低溫閥門材料選用課件

低溫閥筆記低溫技術(shù)在現(xiàn)代工程技術(shù)中起到很重要的作用，工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用主要包括：

1.低溫下的LNG（液化天然氣）過程傳送；

2.空氣分離系統(tǒng)——空分設(shè)備；

3.航天系統(tǒng)——宇宙飛船，火箭用液體燃料的液氫倉儲，輸送；

4.石化工業(yè)——乙烯工程；

5.煤工業(yè)。以上均應(yīng)用低溫閥，另外還有：

6.醫(yī)藥和生物學(xué)應(yīng)用；

7.超導(dǎo)磁體等等；低溫技術(shù)及工藝和裝備應(yīng)用大量低溫閥。低溫閥筆記一、低溫閥用于的工藝和裝置：1.石化工業(yè)乙烯工程：乙烯的結(jié)構(gòu)式：H2C=CH2,在常溫常壓下為氣體，常壓下沸點為-103.71℃，氣、液、固三相平衡共存狀態(tài)的三相點溫度為-169.19℃。(分子式C2H4)乙烯是以石油和天然氣做原料，主要工藝程序為：裂解——急冷——分離。（1）裂解將原料的大分子分解為小分子（產(chǎn)生）——裂解氣：乙烯、丙烯、丁三稀及甲烷、氫氣等雜質(zhì)——復(fù)雜混合氣。（2）急冷將裂解氣迅速降溫，防止二次反應(yīng)再聚合。上述工序均不是低溫狀態(tài)。（3）分離將裂解氣復(fù)雜混合物的甲烷、氫氣分離得到高質(zhì)量的乙烯和丙烯；a.在-100～-136℃在甲烷塔脫甲烷（在冷箱中進行）；b.進入冷箱在-170℃將氫氣分離；這兩處使用-196℃的閥門；c.凈化分離——乙烯精餾，有關(guān)裝置的溫度分別為-14℃、-32℃、-48℃、-69℃；各裝置選用的低溫閥門應(yīng)與溫度參數(shù)相對應(yīng)。一、低溫閥用于的工藝和裝置：1.石化工業(yè)乙烯工程：2.煤化工技術(shù)——現(xiàn)代新型煤化工煤化工產(chǎn)業(yè)鏈煤焦化煤氣化

直接液化

焦炭煤焦油焦爐氣合成氣

烯烴

汽柴油

電石粗苯精制

制氫

合成氨甲醇

間接液化

乙炔BD.O

丁二醇

氮肥烯烴

二甲醚

煤化工產(chǎn)品鏈（﹏為現(xiàn)代煤化工其余為傳統(tǒng)煤化工）煤化工中煤氣化后煤氣的組分有：H2、CO、CH4、O2、N2及雜質(zhì)H2S、CO2、NH3、NO、有機硫、芳香烴、石蠟等。為凈化煤氣采用低溫甲醇洗工藝，在-30～-70℃低溫下，甲醇對酸性氣體溶解度極大的特性，可以同時脫除上面所述雜質(zhì)，而H2、CO、CH4在低溫下溶解度不大，所以大型煤化工用低溫閥在-30～-70℃。醋酸2.煤化工技術(shù)——現(xiàn)代新型煤化工煤化工產(chǎn)業(yè)鏈煤焦化煤氣化3.液化天然氣（LNG）液化天然氣密度為標準氣態(tài)的600倍，液化狀態(tài)：0.1MPa——1個大氣壓，-161.6℃（112K），由標準狀態(tài)天然氣SNG成為液化天然氣LNG要經(jīng)過9個換熱器降溫：可根據(jù)不同溫度選用低溫閥門273K(0.6～0℃)253K(-20.6℃)233K(-40.6℃)213K(-60.6℃)193K(-80.6℃)173K(-100.6℃)153K(-120.6℃)133K(-140.6℃)113K(-161.6℃)其它低溫技術(shù)領(lǐng)域接觸較少。二、低溫閥門種類及參數(shù)低溫閘閥、低溫截止閥、低溫止回閥、低溫球閥、低溫蝶閥以及派生閥類1.PN——公稱壓力16254063100Class——壓力等級1503006008009002.DN——公稱尺寸15～800NPS——公稱管徑1/2″～32″。3.溫度最低<-29℃~-196℃-254℃-269℃（氮—氫—氦）

