低溫控制下閥門的設(shè)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(shè)計與制造實踐，開展有效的設(shè)計與制造工作，對企業(yè)實現(xiàn)良好發(fā)展具有積極作用。結(jié)合低溫控制閥門設(shè)計與制造的特點，完善設(shè)計與制造策略，能夠有效提升企業(yè)制造和設(shè)計的水平。因此，加強(qiáng)對低溫控制閥門設(shè)計與制造的優(yōu)化，是行業(yè)未來的發(fā)展方向?；谶@一特點，在低溫控制閥門的設(shè)計與制造中，應(yīng)該加強(qiáng)對市場發(fā)展的了解，從而為之后開展高效的設(shè)計與制造工作奠定基礎(chǔ)。

1 低溫控制下閥門的設(shè)計

1.1 閥蓋結(jié)構(gòu)

針對閥蓋結(jié)構(gòu)展開的設(shè)計，主要表現(xiàn)為規(guī)則的長頸外形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在對內(nèi)部介質(zhì)保冷功能和外側(cè)冷能防護(hù)方面具有良好的優(yōu)勢?；谙嚓P(guān)的標(biāo)準(zhǔn)（JB/T7749，BS6364，DIN3352，TTO等）設(shè)計文件可以得知，其所提出的幾種閥蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，其中長頸結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)所處區(qū)域的溫度不可過低，設(shè)計人員應(yīng)該針對填料函的各種狀態(tài)和溫度范圍進(jìn)行有效的調(diào)整，以優(yōu)化閥蓋腔內(nèi)空間和外形尺寸的設(shè)定。除此之外，閥門操作機(jī)構(gòu)（手動或自動）的周邊溫度也應(yīng)該維持在合理的正常范圍內(nèi)。工作人員在進(jìn)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(xiàn)冷凝和結(jié)冰情況，其優(yōu)勢可以實現(xiàn)最大程度上的發(fā)揮。確保溫度在合理范圍內(nèi)，確保填料的柔性和密封性，并在閥門調(diào)控中實現(xiàn)多次利用。在設(shè)計閥蓋結(jié)構(gòu)時，規(guī)則的外形可以更加有效利用保冷層輔助措施，保護(hù)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?；诓煌臉?biāo)準(zhǔn)條件，相交普通閥蓋，帶冷箱和非冷箱加長的長度最低標(biāo)準(zhǔn)都不盡相同，加長后閥桿也相應(yīng)加長，對于閥桿的剛性和扭轉(zhuǎn)度也需要具體校驗，設(shè)計人員應(yīng)對其具體的使用目的和重要性進(jìn)行詳細(xì)了解和掌握，在科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)下，確定相應(yīng)的加長尺寸。在明確具體的尺寸之前，對于保護(hù)層厚度和空間作出相應(yīng)的分析判斷，從而避免給保護(hù)層帶去負(fù)面影響。通常情況下，其尺寸與保護(hù)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(yùn)行，閥蓋保冷施工作業(yè)得以有效簡易地進(jìn)行。

1.2 滴水板結(jié)構(gòu)及設(shè)置

基于低溫閥的特點，結(jié)合溫度的傳導(dǎo)性，低溫介質(zhì)以閥門作為熱源進(jìn)行低溫范圍的擴(kuò)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(jié)。基于這種情況，設(shè)計人員需要將滴水板設(shè)置在閥蓋頸部，實現(xiàn)熱交換在滴水板部位有效進(jìn)行，保護(hù)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(jié)冰，滴水板可有效避免這種情況的出現(xiàn)；濕度過大的空氣會在低溫閥頂端區(qū)域出現(xiàn)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(dǎo)致腐蝕的問題出現(xiàn)。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(fù)面影響。除此之外，經(jīng)過液化的水珠也不可以直接接觸保護(hù)層或者閥體上端，因為在水珠的作用下，溫度會逐漸降低，進(jìn)而填充材料受到威脅。針對這些問題，技術(shù)人員應(yīng)該對滴水板所處位置和尺寸進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃設(shè)置。

1.3 密封結(jié)構(gòu)

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(chǎn)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(jù)材料的不同和熱膨脹性能選擇合理的設(shè)置范圍，以滿足由于溫度變化所造成的閥芯形變，在經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面均衡發(fā)展。填料箱設(shè)置在遠(yuǎn)離低溫源的閥蓋頸部，使其處于有利的工作環(huán)境下。填料組易采用中間帶金屬隔環(huán)的兩段式密封形式，有利于填料密封預(yù)緊力均衡延伸到每個接觸部位，延遲使用壽命。隔環(huán)同時可具有潤滑油層和緊急密封注油脂功能。填料的預(yù)緊力優(yōu)先考慮自緊補(bǔ)償式結(jié)構(gòu)，延長維修保養(yǎng)周期，降低成本。

1.4 閥桿結(jié)構(gòu)

由于閥蓋的加長，閥桿相應(yīng)隨之加長，在強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面應(yīng)給予全面考慮。低溫工作環(huán)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(jīng)濟(jì)的處理方式通常使用鍍硬鉻，并且在后續(xù)的工藝中，進(jìn)行800目以上磨光處理，避免其于填料壓套，軸套發(fā)生咬死，磨損情況的出現(xiàn)。

