的密封性能。
超低温环境对阀门密封性能提出了更高的要求，因为低温会导致材料收缩、硬化和变脆，从而增加了泄漏的风险。
本研究通过实验和数值模拟相结合的方法，对不同材料、结构和密封方式的阀门进行了测试和分析。
结果显示，在超低温环境下，采用特殊材料和密封结构可以显著提高阀门的密封性能。
此外，优化密封间隙和使用低温密封剂也可以有效减少泄漏。
本研究对超低温工况下阀门的密封性能提供了重要参考，有助于提高阀门在低温工况下的可靠性和安全性。
关键词：超低温；阀门密封性；数值模拟引言本论文旨在研究材料老化对物体性能的影响。
随着时间的推移，材料会受到环境因素和使用条件的影响，导致性能的逐渐下降。
了解材料老化的机理和特征对于延长材料寿命、提高产品可靠性至关重要。
本文将回顾老化过程中的不同机制，包括化学反应、疲劳损伤和热氧化等。
此外，还将介绍常见的老化测试方法和评估指标。
通过深入研究材料老化的影响，我们可以为设计更耐久、可靠的材料和产品提供指导和建议。
1.超低温工况下阀门密封性能的影响因素1.1超低温环境对材料性质的影响超低温环境对材料性质有着显著的影响。
低温会导致材料的收缩和变形，由于分子振动减小，材料的线膨胀系数降低，使得材料变得更加脆弱。
低温会导致材料的硬化，使得材料的强度和韧性降低，容易发生断裂和破损。
低温还会影响材料的导电性、导热性和摩擦性能，从而影响材料的功能和应用。
在超低温环境下，材料的抗拉强度、冲击韧性和耐蚀性都会受到较大挑战。
因此，在超低温工况下选择合适的材料非常重要，以确保材料的性能稳定性和可靠性。
1.2超低温环境对阀门结构的影响超低温环境对阀门结构有着重要的影响。
低温会导致阀门材料的收缩和变形，可能导致密封面间隙增大，从而增加泄漏的风险。
低温环境下材料的脆性增加，使得阀门零部件容易发生断裂和破损。
低温还会影响阀门的润滑性能，使得阀门操作不灵活或卡阻。
低温阀的设计与试验
低温阀的设计与试验一、低温阀门的材料选用1、低温阀门的主体材料1）主体材料选用应考虑的因素从金相考虑，金属材料中除了具有面心立方晶格的奥氏体钢、铜、铝等以外，一般的钢材在低温状态下会出现低温脆性，从而降低阀门的强度和使用寿命。
表1规定了几类材料的最低使用温度。
表1铝在低温下不会出现低温脆性，但铝及铝合金的硬度不高，铝密封面的耐磨、耐擦伤性能差，所以仅在低压和小口径的低温阀门中使用。
2）阀体、阀盖、阀座、阀瓣（闸板）材料的选用温度高于-100℃时选用铁素体钢，温度低于-100℃选用奥氏体钢，低压及小口径阀门可选用铜和铝等材料。
3）阀杆及紧固件的材料选用温度高于-100℃时，阀杆和螺栓材料采用Ni、Cr-Mo等合金钢，经适当的热处理，以提高抗拉强度和防止螺纹咬伤等。
温度高于-100℃时，采用奥氏体不锈耐酸钢。
18-8耐酸钢硬度低，会造成阀杆与填料相互擦伤，至使填料处泄露。
所以阀杆表面必须镀硬铬（厚度0.04-0.06mm）,或进行氮化和镀镍磷处理，以提高表面硬度。
为防止螺母与螺栓咬死，螺母一般采用Mo钢或Ni钢，同时在螺纹表面涂二硫化钼。
2、低温阀垫片、填料的选用随着温度降低，氟塑料收缩量很大，会使密封性能下降，容易引起泄露。
石棉填料无法避免渗透性泄露，橡胶对液化天然气有泡胀性，在低温下不可采用。
在低温阀门设计中，一方面由结构设计来保证使填料处于接近环境温度下工作。
另一方面在选择填料是要考虑填料的低温特性。
低温阀中一般采用浸渍聚四氟乙烯的石棉填料。
柔性石墨对气体、液体均不渗透，较低的紧固压力就可达到密封,它还有自润滑性。
柔性石墨的使用温度范围为-200-870℃。
低温阀门也可采用无填料的波纹管密封结构。
低温阀门用垫片必须在常温、低温及温度变化下具有可靠的密封性和复原性。
常采用聚四氟乙烯和耐酸钢带绕制的缠绕式垫片，优先选用柔性石墨和耐酸钢带绕制的缠绕式垫片(-200℃)。
二、低温阀门的特殊结构1）阀体应能充分承受温度变化而引起的膨胀、收缩，且阀座部位的结构不会因温度变化而产生永久变形。
超低温阀门的结构优化设计
超低温阀门的结构优化设计随着超低温流体介质应用范围的不断扩大，其生产制造、储存及运输设备也得到了快速发展，其中超低温阀门既是这些设备中关键的结构部件，对整个加工或运输系统都起到至关重要的作用。
文章是针对液化天然气运输设备中超低温阀门进行优化设计，首先讨论超低温阀门的材料选择，其次对阀门的各个子元素结构进行分析研究，讨论其必要性，并针对介质特性对超低温阀门中关键结构进行优化设计。