4.壓力溫度額定值任何工作溫度低于-29℃的壓力額定值不能大于表列-29℃額定值。在低溫下：σ提高δ、ψ、α降低脆化3.液化天然氣（LNG）273K(0.6～0℃)三、低溫閥門材料選用（材料選用見下表1.主要考慮三個方面：a.最低使用溫度b.材料在使用溫度下的韌性——沖擊試驗夏比值c.材料的焊接性能2.各主要零件材料：下表三、低溫閥門材料選用（材料選用見下表2.各主要零件材料：零件溫度閥體、閥蓋、關(guān)閉件閥桿緊固件鍛件鑄件螺栓螺母＜-29℃~≥-46℃

A350LF2·1類A352LCB1Cr13A182F6a35CrMoAA320L730CrMoAA1944＜-46℃~≥-73℃

LF3LC21Cr17Ni2F3041Cr17Ni2L7M、70、71、72、73、L1鐵素體1Cr13A1944或7級

＜-73℃≥-101℃

LF3LC31Cr17Ni2F3041Cr18Ni9L7、7A、7B、7C、43鐵素體1Cr18Ni9A1944或7級＜101℃≥-196℃A182F304F316A351CF8CF8M1Cr18Ni9F3041Cr18Ni9TiF3161Cr18Ni91類、2類B8、B8F、B8P、B8T1A類B8FA、B8PA、B8FA1Cr18Ni9A1948、8C…8m、8P8CA、8MA2.各主要零件材料：零件閥體、閥蓋、關(guān)閉件閥桿緊固件鍛零件溫度填料（各溫度下均相同）墊片（各溫度下均可用）閥桿套（可按常溫考慮）＜-29℃~≥-46℃4F、編制的浸4F石棉、柔性石墨304、316帶纏繞柔性石墨ASTMB124C61900以及ZCuAl9Mn2ZCuAl9Fe4Ni4Mn2ZCuZn25Al6Fe3Mn3＜-46℃~≥-73℃＜-73℃~≥-101℃＜101℃~≥-196℃續(xù)表：注：配A320螺栓用的A194的螺母材料鐵素體的要做沖擊試驗。零件填料（各溫度下均相同）墊片（各溫度下均可用）閥桿套3.低溫閥門用材料供貨狀態(tài)及沖擊試驗要求：A182F6a正火+回火F430退火

F304F316淬火+回火——奧氏體化后急冷（固溶）+590℃回火（敏化消除應(yīng)力）A350LF21類、LF3正火或正火+回火A351CF8、CF8M固溶處理A352LCB、LC3正火+回火LC9不常用只能液體淬火+回火A320鐵素體L7……L43淬火+回火——調(diào)質(zhì)奧氏體B8……1類、1A類固溶處理

2類應(yīng)變硬化處理A1944、7用于低溫時在鋼種臨界溫度上重新處理淬火+回火（調(diào)質(zhì)）

8、8C、8M、8T、8F、8P、8N……熱鍛或冷鍛制成、或熱鍛、熱軋、冷拔料加工而成

8A、8CA、8MA、8TA、8FA……即+A的還應(yīng)再固溶處理除奧氏體材料，其它材料在低溫時脆化，所以要做低溫沖擊試驗，即做最低工作溫度下的試驗——做V型缺口試驗（夏比值）主要做體、蓋、關(guān)閉件、緊固件用材料，我認為閥桿材料也應(yīng)做。各類材料具體沖擊試驗要求按A370規(guī)定試樣10×10GB/T24925中規(guī)定按JB/T7248但其中奧氏體規(guī)定不明確3.低溫閥門用材料供貨狀態(tài)及沖擊試驗要求：（1）閥體、閥蓋、關(guān)閉件材料材料標準材料級別試驗溫度（℃）夏比V型缺口沖擊值（吸收能量）

