Hitachi

新闻中心

美国罗伯逊ROBERTSON进口电动低温球阀:全面解析与应用指南

一、产品简介

美国罗伯逊ROBERTSON进口电动低温球阀是一种由智能型角行程电动执行器与低温专用球阀体组合而成的高性能工业自动化控制阀门。作为美国Robertson®集团旗下的核心低温阀门产品之一,该阀门通过接收工业自动化控制系统输出的标准电信号(如4-20mA DC),驱动电动执行器带动球体作90°旋转,实现对深冷介质管路的开启、关闭或流量调节控制

ROBERTSON电动低温球阀的核心在于其深冷专用材料体系加长阀盖密封结构的完美结合。阀门由电动执行器、球阀和特质加长杆组合而成,适用于介质温度在-40℃~-196℃等深冷介质的低温工况。阀体采用高品质奥氏体不锈钢(304L/316L)或低温钢(LCB/LC3)等材料,全部零件经过严格的液氮深冷处理工艺。产品采用长颈阀盖设计,将填料函与低温介质隔离,使填料工作温度保持在0℃以上,有效防止填料因工作温度过低而造成密封性能降低甚至密封失效

ROBERTSON品牌隶属于美国Robertson®集团,承袭美国百年工业基因,在低温阀门与流体控制领域拥有雄厚的技术积淀。罗伯逊机械(厦门)有限公司作为该集团在华设立的全资子公司,全面负责进口阀门、水泵等高端工业设备的销售与技术服务工作。

二、工作原理

ROBERTSON电动低温球阀的核心工作原理建立在电动执行机构的精密驱动与低温专用密封结构的双重基础之上。

(一)电动执行机构工作原理

ROBERTSON电动低温球阀配用角行程智能型电动执行器,以AC220V、AC380V等电源为动力。执行器直接接受来自DCS、PLC或调节仪表的统一标准信号(通常为4-20mA DC),经伺服放大器放大后驱动电机运转。电机的旋转通过减速机构转化为角行程扭矩,驱动阀杆带动球体作0°~90°旋转。电动执行机构内置伺服系统,无须另配伺服放大器,输入4-20mA信号及电源即可控制运转

执行器标配手动离合装置,可在断电或检修时通过手轮进行手动操作。防护等级可达IP65/IP67,防爆等级可达ExdⅡBT4/ExdⅡCT5。电动低温球阀支持开关型(两位切断控制)和调节型(4-20mA模拟量比例调节)两种控制方式

(二)低温密封与补偿原理

ROBERTSON电动低温球阀的密封是依靠弹性环产生变形而达到的。当阀体或不锈钢板在低温下产生变形时,都会被弹性密封环吸收补偿,不会产生泄漏和卡死现象。当阀门打开时这一弹性变形立即消失,在启闭过程中基本没有相对摩擦,故使用寿命长。承压件的材料能承受介质温度的变化而引起的膨胀与收缩,密封部位的结构在温度变化时不会产生永久变形

(三)防异常升压设计

由于低温介质在升温时要气化,气化时体积膨胀数百倍ROBERTSON电动低温球阀在上游端设有泄压孔设计。在阀门中腔压力异常升高时,阀门中腔和进口侧连通,通过泄压结构及时释放压力,防止因温度变化造成的中腔异常升压,确保了阀门及管线的安全运行

三、结构特点

ROBERTSON电动低温球阀的结构设计充分考虑了深冷工况对材料、密封和操作的特殊要求,主要体现在以下方面:

(一)长颈阀盖结构

加长阀盖是该产品的核心技术特征。ROBERTSON电动低温球阀采用长颈阀盖(加长杆)结构设计,其目的主要是保护填料函的功能,使填料函处于离低温较远的位置,保证填料的密封效果

这一设计可以实现三个核心功能:

  • 保护填料密封:使填料工作温度在0℃以上,有效防止填料因工作温度过低而造成密封性能降低甚至密封失效

  • 防止操作人员冻伤:使阀门操作手柄远离低温区。

  • 便于保冷施工:方便对阀门包裹保温材料,防止冷能损失

对于温度低于-50℃的球阀,颈部长度T一般为250mm,或根据设计和计算确定。长颈的颈长可根据使用温度和保冷材料的厚度来选择不同的长度。此外,还采用了双层阀杆填料与对压蝶型弹片装置,对阀杆密封具有自补偿作用

(二)严格的深冷处理工艺

ROBERTSON电动低温球阀的全部零部件在精加工前经过严格的深冷处理工艺。对于使用温度小于-100℃的所有阀门零件,按照相关规定进行深冷处理。具体工艺为:将粗加工的零件浸入-196℃的液氮中保冷2至6小时后取出自然恢复到常温,重复循环2次

这一工艺有效实现了以下效果:

  • 释放材料应力,确保材料的低温性能

  • 防止材料产生低温脆性以及低温下因材料相变引起体积变化

  • 保证精加工尺寸,防止阀门在低温工况时因温度变化造成变形而导致的泄漏

  • 增加了工件的硬度

(三)浮动球与固定球双结构

ROBERTSON电动低温球阀分为低温浮动球阀低温固定球阀两类。对于浮动式球阀,采用进口卸压出口密封设计,有效防止了由于温度变化可能造成的中腔异常升压

(四)多重安全保护设计

ROBERTSON电动低温球阀配备多重安全保护:

  • 防吹出阀杆设计:防止阀杆因意外压力而脱出

  • 防静电设计:球体、阀杆、阀体之间设置导电弹簧,将开关过程产生的静电导出

  • 防火结构安全设计:符合API 607等防火标准

  • 双蝶形弹片结构:对阀杆密封具有自补偿作用

(五)高性能密封材料

ROBERTSON电动低温球阀的密封材料选用高性能材料:

  • 阀座密封:改性PTFE、PCTFE等,确保在深冷环境下保持可靠的密封性能

  • 填料密封:V型聚四氟乙烯填料、柔性石墨填料等

  • 垫片:不锈钢皮夹聚四氟乙烯或柔性石墨缠绕式垫片结构

  • 阀杆材料:使用温度低于-100℃时,阀杆材料经过镀铬或氮化处理,提高阀杆表面硬度

四、核心优势

ROBERTSON进口电动低温球阀的核心优势可概括为以下几个方面:

(一)优异的低温适应性

ROBERTSON电动低温球阀专为低至-196℃的超低温工况设计。阀体采用超低碳不锈钢304L/316L材质或低温钢(LCB/LC3)材质,经深冷处理,具备优异的防脆裂性能。适用温度范围覆盖-46℃、-101℃、-196℃,部分型号可达-253℃。选用不同材质,可分别适用于不同的温度和介质

(二)长颈阀盖防止填料冻结

ROBERTSON电动低温球阀采用长颈阀盖结构,使填料工作温度在0℃以上,有效防止填料因工作温度过低而造成密封性能降低甚至密封失效。这一设计保证了填料密封的长期可靠性,同时方便对阀门包裹保温材料,防止冷能损失

(三)密封可靠,零泄漏

ROBERTSON电动低温球阀的密封依靠弹性环产生变形而达到,当阀体在低温下产生变形时,都会被弹性密封环吸收补偿。启闭过程中基本没有相对摩擦,使用寿命长。软密封可达ANSI Ⅵ级零泄漏。垫片具有在常温下、低温状态及温度变化下可靠密封性和复原性

(四)智能远程自动化控制

ROBERTSON电动低温球阀配用智能型电动执行器,执行机构内置伺服系统,无须另配伺服放大器。支持4-20mA标准信号输入,可与DCS、PLC等控制系统实现无缝对接。防护等级可达IP65/IP67/IP68,防爆等级可达ExdⅡBT4/ExdⅡCT5