标签：超低温阀门；优化设计；结构分析；液化天然气引言随着我国经济与工业的快速发展，液化天然气也逐渐成为人们生活中必备的能源物质，它具有一定的清洁性与低温性。
目前，液化天然气使用率正在以大幅度增长趋势而不断增加，在全球市场上也是增长速度最快的能源之一。
液化天然气具有易燃、易爆与易汽化等特点，因此研究液化天然气的运输、存储以及控制设备，对于确保液化天然气的稳定供给，以及提高整个设备的操作与运输安全都具有十分重要的实际意义。
由于阀门是流体输送系统中的主要控制部件，具有导流、截止、调节、稳压、分流且防止逆流或溢流泄压等作用，文章既是针对液化天然气运输设备中的关键结构，即超低温阀门进行优化设计，讨论超低温阀门的材料选择，并对阀门的各个子元素结构进行分析研究，討论其必要性，并提出部分设计要点。
1 超低温阀门的材料选择超低温阀门的设计首要即是针对材料的选择，纵观阀门发展的历程，用于制作阀门的材料是多种多样的，主要包括：黄铜、锻钢、不锈钢、铸钢、铸铁等[1]。
由于液化天然气是一种不同于常规流体的一种特殊的低温流体，阀门的材料必须要适应低温工作环境，同时还需考虑液化天然气的特性，使材料能够很好地引导低温流体介质。
其次是针对阀门密封结构的设计，因阀门的工作环境温度不稳定，具有一定的变化幅度，从而极易使导致阀门元件受损且产生控制误差，因此为了实现有效误差补偿，密封结构可设计成柔性。
同时对于阀门材料必须要进行深冷处理，以稳定材料的金相组织，消除可能存在的低温变形[2]，使材料在服役过程中，不会出现突然的失效。
低温阀门标准
低温阀门标准
1.JB/T10281低温阀门通用技术条件
1.1设计压力PN:-0.20~+0.05MPa；1.2温度：-
40~+180℃。
2.设计温度、压力级别、密封材料、驱动方式
2.1设计温度：PN≤-40℃；2.2压力级别：
PN1.0~10.0MPa；2.3密封材料：丁腈橡胶或氟橡胶；2.4驱动方式：手动、电动、气动、液动。
3.低温阀门标准主要技术条件及说明
3.1低温阀门的适用范围（指在所规定的温度和压力条件下，密封面不发生变形或失效，并具有良好的密封性能。
）
在低温下工作的阀门称为低温阀门。
低温阀门中主要适用于低温介质（如液氮）或含有少量水分、气体的低温介质，它要求介质的温度低于-60℃或低于-20℃以下。
当介质温度低于-60℃时，一般采用石墨阀座（或橡胶阀座）和金属阀座（或非金属阀座）；当介质温度低于-20℃时，一般采用石墨阀座和金属阀座；当介质温度高于-40℃时，一般采用金属阀座和非金属阀座。
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低温阀门启闭密封试验研究_刘厚君
低温与超导第35卷 第2期低温技术C r y o g e n i c s C r y o .＆S u p e r c o n d .V o l .35 N o .2收稿日期:2006-11-22作者简介:刘厚君(1978-),男,工程师,主管设计师,主要进行航天飞行器动力系统设计。
低温阀门启闭密封试验研究刘厚君,祁伟,张亮,樊宏湍(上海宇航系统工程研究所,上海201108)摘要:为了研究低温阀门的启闭密封的特性,对常温和低温下不同密封比压的密封结构进行了启闭密封特性试验,通过试验结果的分析得出了密封比压与泄漏率的关系曲线,并与H .T .洛马宁柯曲线进行了对比,得出了试验工况下密封比压计算修正系数,为低温密封结构设计提供依据。
关键词:低温阀门;启闭密封;漏率;密封比压S e a l i n g c h a r a c t e r i s t i c s e x p e r i m e n t a l r e s e a r c ho f c r y o g e n i c v a l v e sL i uH o u j u n ,Q i We i ,Z h a n g L i a n g ,F a n H o n g t u a n(A e r o s p a c e S y s t e m E n g i n e e r i n g S h a n g h a i ,S h a n g h a i 201108,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r s t u d i e s t h e o p e n -c l o s es e a l i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f c r y o g e n i c v a l