三個試樣最小平均值（J）單個試樣最小值（J）A350LF21類-46（-45.6）2016LF3-101.12016A352LCB-462014LC2不常用-7320(41)16LC3-1012016LC9不常用-1962720如果合同要求，對A351奧氏體材料鑄件進行沖擊試驗，則做-196°沖擊功/J最小27，平均34（GB/T24925要求做）（1）閥體、閥蓋、關(guān)閉件材料材料標準材料級別試驗溫度（℃(2)緊固件螺栓、螺母材料A320L7M,L70,L71,L72,L73-732720L7,L7A,L7B,L7C-1012720L43-1012720L1-735441對固溶處理和應(yīng)變硬化處理的B8、B8F、B8P、B8M、B8T、B8LN和B8MLN當＞-200℃時不做沖擊試驗。對經(jīng)固溶處理的B8、B8P、B8C、B8LN，當螺栓尺寸小于12.5mm（1/2in）時＞-255℃也不做沖擊試驗。但當用戶對奧氏體級別要求做沖擊試驗時，其要求值應(yīng)協(xié)商定。A1944級與7級鐵素體合金螺母與A320L7,L7A,L7B,L7C,L43,L1,L70,L71,L72,L73螺栓配對使用。7M與L7M配對使用要做沖擊試驗同爐次同熱處理試件

-100℃27J（平均）20J（最?。W氏體螺母材料當＞-200℃時8F,8M,8T,8MLN不做當＞-255℃時8.,8P,8C,8LN不做(3）閥桿材料——個人認為A182F6a——1Cr13-4645401Cr17Ni2-734540奧氏體材料不做(常溫要求ASMEA182規(guī)定平均為54單件最小為48,低溫可小)(2)緊固件螺栓、螺母材料四．低溫閥門結(jié)構(gòu)要點（以BS6364為主）1.加長頸閥蓋（1）加長目的a.減少流入系統(tǒng)的熱量

b.防止填料箱溫度過低,防止閥蓋填料箱部分和閥桿部分有霜和冰一般＞0℃.即將填料函和閥門操作機構(gòu)與低溫介質(zhì)隔開，避免影響密封功能和啟閉操作功能。(加長段介質(zhì)由下而上為液體-飽合液體-飽合蒸汽-過熱蒸汽-＞0℃N2過熱蒸汽--汽體交換柱)c.防止潮濕空氣結(jié)冰，導(dǎo)致閥桿在填料處抱死四．低溫閥門結(jié)構(gòu)要點（以BS6364為主）低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件一一低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件二八了二八了低溫閥門材料選用課件低溫閥門材料選用課件

低溫閥筆記低溫技術(shù)在現(xiàn)代工程技術(shù)中起到很重要的作用，工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用主要包括：

