低溫截止閥知識(shí)你了解多少？

低溫截止閥通常指工作溫度低于 -110℃ 的截止閥門，廣泛應(yīng)用于液化天然氣，液化石油氣體和其它低溫行業(yè)。目前可制造適用溫度達(dá) -196℃ 的低溫截止閥，全部零件采用液氮進(jìn)行低溫預(yù)處理，完全避免使用過程中密封變形泄露。

低溫截止閥是一種工作在低溫氣氫或液氫介質(zhì)中，用來接通或切斷管路介質(zhì)的裝置。針對(duì)在使用過程中出現(xiàn)閥門無法動(dòng)作的問題，進(jìn)行了故障分析，通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使閥門正常運(yùn)行于試驗(yàn)系統(tǒng)中。

1.結(jié)構(gòu)組成

低溫截止閥由閥體、閥瓣、閥桿和汽缸等組成。閥體、閥蓋和閥桿等均采用不銹鋼，閥瓣采用銅。上下兩段閥桿中間用環(huán)氧酚醛層壓玻璃鋼布板實(shí)現(xiàn)絕熱，法蘭密封面采用鋁墊片，填料使用聚四氟乙烯，汽缸使用雙特密封，以減小摩擦力，閥門整體采用聚氨酯發(fā)泡保溫。

2.材料選用

低溫截止閥用墊片必須在常溫、低溫及溫度變化下具有可靠的密封性和復(fù)原性，因此一般選擇性能變化小的墊片材料。如浸漬聚四氟乙烯的石棉填料或成型塑料件填料，而玻璃鋼由于導(dǎo)熱系數(shù)很小，大多用作熱橋元件。

3.密封結(jié)構(gòu)

在關(guān)閉件設(shè)計(jì)時(shí)，閥座采用較硬的材料不銹鋼，閥瓣采用較軟的材料銅，當(dāng)?shù)蜏叵聤W氏體發(fā)生相變時(shí)，密封面高低不平，軟材料在操作力的作用下產(chǎn)生形變而使其與閥座貼合緊密，補(bǔ)償由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力引起的材料變形，解決了高壓低溫工況下的密封性問題。

4.絕熱結(jié)構(gòu)

為較好地實(shí)現(xiàn)低溫截止閥的絕熱，將閥蓋設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，加長(zhǎng)熱橋，防止因填料函部分過冷而使處在填料函部位的閥桿以及閥蓋上部的零件結(jié)霜，影響使用。采用隔熱墊（材料為環(huán)氧酚醛層壓玻璃鋼布）將閥桿分為上、下兩部分，減小熱流，實(shí)現(xiàn)絕熱。閥門整體采用外絕熱形式，使用聚氨脂發(fā)泡保溫，保溫層厚200mm。

5.故障分析

低溫截止閥應(yīng)用于試驗(yàn)系統(tǒng)后，出現(xiàn)了無法動(dòng)作的故障。在對(duì)該閥解體后發(fā)現(xiàn)，閥桿與閥蓋出現(xiàn)了咬合，閥桿表面的中心線對(duì)稱位置處有兩處較深的劃痕，與之相配的閥蓋下法蘭相應(yīng)位置上也有兩處劃痕。經(jīng)過分析，引起故障的原因有兩方面。

（1）存儲(chǔ)期

閥門存放期間水平放置并處于開啟狀態(tài)，閥桿與閥瓣形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，懸臂長(zhǎng)147mm，懸臂重4.8kg。由于重力作用引起下閥桿彎曲，使得下閥桿和閥蓋法蘭孔同軸度偏差增大。原設(shè)計(jì)中同軸度zui大偏差為0.1mm，拆除后實(shí)測(cè)同軸度偏差約為0.4mm。由于兩零件材料均為OCr18Ni9不銹鋼，低溫下無法進(jìn)行潤(rùn)滑，動(dòng)作時(shí)由于同軸度偏差大產(chǎn)生咬合現(xiàn)象。

（2）加工期

經(jīng)檢查，閥蓋上的銷釘槽沒有按圖紙加工。將圖紙中的方形槽加工成圓弧形槽，影響了銷釘和銷釘槽的正常配合，下閥桿承受側(cè)向力，從而導(dǎo)致下閥桿和閥蓋產(chǎn)生干涉。

6.改進(jìn)措施

（1）閥桿與閥蓋配合部分在下閥桿Φ51mm處壓入一個(gè)H62銅套，不銹鋼OCr18Ni9硬度160HB，黃銅H62硬度56HB，采用這種方式可避免同種材料直接接觸而產(chǎn)生咬合現(xiàn)象。將閥蓋下法蘭孔Φ51mm加工至Φ57mm，與下閥桿相應(yīng)處采用間隙配合，既保證了配合件具有較小的動(dòng)摩擦力，又起到了導(dǎo)向作用。

（2）閥桿防轉(zhuǎn)裝置銷釘和銷釘槽配合的作用是避免閥桿旋轉(zhuǎn)。由于該閥的閥瓣、閥桿、汽缸和活塞等為回轉(zhuǎn)體，其閥桿是否旋轉(zhuǎn)對(duì)其密封和啟閉性能不會(huì)產(chǎn)生影響。為了避免由于銷釘和銷釘槽配合不當(dāng)而使下閥桿承受側(cè)向力，取消了銷釘。