v e s i nd i f f e r e n t h e r m e t i c a l p r e s s u r e .T h el e a k a g e r a t e a n d h e r m e t i c a l p r e s s u r e a r e r e c o r d e d a n da n a l y z e d .C o m p a r e d w i t h t h e t h e o r i z e d r e s u l t s o f H .T .P o m a t e h k o ,e x p e r i m e n t a l c o e f f i c i e n t s o f h e r m e t i c a l p r e s s u r e a r e s i m u l a t e da n dc a nb e u s e di nc r y o g e n i c s e a l s t r u c t u r e d e s i g n i n g .K e y w o r d s :C r y o g e n i c v a l v e ,O p e n -c l o s es e a l i n g ,L e a k a g e r a t e ,H e r m e t i c a l p r e s s u r e1 引言随着低温推进剂在运载火箭中的不断应用,对阀门的研制提出了更高的要求。
关于低温阀门资料收集报告
关于低温阀门技术报告概述随着现代科技的发展，低温工程制品的生产规模不断扩大，液氧、液氮、液化石油气以及液化天然气等得到广泛的应用。
尤其是液化天然气收到世界各国的重视。
液化氮的温度为-269℃，液氢-254℃，液氧-183℃，液化天然气-162℃，以上物质的液化分馏、运输和贮存都需要大量低温阀门。
低温阀门的用途越来越广泛，需求量越来越大，对低温阀门的技术性能和工作特性要求也越来越高。
随着国家能源政策的实施，液化天然气（LNG）作为一种清洁、高效的能源在国内的建设项目日渐兴盛。
未来我国低温阀门有广阔的市场前景。
低温阀门工作条件苛刻，其工作介质大部分为易燃、易爆、渗透性强的物质，最低工作温度可达-269℃，最高使用压力达10MPa。
因此，低温阀门的设计、制造、检验与通用阀门相比有很大的区别。
目前，国内低温阀门生产能力较差。
从材料上看，国外有CF8、LCB、LF1、F304等十多种，可以适用于不同的温度和介质，且都制定了相关标准，不仅规定了铸锻件的尺寸和外观质量要求，还对铸锻件的化学成分、热处理、力学性能、物理性能、焊补、焊后热处理、探伤、晶间腐蚀试验（奥氏体钢）、冲击试验（低温阀门）等做了严格的技术要求。
而国内标准就相对简单，对一些具体问题的规定不够详细。
此外，国产低温阀门在技术水平、寿命、可靠性、配套能力等方面还与国外产品存在较大差距，因此目前国内使用的低温阀门绝大部分依赖进口。
材料低温阀门材料的基本要求主要有以下几点。
(1)在工作温度下,不产生低温脆性破坏;(2)在工作温度下,其组织结构应稳定,防止材料相变引起体积变化;(3)采用焊接结构时,焊接性能及低温下焊缝必须可靠;(4)在低温工况下频繁操作,其内件材料无卡阻、咬合及擦伤等现象。
表1为常用的几种低温用铸钢的中外标准对照,特殊处理和使用温度供参考选用。
低温阀门的主体材料必须有足够的低温冲击强度一面断裂和完全破坏。
温度高于-100o C时选用可以需用铁素体不锈钢，温度低于-100o C时，一般需要选用奥氏体不锈钢。
低温阀门的设计与安装要求
低温阀门的设计与安装要求随着低温工程的广泛应用，低温阀门的使用越来越普遍。
低温阀门是一种特殊的阀门，其材料、结构、制造、安装等方面都需要特别注意。
本文将从设计和安装两个方面来介绍低温阀门的要求。
低温阀门的设计要求材料选用低温阀门材料的选用非常重要。
低温下，阀门部件容易出现脆裂现象，因此材料的韧性、强度、耐腐蚀性能都需要特别注意。
常用的材料包括不锈钢、钼合金、钛合金等。
结构设计低温阀门的结构设计也需要考虑其在低温下的特殊环境。
首先，应采用低温材料，同时，要保证阀门操作流畅，不易卡死；其次，需要考虑隔热绝热措施，避免阀门部件结冰；最后，应设计耐低温的密封结构，确保阀门的密封性。
制造工艺制造工艺是保证低温阀门质量的关键。
低温阀门制造要保证工艺的可靠性和稳定性，尤其需要注意材料的冷处理和焊缝质量。
同时，制造工艺要考虑低温条件下的热影响和材料变形问题。