1.低溫下的LNG（液化天然氣）過程傳送；

2.空氣分離系統(tǒng)——空分設(shè)備；

3.航天系統(tǒng)——宇宙飛船，火箭用液體燃料的液氫倉儲，輸送；

4.石化工業(yè)——乙烯工程；

5.煤工業(yè)。以上均應(yīng)用低溫閥，另外還有：

6.醫(yī)藥和生物學(xué)應(yīng)用；

7.超導(dǎo)磁體等等；低溫技術(shù)及工藝和裝備應(yīng)用大量低溫閥。低溫閥筆記一、低溫閥用于的工藝和裝置：1.石化工業(yè)乙烯工程：乙烯的結(jié)構(gòu)式：H2C=CH2,在常溫常壓下為氣體，常壓下沸點為-103.71℃，氣、液、固三相平衡共存狀態(tài)的三相點溫度為-169.19℃。(分子式C2H4)乙烯是以石油和天然氣做原料，主要工藝程序為：裂解——急冷——分離。（1）裂解將原料的大分子分解為小分子（產(chǎn)生）——裂解氣：乙烯、丙烯、丁三稀及甲烷、氫氣等雜質(zhì)——復(fù)雜混合氣。（2）急冷將裂解氣迅速降溫，防止二次反應(yīng)再聚合。上述工序均不是低溫狀態(tài)。（3）分離將裂解氣復(fù)雜混合物的甲烷、氫氣分離得到高質(zhì)量的乙烯和丙烯；a.在-100～-136℃在甲烷塔脫甲烷（在冷箱中進行）；b.進入冷箱在-170℃將氫氣分離；這兩處使用-196℃的閥門；c.凈化分離——乙烯精餾，有關(guān)裝置的溫度分別為-14℃、-32℃、-48℃、-69℃；各裝置選用的低溫閥門應(yīng)與溫度參數(shù)相對應(yīng)。一、低溫閥用于的工藝和裝置：1.石化工業(yè)乙烯工程：2.煤化工技術(shù)——現(xiàn)代新型煤化工煤化工產(chǎn)業(yè)鏈煤焦化煤氣化

直接液化

焦炭煤焦油焦爐氣合成氣

烯烴

汽柴油

電石粗苯精制

制氫

合成氨甲醇

間接液化

乙炔BD.O

丁二醇

氮肥烯烴

二甲醚

煤化工產(chǎn)品鏈（﹏為現(xiàn)代煤化工其余為傳統(tǒng)煤化工）煤化工中煤氣化后煤氣的組分有：H2、CO、CH4、O2、N2及雜質(zhì)H2S、CO2、NH3、NO、有機硫、芳香烴、石蠟等。為凈化煤氣采用低溫甲醇洗工藝，在-30～-70℃低溫下，甲醇對酸性氣體溶解度極大的特性，可以同時脫除上面所述雜質(zhì)，而H2、CO、CH4在低溫下溶解度不大，所以大型煤化工用低溫閥在-30～-70℃。醋酸2.煤化工技術(shù)——現(xiàn)代新型煤化工煤化工產(chǎn)業(yè)鏈煤焦化煤氣化3.液化天然氣（LNG）液化天然氣密度為標準氣態(tài)的600倍，液化狀態(tài)：0.1MPa——1個大氣壓，-161.6℃（112K），由標準狀態(tài)天然氣SNG成為液化天然氣LNG要經(jīng)過9個換熱器降溫：可根據(jù)不同溫度選用低溫閥門273K(0.6～0℃)253K(-20.6℃)233K(-40.6℃)213K(-60.6℃)193K(-80.6℃)173K(-100.6℃)153K(-120.6℃)133K(-140.6℃)113K(-161.6℃)其它低溫技術(shù)領(lǐng)域接觸較少。二、低溫閥門種類及參數(shù)低溫閘閥、低溫截止閥、低溫止回閥、低溫球閥、低溫蝶閥以及派生閥類1.PN——公稱壓力16254063100Class——壓力等級1503006008009002.DN——公稱尺寸15～800NPS——公稱管徑1/2″～32″。3.溫度最低<-29℃~-196℃-254℃-269℃（氮—氫—氦）

4.壓力溫度額定值任何工作溫度低于-29℃的壓力額定值不能大于表列-29℃額定值。在低溫下：σ提高δ、ψ、α降低脆化3.液化天然氣（LNG）273K(0.6～0℃)三、低溫閥門材料選用（材料選用見下表1.主要考慮三個方面：a.最低使用溫度b.材料在使用溫度下的韌性——沖擊試驗夏比值c.材料的焊接性能2.各主要零件材料：下表三、低溫閥門材料選用（材料選用見下表2.各主要零件材料：零件溫度閥體、閥蓋、關(guān)閉件閥桿緊固件鍛件鑄件螺栓螺母＜-29℃~≥-46℃