(五)防异常升压安全保护

ROBERTSON电动低温球阀在球芯上游端设有泄压孔,当阀门中腔压力异常升高时,中腔和进口侧连通,通过泄压结构及时释放压力。有效防止了由于温度变化可能造成的中腔异常升压,确保了阀门及管线的安全运行

(六)全通径设计,流通能力大

ROBERTSON电动低温球阀通道平整光滑,不易沉积介质,流通能力大。流体阻力是所有阀类中最小的一种。执行机构与阀门的连接采用直连方式,具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、阻力小、动作稳定可靠等优点

(七)适用范围广,参数覆盖宽

ROBERTSON电动低温球阀的公称通径覆盖DN15~DN1200mm(NPS 1/2″~48″)。公称压力覆盖PN1.6~45MPa(Class150~2500LB)。阀体材质可选LCB、LC3、CF8、CF8M、304L/316L。连接方式包括法兰式、焊接式、螺纹式

五、型号参数与规格选型

ROBERTSON进口电动低温球阀提供完整的产品型号体系,主要技术参数如下:

参数项目 规格范围
公称通径(DN) DN15~DN1200mm(NPS 1/2″~48″)
公称压力(PN) PN1.6~45MPa(Class150~2500LB)
适用温度 -46℃、-101℃、-196℃、-253℃
阀体材质 LCB(-46℃)、LC3(-101℃)、CF8/CF8M(-196℃)
球体材质 304不锈钢、316不锈钢
密封材质 改性PTFE、PCTFE、PEEK
填料材质 V型聚四氟乙烯填料、柔性石墨填料
结构形式 浮动式球阀、固定式球阀
连接方式 法兰式、焊接式、螺纹式
控制方式 开关型(两位切断控制)、调节型(4-20mA比例调节)
防爆等级 ExdⅡBT4、ExdⅡCT5(可选)
防护等级 IP65、IP67、IP68
适用介质 液氦、液氢、液化天然气(LNG)、液氮、液氧、乙烯、液氨、液态丙烷等

ROBERTSON电动低温球阀的制造与检验严格遵循以下标准:

  • 设计与制造:GB/T 12237、API 608、API 6D、BS 5351

  • 低温阀门:BS 6364(-50℃~-196℃)

  • 结构长度:GB/T 12221、ANSI B16.10

  • 法兰尺寸:GB/T 9112~9131、ANSI B16.5

  • 检验与试验:GB/T 13927、API 598

六、分类特点

ROBERTSON进口电动低温球阀按不同维度可分为以下类别:

(一)按球体结构分类

  • 浮动式电动低温球阀:球体在介质压力作用下可产生微小的位移,紧压在出口端的密封面上,保证密封。适用于中低压、中小口径工况。采用进口卸压出口密封设计,有效防止中腔异常升压

  • 固定式电动低温球阀:球体由上下耳轴轴承支撑固定,受压后不产生移动。操作扭矩小,工作更稳定,适用于高压、大口径工况

(二)按阀体材质分类

  • LCB低温钢阀体:适用温度-46℃,适用于LPG等一般低温介质

  • LC3镍钢阀体:适用温度-101℃,适用于乙烯等低温烃类介质

  • CF8/CF8M不锈钢阀体:适用温度-196℃,适用于LNG、液氧、液氮等深冷介质

(三)按防爆性能分类

  • 普通型:适用于非防爆区域的常规工况

  • 隔爆型(ExdⅡBT4/ExdⅡCT5) :适用于易燃易爆危险区域

(四)按控制方式分类

  • 开关型(两位切断控制) :仅输出全开或全关两种状态

  • 调节型(4-20mA比例调节) :接收4-20mA模拟量信号,实现0°~90°任意角度比例调节

七、应用领域

ROBERTSON进口电动低温球阀凭借其卓越的低温性能、可靠的密封能力和远程自动化控制优势,在以下领域得到广泛应用:

  • 液化天然气(LNG)行业:用于天然气液化装置、LNG储罐、LNG接收站、LNG运输船及再气化系统的管道截断与控制

  • 空分设备:用于空气分离装置的液氧、液氮、液氩等产品管路的截断与调节控制

  • 石油化工:用于乙烯、丙烯等低温烃类介质及化工装置的管道控制

  • 低温贮运:用于液氧、液氮、液氢、液态二氧化碳、液态丙烷等低温介质的贮槽及槽车管路系统

  • 生物医疗与航天:用于生物样本库、超导冷却、航天燃料管路等深冷流体自动化分配

  • 液化石油气(LPG) :用于LPG储罐、槽车的管道控制

  • 海洋工程:用于海洋工程等需低温流体控制的场景

特别是在LNG接收站、空分装置等对阀门低温密封性能和控制精度要求极高的场合,ROBERTSON电动低温球阀凭借严格的深冷处理工艺、可靠的长颈阀盖设计和智能电动执行器的高精度控制,成为众多工程项目的理想选择。

八、安装与使用注意事项

为确保ROBERTSON进口电动低温球阀的最佳性能和最长使用寿命,安装与使用过程中需注意以下事项:

1. 流向确认ROBERTSON电动低温球阀一般无严格的方向限制(双向密封),但部分型号可能有流向要求,安装前应仔细核对阀体标识。

2. 管道清洁与脱脂:在安装前,应对管道进行彻底清洗,清除管道内的焊渣、氧化皮、油污等杂物。对于液氧等强氧化性介质系统,必须进行严格的脱脂处理。

3. 管道支撑:在管线中不要使球阀承受管道重量,大型阀门应独立支撑,避免阀体变形。

4. 保冷处理:低温球阀安装后应根据工艺要求进行保冷处理,防止冷量损失和外部结冰。长颈阀盖应暴露在保冷层之外,以保证填料函处于常温环境。长颈的颈长可根据使用温度和保冷材料的厚度来选择不同的长度

5. 电气连接规范:电动执行器的电气连接应严格按照产品说明书进行,确保电源电压、信号类型与执行器参数匹配。防爆型产品须遵守防爆电气设备安全规程。

6. 防静电与防火:在易燃易爆介质工况下,应确保ROBERTSON电动低温球阀的防静电装置和防火结构处于正常工作状态

7. 定期维护:低温球阀应定期进行检查和维护。定期检查密封面的磨损情况;检查加长阀盖填料的密封状态;检查电动执行器的运行状态。当填料密封效果降低时,可以从填料函中间加入润滑脂形成油密封

结语

美国罗伯逊ROBERTSON进口电动低温球阀凭借其严格的深冷处理工艺带来的超低温适应性(-196℃)、长颈阀盖设计带来的可靠密封性能(填料工作温度保持在0℃以上)、弹性密封环带来的零泄漏可靠性、智能电动执行器带来的远程自动化控制优势、防异常升压泄压结构带来的安全保护以及宽广的参数覆盖范围(DN15~DN1200,PN1.6~45MPa,-253℃~+80℃),已成为LNG接收站、空分设备、石油化工、低温贮运、生物医疗等领域深冷介质截断与调节控制的理想选择。无论是液化天然气装置的可靠截断,还是空分设备的精确流量控制,ROBERTSON都能提供专业、可靠的低温流体控制解决方案。

如需获取更详细的产品资料或进行专业选型咨询,欢迎联系ROBERTSON中国授权服务商——罗伯逊机械(厦门)有限公司。ROBERTSON始终秉持“技术驱动,品质为先”的理念,致力于以进口品质和专业服务,赋能客户在低温工况下提升运营效率与设备可靠性。

地址:中国(福建)自由贸易试验区象屿路93号厦门国际航运中心C栋4层

电话:400-8897-822 / 17850502885 / 17859771882

传真:0595-26266206

联系我们

版权所有:美国罗伯逊集团· Robertson(中国)·罗伯逊机械(厦门)有限公司 

备案/许可证编号:闽ICP备2026019162号