低温阀门的安装要求环境温度在低温环境下，阀门的安装位置和温度也需要特别关注。
安装位置一定要考虑加热措施，尤其是在极端寒冷的环境中。
温度方面，需要确保低温阀门在安装过程中不受到温度差的影响，以免阀门部件出现变形而造成密封不良。
接口连接低温阀门的接口连接也需要特别注意。
接口密封性和连接强度是阀门使用过程中不可或缺的要素。
在低温条件下，尤其需要确保接口铰链的质量和合理性。
峰值压力低温阀门还需要考虑峰值压力问题。
在使用过程中，如果阀门遭受过大的压力，就容易出现破裂等问题。
因此，在低温阀门的使用过程中，要特别注意峰值压力的问题，确保阀门的安全稳定运行。
结论低温阀门在设计和安装过程中，需要特别关注材料、结构、制造工艺、接口连接等方面的问题。
只有将这些要素全面考虑，才能保证低温阀门的使用效果和安全性。
LNG阀门低温试验工艺技术研究
螺 栓应 该 按照 阀门厂 家规 定 的扭矩 值 进行 紧 固 。 ３ ． ４ 低 温试 验装 备 安装
材 料准 备 ：盲 法 兰 、ＤＮ１ ５ 管线 、管 件等 。
必要 的 设备 ：干燥 氦气 瓶 、压力 表 、压力记 录 仪 、压 力释 放 阀 、液氮 槽 、温度 记录 仪 、气 体流 量
２ ９ ０
中
国
造
船
学 术 论 文
表 １ 逐步增压推荐值 公称压力／ ＭＰ ａ
２ ０ ５０
压力增值／ ＭＰ ａ
０ ＿ ３ ５
０． ７５ ｌ
６ ４
１ ００
２
４ ． ２ 单 向阀低 温压 力试验 工艺 （ １ ）步骤 与上述４ ． １ 中 （ １ ）相 同 。 （ ２ ）步骤 与上述４ ． １ 中 （ ２ ）相 同 。 （ ３ ）步骤 与上述 ４ ． １ 中 （ ３ ）相 同 。 （ ４ ）将 单 向阀掉换方 向，利 用试验 流体 的压 力关 闭单 向阀的 阀瓣 ，重 复三 次 。 （ ５ ）将 阀门处于 反 向流 动工况 时 ，逐步升 高压 力 ，按表 １ 增 压推 荐值逐 步升压 ，一直达 到温度 为一 １ ９ ６ ￣ Ｃ。
５ ４卷
增刊 ２
魏
彦，等 ：Ｌ ＮＧ阀门低温试验工艺技术研究
２ ８ ９
３ ． ３ 压 力试验 前 的具 体条 件
在 低温 试 验前 ，应按照 Ａ Ｐ Ｉ ５ ９ ８ 完成 壳 体强 度 、壳体 泄漏 、 阀座 泄漏 的常温 下压 力试验 。
计等。
按照 图 ｌ ，将 试压 设 备 、材 料 及 阀 门装配 完成 。
超低温阀门的结构优化设计研究
《装备维修技术》2020年第18期—395—3.切削刀具准备及切削参数使用图1 图2不锈钢薄壁件削加工加工难度大，除了在加工工艺上要求高，在实际生产切削加工中也同样要求高，实际生产切削加工是最后一个，也是最关键的环节。
再好的加工工艺，如果没有匹配加工刀具及合理的切削参数做支撑，也无法达到最终的尺寸精度要求，具体如下表序号 刀具型号规格 加工阶段 切削速度 切削深度 主轴转速 加工部位 1 MWLNR2020K08C 粗加工 180mm/min 1.5mm 650r/min 外圆 2 MVJNR2020K16 精加工 150mm/min 0.4 mm 800r/min 外圆 3 S16N-STUPR11D 粗加工 150mm/min 1 mm 650r/min 内孔 4 S16N-STUPR11D 精加工 100mm/min 0.2 mm 500r/min 内孔 4. 零件精度检测（1）形位公差精度检测。
同轴度检测：同轴度的检测，通常使用三坐标来完成检测，常用的检测方法有，“公共轴线法”、“直线度法”、“求距离法”。
实际操作中“公共轴线法”、“直线度法”普遍被应用。
平行度检测：用千分尺测出平面高低值，把测量基准面放在平板上用百分表测量值，找出三个不在同一条直线上的分别测量两个面的距离。
用千分尺测出平面高低值是最简单的方法。
（2）尺寸精度检测 序号 量具名称及规格 测量精度 测量内容1 外径千分尺（50 mm～75mm） 0.01 mm 测量φ58、φ65外圆2 内径千分尺（50 mm～75mm） 0.01 mm 测量φ55内孔3 内径千分尺（25 mm～50mm） 0.01 mm 测量φ40内孔 4游标卡尺（0 mm～150mm）0.02 mm 测量长度三、不锈钢薄壁件切削加工容易出现的问题及改进措施1.形位公差超差：造成形位公差超出的原因有，其一是零件装夹方式不正确，在装夹是零件左端没贴紧切削加工专用软爪内端面（L13处有长度限位），其二是在装夹零件时削加工专用软爪上残留有切屑，影响装夹精度，造成不锈钢薄壁件加工后有误差，形位公差超差，达不到图纸要求。