A350LF2·1類A352LCB1Cr13A182F6a35CrMoAA320L730CrMoAA1944＜-46℃~≥-73℃

LF3LC21Cr17Ni2F3041Cr17Ni2L7M、70、71、72、73、L1鐵素體1Cr13A1944或7級

＜-73℃≥-101℃

LF3LC31Cr17Ni2F3041Cr18Ni9L7、7A、7B、7C、43鐵素體1Cr18Ni9A1944或7級＜101℃≥-196℃A182F304F316A351CF8CF8M1Cr18Ni9F3041Cr18Ni9TiF3161Cr18Ni91類、2類B8、B8F、B8P、B8T1A類B8FA、B8PA、B8FA1Cr18Ni9A1948、8C…8m、8P8CA、8MA2.各主要零件材料：零件閥體、閥蓋、關(guān)閉件閥桿緊固件鍛零件溫度填料（各溫度下均相同）墊片（各溫度下均可用）閥桿套（可按常溫考慮）＜-29℃~≥-46℃4F、編制的浸4F石棉、柔性石墨304、316帶纏繞柔性石墨ASTMB124C61900以及ZCuAl9Mn2ZCuAl9Fe4Ni4Mn2ZCuZn25Al6Fe3Mn3＜-46℃~≥-73℃＜-73℃~≥-101℃＜101℃~≥-196℃續(xù)表：注：配A320螺栓用的A194的螺母材料鐵素體的要做沖擊試驗。零件填料（各溫度下均相同）墊片（各溫度下均可用）閥桿套3.低溫閥門用材料供貨狀態(tài)及沖擊試驗要求：A182F6a正火+回火F430退火

F304F316淬火+回火——奧氏體化后急冷（固溶）+590℃回火（敏化消除應(yīng)力）A350LF21類、LF3正火或正火+回火A351CF8、CF8M固溶處理A352LCB、LC3正火+回火LC9不常用只能液體淬火+回火A320鐵素體L7……L43淬火+回火——調(diào)質(zhì)奧氏體B8……1類、1A類固溶處理

2類應(yīng)變硬化處理A1944、7用于低溫時在鋼種臨界溫度上重新處理淬火+回火（調(diào)質(zhì)）

8、8C、8M、8T、8F、8P、8N……熱鍛或冷鍛制成、或熱鍛、熱軋、冷拔料加工而成

8A、8CA、8MA、8TA、8FA……即+A的還應(yīng)再固溶處理除奧氏體材料，其它材料在低溫時脆化，所以要做低溫沖擊試驗，即做最低工作溫度下的試驗——做V型缺口試驗（夏比值）主要做體、蓋、關(guān)閉件、緊固件用材料，我認為閥桿材料也應(yīng)做。各類材料具體沖擊試驗要求按A370規(guī)定試樣10×10GB/T24925中規(guī)定按JB/T7248但其中奧氏體規(guī)定不明確3.低溫閥門用材料供貨狀態(tài)及沖擊試驗要求：（1）閥體、閥蓋、關(guān)閉件材料材料標準材料級別試驗溫度（℃）夏比V型缺口沖擊值（吸收能量）

三個試樣最小平均值（J）單個試樣最小值（J）A350LF21類-46（-45.6）2016LF3-101.12016A352LCB-462014LC2不常用-7320(41)16LC3-1012016LC9不常用-1962720如果合同要求，對A351奧氏體材料鑄件進行沖擊試驗，則做-196°沖擊功/J最小27，平均34（GB/T24925要求做）（1）閥體、閥蓋、關(guān)閉件材料材料標準材料級別試驗溫度（℃(2)緊固件螺栓、螺母材料A320L7M,L70,L71,L72,L73-732720L7,L7A,L7B,L7C-1012720L43-1012720L1-735441對固溶處理和應(yīng)變硬化處理的B8、B8F、B8P、B8M、B8T、B8LN和B8MLN當＞-200℃時不做沖擊試驗。對經(jīng)固溶處