1.5 泄壓部件

在一些低溫閥門工作時，經(jīng)常會出現(xiàn)爆炸事故，導(dǎo)致該問題出現(xiàn)是因為密封中腔結(jié)構(gòu)的存在。密封中腔結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)壓力失穩(wěn)的問題，在易燃易爆介質(zhì)的引導(dǎo)下，就容易導(dǎo)致爆炸。因此，應(yīng)該針對泄壓部件進(jìn)行有效的設(shè)計，從而減少爆炸情況的出現(xiàn)。在實際生產(chǎn)過程中，一些介質(zhì)在參與傳輸時，會伴隨汽化現(xiàn)象，如液化天然氣。介質(zhì)狀態(tài)和其體積之間呈正向關(guān)系，這就意味著體積會隨著介質(zhì)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變而逐漸增大，促使閥門結(jié)構(gòu)被全面填充，而閥門在沒有開啟的情況下，內(nèi)部會隨之產(chǎn)生極大的壓力，當(dāng)壓力直逼安全底線最后沖出底線，閥門會遭到破壞，進(jìn)而導(dǎo)致介質(zhì)的進(jìn)一步泄漏，甚至有可能會出現(xiàn)爆炸事故。在設(shè)計泄壓構(gòu)造和泄壓部件過程中，工作人員需要結(jié)合考慮中腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置泄壓孔，使得腔體里的殘留介質(zhì)通過泄壓孔與上游聯(lián)通，達(dá)到壓力平衡。同時，促使泄壓部件能夠針對內(nèi)部異常壓力進(jìn)行良好的控制，避免沖破壓力底線的問題出現(xiàn)，即便突破底線，也會立刻進(jìn)行自動泄放。在設(shè)計泄壓部件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該從閥門類型出發(fā)，結(jié)合低溫閥門密封原理以及泄壓要求，進(jìn)而呈現(xiàn)出合理的泄壓部件設(shè)計方案，由此，最關(guān)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(jié)構(gòu)

在針對防靜電和防火結(jié)構(gòu)展開設(shè)計工作時，需要對傳輸介質(zhì)特點進(jìn)行有效地明確，其與易燃易爆介質(zhì)之間的符合程度最高。針對防靜電結(jié)構(gòu)開展的設(shè)計工作，在閥門里安裝相應(yīng)的電流引導(dǎo)裝置，促使閥桿和閥體之間實現(xiàn)良好的結(jié)合，在這個過程中，閥門的靜電能夠被充分地消除。相關(guān)文件規(guī)定有效運(yùn)用該原理，閥門的閥體應(yīng)該確保與閥桿之間實現(xiàn)良好的導(dǎo)電，閥門系統(tǒng)的安全得以保障。針對防火結(jié)構(gòu)開展的設(shè)計工作，工作人員的設(shè)計核心應(yīng)該體現(xiàn)在介質(zhì)防滲漏中，對溫度進(jìn)行有效的控制，減少溫度變化對介質(zhì)產(chǎn)生的負(fù)面影響，可以有效結(jié)合普通閥門防火設(shè)計進(jìn)行考慮。

2 低溫控制下閥門的制造

在進(jìn)行低溫控制閥門制造工作時，為了確保即便在低溫環(huán)境下，密封性仍不受影響，應(yīng)該有效加強(qiáng)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(yīng)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(yīng)的提升和優(yōu)化。就其使用來看，是當(dāng)前社會上應(yīng)用比較廣泛的一種經(jīng)濟(jì)適用性技術(shù)。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(yīng)該符合兩個要求：較好的韌性和密封性，從而當(dāng)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?qū)崿F(xiàn)良好地運(yùn)用。從當(dāng)前所使用的彈性蓄能圈密封結(jié)構(gòu)來看，在新型技術(shù)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(xiàn)形變的概率很高，因此，需要開展更科學(xué)有效的低溫控制閥門制作工作，從而確保閥門得以實現(xiàn)良好的運(yùn)用。

3 低溫控制閥門的安裝

低溫控制閥門設(shè)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(yīng)的考察，明確它們之間所能達(dá)到的匹配程度，進(jìn)而減少安裝時預(yù)應(yīng)力的出現(xiàn)。對管道的冷補(bǔ)償能力進(jìn)行相應(yīng)的明確，避免低溫閥門出現(xiàn)位移的情況。將低溫閥門設(shè)置在支架上，降低低溫所產(chǎn)生的負(fù)面影響。在安裝過程中，對于保冷箱和閥門、閥體的狀態(tài)進(jìn)行了解，閥門在運(yùn)行時應(yīng)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(yán)格按照安裝規(guī)范進(jìn)行，尤其是閥桿方向、閥桿和長頸閥蓋之間的距離等?？茖W(xué)規(guī)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(jìn)行，閥門手柄的安全性也能夠得以保障。除此之外，要加強(qiáng)對泄壓部件開展的安裝工作，確保其質(zhì)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

通過對低溫控制閥門設(shè)計與制造的了解，在設(shè)計和制造過程中，落實有效的策略，對企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。結(jié)合低溫控制閥門的設(shè)計與制造實際，推動工作良好進(jìn)行，對優(yōu)化行業(yè)發(fā)展環(huán)境具有直接影響。因此，應(yīng)立足低溫控制閥門的設(shè)計與制造實際，對設(shè)計與制造工作進(jìn)行有效完善，滿足時代發(fā)展對企業(yè)的要求，為行業(yè)的整體提升奠定良好的基礎(chǔ)，并進(jìn)一步強(qiáng)化我國閥門產(chǎn)業(yè)在國際市場的地位。