1. 阀体材质分级配置
| 材质等级 | 材料牌号(锻钢/铸钢) | 适用温度范围 | 典型应用工况 |
|---|---|---|---|
| 低温碳钢 | A350 LF2 / LCB | -46℃~+340℃ | LPG(丙烷-42℃/丁烷-46℃)储运、油田伴生气处理,经济实用 |
| 含镍低温钢 | A350 LF3 / LC3 | -101℃~+340℃ | 天然气液化预处理装置、-101℃低温级系统,镍含量3.25%~3.75%稳定奥氏体晶格,有效抑制低温脆性转变 |
| 奥氏体不锈钢 | A182 F304/F304L / CF8 | -196℃~+120℃ | LNG(沸点-162℃)、液氧(沸点-183℃)、液氩(沸点-186℃)等深冷介质系统,标准奥氏体不锈钢,-196℃下冲击韧性良好 |
| 奥氏体不锈钢 | A182 F316/F316L / CF8M | -196℃~+120℃ | 含氯离子深冷介质系统、海洋工程低温工况,耐氯离子应力腐蚀性能优于F304 |
| 超低温合金 | 9Ni钢(ASTM A353)/ F304/F316L | -196℃ | LNG储罐内罐配套阀门、深冷工况,9%镍含量超低温冲击韧性优异 |
| 特殊低温合金 | Inconel 718等 | -253℃~-269℃ | 液氢(沸点-253℃)/液氦(沸点-269℃)航天加注系统、超导设备等超深冷工况 |
2. 密封面及阀内件配置
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PCTFE(聚三氟氯乙烯)密封圈(软密封) :适用温度-196℃~+80℃,耐低温性能优异,抗冷流性优于PTFE,摩擦系数小,密封可靠,是LNG、液氧、液氮等低温液体系用的理想密封材料。
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PTFE(聚四氟乙烯)密封圈(软密封) :适用温度-196℃~+232℃,摩擦系数最小(0.05-0.10),化学惰性极强,超低温下具有良好的柔韧性和密封补偿能力。
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PEEK(聚醚醚酮)密封圈 :适用温度-40℃~+300℃,耐高温及耐磨性能优异,适用于需兼顾超低温和较高温度范围的跨温域工况。
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司太立(Stellite)钴基硬质合金堆焊(硬密封) :阀瓣与阀座密封面均堆焊司太立合金,堆焊层厚度≥2mm,硬度HRC45-50,在-196℃超低温环境下仍能保持高硬度和优异的耐磨性、抗擦伤性能,适用于LNG长输管线、高压深冷系统及含少量杂质颗粒的低温介质工况。
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铜合金阀瓣 :阀瓣采用铜合金材料,低温下保持良好耐磨性和抗擦伤性,配合不锈钢阀座使用,可有效防止密封面在低温下的冷焊咬死现象。
3. 加长阀盖颈部长度与气柱隔离层
| 介质温度 | 阀门类型 | 加长阀盖颈部长度T | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| -40℃~-50℃ | 短颈低温截止阀 | ≥125mm | LPG储罐进出液口、低温槽车管路 |
| -50℃~-101℃ | 长颈低温截止阀 | 150~250mm | 天然气液化预处理装置、-101℃低温级系统 |
| -101℃~-196℃ | 长颈低温截止阀 | 250~350mm | LNG接收站、空分设备、液氮/液氧系统 |
| 低于-196℃(液氢/液氦) | 超长颈低温截止阀 | 400~500mm | 航天液氢加注系统、超导设备 |
颈部长度根据服务温度设计——-46℃至-101℃时颈部长度150-200mm,-101℃至-196℃时颈部长度250-350mm,低于-196℃时颈部长度400-500mm。加长阀盖形成“热屏障效应”,减少外部热量导入阀腔,避免液态介质因气化膨胀引发的超压风险,同时确保填料函温度不低于0℃。
4. 阀盖结构形式选择
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螺栓式阀盖(标准维护型) :阀体与阀盖通过螺栓螺母连接,缠绕式垫片(316夹柔性石墨制造)密封,装拆方便,可在管线上直接对阀瓣、阀座密封面进行维修或更换,适用于需要定期维护的常规低温工况。
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焊接式阀盖(全焊透高可靠型) :阀体与阀盖用螺纹连接后全焊密封,无垫片密封件,从根源上消除中法兰泄漏风险。适用于极低温工况(-101℃以下)、剧毒介质或免维护永久性管路连接。对有特殊要求的客户,可采用全焊透连接方式。
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无阀盖一体化锻件:所有承压部件集成于同一锻件体内,无阀盖与阀体之间的连接接口,从根源上消除中法兰和焊缝泄漏风险,适用于核岛和超高压试验装置等对泄漏零容忍的场合。
5. 连接方式
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焊接连接 :
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承插焊(SW) :适用于DN15~DN80小口径及高压深冷管路,接口尺寸符合ASME B16.11标准,焊接量小、施工方便。
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对焊(BW) :适用于所有口径的高压深冷永久性管路,焊接坡口符合ASME B16.25标准,焊缝强度接近母材强度,从根源上消除泄漏风险。
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法兰连接:适用于需要定期拆装维护的低温管路及LNG接收站等场合,密封面形式可选RF凸面、MFM凹凸面、RJ环连接面,法兰标准适用ASME B16.5、GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592等多种标准。
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内螺纹连接(NPT) :适用于DN15~DN50的小口径低温管路及仪表管路,螺纹接口符合ANSI/ASME B1.20.1标准,连接简便。
6. 电动执行器类型及控制方式
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普通开关型(多回转执行器) :接收有源或无源开关量信号(AC380V/AC220V/DC24V),驱动电机正反转带动阀杆上下运动,实现阀门全开或全关两位控制,带开到位和关到位无源触点反馈,适用于不需流量调节而只需定时开启或关闭的工况。
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智能调节型(比例型) :一体化结构设计,内置伺服控制器,直接接受4-20mA DC或0-10V DC标准模拟量信号,实现阀门开度的连续无级比例调节,并输出4-20mA阀位反馈信号构成闭环控制,适用于需精确控制流量的低温工艺系统。
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防爆型电动执行器:防爆等级Exd Ⅱ BT4 / Exd Ⅱ CT4,防爆等级ExdIICT4~CT6,外壳采用高强度铸铝精密铸造,适用于LNG加气站、石化防爆区域等易燃易爆环境,防护等级IP67。
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智能一体化非侵入式执行器:采用红外遥控设定技术,参数设置无需开盖,保持IP68高防护等级。集成霍尔传感器、电子定位系统及故障诊断模块,中文菜单液晶屏实时显示阀位状态、运行参数及故障代码。
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数字通讯型执行器:支持Modbus RTU/TCP、Profibus DP、HART、FF等主流工业总线通讯协议,可无缝接入DCS/SCADA系统,实现远程参数设定、状态监测及故障诊断。
7. 执行器电源电压与配置
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电源电压:AC380V 50Hz(三相,标准)、AC220V 50Hz(单相)、DC24V、24/110/230/380VAC
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手动装置:手轮操作机构(离合式),带电自动复位
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防护等级:IP67(标准),可定制IP68
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防爆等级:Exd Ⅱ BT4 / Exd Ⅱ CT4 / Exd Ⅱ CT6
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加热器:选配执行器内部加热器(PTC恒温加热元件),在低温潮湿环境下防止内部结露,确保电子元件正常工作
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附件配置:行程限位开关(全开/全关位置无源触点信号)、扭矩保护装置(过扭矩自动切断输出)、电机过热保护装置、缺相保护装置、就地阀位指示器、远程阀位变送器(4-20mA阀位反馈信号)
8. 气动执行器配置
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双作用气动执行器:无弹簧复位,通过压缩空气驱动活塞开启和关闭,适用于气源充足且对回位速度要求不高的场合。
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单作用气动执行器(弹簧复位) :通气开启、断气关闭(常闭式)或通气关闭、断气开启(常开式),失气时阀门自动复位至预设安全位置,适用于需要安全保护的场合。
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气源压力:0.4 MPa~0.8 MPa,操作温度:-20℃~+80℃
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附件配置:电磁阀(控制气源通断)、限位开关(无源触点信号反馈)、定位器(4-20mA输入控制,实现阀门开度比例调节)、阀位反馈器、空气过滤减压阀(对气源进行过滤、减压、油雾润滑)、保位阀、手轮机构
9. 防护等级与防爆配置
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标准防护等级:IP67,防尘防水,可短期浸水,适用于户外及低温储罐区。
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高防护等级:IP68(潜水型),整机通过密封性实验验证,可在水下长期运行,适用于低温管线阀门井及可能浸水的安装环境。
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防爆配置:防爆电机+防爆接线盒,防爆等级Exd Ⅱ BT4 / Exd Ⅱ CT4 / Exd Ⅱ CT6,适用于LNG加气站、石化防爆区域等易燃易爆环境的低温控制系统。
10. 防静电与防火安全配置
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防静电设计:阀杆与阀体之间设置静电释放通道,导电电阻<10Ω,符合BS 6364标准对导电连续性的严格检测要求,消除开关过程中因摩擦产生的静电积累,特别适用于液氧、LNG等易燃助燃介质工况。
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防火安全设计(可选) :符合API 607、API 6FA及ISO 10497标准。阀门在1000℃火焰中持续30分钟后仍能保持密封和功能正常。金属二次密封件在火灾发生时自动激活,确保在非金属密封件烧毁后仍具备一定的介质阻断能力。
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防爆型电动执行器:防爆等级Exd Ⅱ BT4 / Exd Ⅱ CT4 / Exd Ⅱ CT6,外壳采用铝合金精密压铸,隔爆型产品符合GB3836标准规定,适用于LNG加气站、石化防爆区域等易燃易爆环境的低温控制系统。
11. 低温试验与检验
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低温冲击试验:阀体、阀盖等承压材料须按ASTM A370或ASTM E23标准进行夏比V型缺口冲击试验,确保材料在低温下不会发生脆性破坏,-196℃下冲击功AKV≥27J。
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低温壳体强度试验:阀门冷却至设计温度,加压至1.5倍额定压力,保持规定时间,壳体无可见渗漏或结构损伤,符合API 598标准。
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低温密封试验:在-196℃设计温度下,加压至1.1倍额定压力,测量阀座密封面和阀杆填料密封处的泄漏量,软密封阀门泄漏量为零(气泡法)。
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低温循环试验:阀门在-196℃低温下进行完整的开-闭循环操作,同时检测阀座和阀杆密封的泄漏情况,验证阀门在低温环境下的动作灵活性和密封可靠性。
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低逸散性试验(ISO 15848-1) :可定制,适用于对阀门逸散性排放有严格环保要求的液化天然气接收站及化工装置,填料函泄漏量可控制在≤10⁻⁶ mg/s·m。
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无损检测:按用户要求提供射线检测(RT)、超声波检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)及氦气泄漏检测报告。
12. 防咬死与防卡涩设计
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阀杆与阀杆螺母异种金属配对 :阀杆采用不锈钢(A182 F6/F304/F316),阀杆螺母采用A276 410不锈钢或铜合金,利用异种金属配对原理有效防止低温下螺纹咬死卡涩。
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阀杆表面氮化或镀铬处理 :阀杆经表面氮化或镀铬处理,提高表面硬度,减小摩擦系数,确保低温环境下的平稳启闭操作。
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粗牙梯形螺纹 :阀杆采用粗牙梯形螺纹设计(螺距≥3mm),补偿不锈钢与阀杆螺母之间热膨胀系数的显著差异,避免-100℃低温下因收缩量差异过大导致的螺纹卡死故障。
13. 清洁与脱脂处理(氧清洁处理)
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氧气清洁处理(O₂ Cleaning) :适用于液氧(LO₂)介质系统及富氧环境。阀门所有接触介质的零件须严格脱脂、除油、清洗,装配全程使用无油工具和洁净环境。出厂包装前经氧气清洁处理,内附清洁度合格报告,阀体外壳贴“禁油”标识。
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NACE MR0175酸性环境兼容:阀门材料及热处理工艺符合NACE MR0175/ISO 15156标准要求,适用于含有硫化氢(H₂S)的酸性天然气和油田伴生气低温分离系统,可有效防止硫化物应力腐蚀开裂。
14. 制造标准体系选择
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美标体系(API/ASME/ANSI) :按API 602、MSS-SP-118、BS 6364标准设计制造。结构长度按ASME B16.10,法兰尺寸按ASME B16.5,承插焊端按ASME B16.11,对焊端按ASME B16.25,螺纹端按ANSI/ASME B1.20.1(NPT),压力试验按API 598。适用于出口项目、引进技术机组及与进口设备配套的需求。
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国标体系(GB/JB) :按GB/T 24925《低温阀门技术条件》、JB/T 7749《低温阀门》、GB/T 12235标准设计制造。结构长度按GB/T 12221,法兰尺寸按GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592,压力试验按GB/T 13927。GB/T 24925标准适用于介质温度范围-29℃~-196℃,覆盖公称压力PN16至PN400等级别。适用于国内低温工程项目的标准化配套需求。
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英标体系(BS) :按BS 6364《低温用阀门》标准设计制造,BS 6364标准适用于介质温度范围-50℃~-196℃,是低温阀门最核心的专用标准之一,也是低温阀门原型低温试验的主要依据标准。
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德标/欧标体系(DIN/EN) :可按DIN/EN标准设计制造,适用于欧盟标准工程项目。
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客户定制标准:可按用户提供的技术规范书进行非标设计和制造,满足特定项目的差异化技术要求。
15. 适用行业与应用
| 应用领域 | 典型配置推荐 |
|---|---|
| 空分设备(ASU)/工业气体 | DJ41Y不锈钢低温截止阀,CF8/CF8M材质,PTFE/PCTFE密封,脱脂清洁处理 |
| 液化天然气(LNG)接收站、卫星站 | DJ61Y对焊低温截止阀,F304/F316L不锈钢,长颈阀盖(颈部长度250-350mm),BS 6364深冷试验 |
| LNG储罐进出液管路、低温槽车 | DJ41Y法兰低温截止阀,不锈钢材质,加长阀盖,PCTFE密封,防结露加热器 |
| 液氧/液氮/液氩低温贮槽 | DJ61Y焊接低温截止阀,不锈钢304/316L材质,氧气工况脱脂清洗,防静电设计 |
| 乙烯储运系统 | DJ41Y低温截止阀,低温合金钢LC3材质,金属硬密封(司太立堆焊) |
| 液化石油气(LPG)/丙烷/丁烷储运 | DJ41Y法兰低温截止阀,A350 LF2低温钢材质,PTFE密封,经济实用 |
| 航天低温系统(液氢/液氦) | 超长颈低温截止阀(颈部长度400-500mm),Inconel 718/316L特殊合金,-269℃深冷试验 |
| 变压吸附制氧/制氮设备 | DJ61Y焊接低温截止阀,不锈钢316L材质,软密封,快速启闭 |
| LNG运输船、加注趸船 | 船用低温截止阀,不锈钢316L材质,长颈阀盖,船级社认证 |
16. 包装与储运
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忌油/禁油包装:液氧/液氢用阀门须经氧气清洁处理后用洁净塑料袋密封包装,内附清洁度合格报告,外壳表面贴“禁油”标识,严禁接触油脂。
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防锈/防腐蚀包装:阀体内部喷涂低温防锈油保护,阀体外部涂刷防锈漆,封口处加装干燥剂。
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密封面保护:法兰面/焊接端采用防护盖板封闭,防止运输及储存过程中杂物进入阀门内部损伤密封面。
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出口木箱包装:符合海运防潮防震要求的出口级木箱或钢架加固包装。
17. 订货信息要求
订货时须提供以下技术参数,以便进行精准选配:
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阀门类型及型号(DJ41Y/DJ61Y等)
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公称通径(DN / NPS)
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公称压力(PN / Class)
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适用介质名称及介质状态(LNG/LO₂/LN₂/LAr/LPG/丙烷/液氢等)
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工作温度(最低设计温度及最高工作温度范围)
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工作压力(最高工作压力、正常操作压力)
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阀体材质及阀盖材质要求(LF2/LF3/F304/F316L/LCB/LC3/9Ni钢/Inconel等)
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密封形式(硬密封/软密封,PCTFE/PTFE/PEEK/司太立合金)
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阀盖结构形式(螺栓式/焊接式)
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加长阀盖颈部长度(按最低设计温度确定)
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连接方式及接口标准(承插焊/对焊/法兰/螺纹,标准及压力等级)
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操作方式(手动/伞齿轮/电动/气动)
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防爆区域要求(如需防爆,须明确防爆等级Exd Ⅱ BT4/Exd Ⅱ CT4等)
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氧气工况脱脂要求(是否为纯氧系统)
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防护等级要求(IP67/IP68)
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特殊标准及认证要求(BS 6364/GB/T 24925/API 602/API 607防火/ISO 15848低逸散/NACE MR0175/船级社等)
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附件及特殊功能配置(活载荷填料/加热器/防静电装置/限位开关/定位器等)
以上配置可根据具体低温及深冷工况要求进行组合选型,详情可咨询罗伯逊ROBERTSON®技术团队。



































