江蘇液化天然氣(LNG)乙烯丙烯系統(tǒng)低溫球閥 江蘇液氧液氮液氬系統(tǒng)低溫球閥 江蘇液態(tài)低溫介質(zhì)專用球閥 江蘇工業(yè)冷卻劑系統(tǒng)專用球閥 江蘇低溫工程領(lǐng)域?qū)Ｓ们蜷y 江蘇石油化工低溫介質(zhì)專用球閥 低溫球閥的結(jié)構(gòu)特點

（一）閥體

材料選擇

閥體作為低溫球閥的主要承壓部件，需要承受低溫介質(zhì)的壓力和溫度變化。因此，通常選用能在低溫環(huán)境下保持良好力學(xué)性能的材料，如奧氏體不銹鋼（304、316L 等）。這些材料具有優(yōu)異的低溫韌性，能有效防止在低溫下發(fā)生脆性斷裂，確保閥體的安全可靠運行。

結(jié)構(gòu)設(shè)計

閥體的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮流體的順暢流通和減少壓力損失。一般采用直通式或三通式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部流道光滑，盡量減少流道中的凸起和拐角，以降低流體在閥體內(nèi)的阻力，提高流體輸送效率。同時，閥體的壁厚根據(jù)工作壓力和溫度等參數(shù)進(jìn)行精確計算，以保證足夠的強(qiáng)度和耐壓能力。

（二）球體

球體材料

球體直接與低溫介質(zhì)接觸并控制其流通，對材料的要求。除了具備與閥體相似的低溫性能外，還需要良好的耐磨性和耐腐蝕性。常用的球體材料有不銹鋼鍍硬鉻、陶瓷等。不銹鋼鍍硬鉻球體在保證低溫韌性的同時，通過鍍鉻層提高了表面硬度和耐腐蝕性，適用于大多數(shù)低溫介質(zhì)場合；陶瓷球體則具有更高的硬度、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，特別適用于含有顆粒雜質(zhì)或腐蝕性較強(qiáng)的低溫介質(zhì)。

球體結(jié)構(gòu)

球體通常設(shè)計為實心結(jié)構(gòu)，以確保足夠的強(qiáng)度和剛性，在低溫高壓環(huán)境下不會發(fā)生變形。球體表面經(jīng)過精密加工，達(dá)到光潔度，以保證與閥座之間的良好密封性能。同時，球體上開有與管道內(nèi)徑相同的通孔，當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)至通孔與管道軸線重合時，閥門開啟，介質(zhì)可順暢通過；當(dāng)球體旋轉(zhuǎn) 90°，通孔與管道軸線垂直時，閥門關(guān)閉，阻斷介質(zhì)流通。

（三）閥座

密封材料

閥座的密封性能是低溫球閥的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一。由于低溫環(huán)境的特殊性，密封材料需要具備在低溫下仍能保持良好彈性和密封性的特性。常見的低溫閥座密封材料有聚四氟乙烯（PTFE）及其改性材料、金屬密封材料等。PTFE 具有極低的摩擦系數(shù)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在低溫下能保持一定的彈性，可有效實現(xiàn)密封。其改性材料通過添加玻璃纖維、石墨等增強(qiáng)材料，進(jìn)一步提高了密封性能和耐磨性能。金屬密封材料如不銹鋼、鎳基合金等，適用于高溫、高壓且對密封要求低溫場合，通過金屬間的緊密貼合實現(xiàn)密封。

閥座結(jié)構(gòu)

閥座結(jié)構(gòu)設(shè)計為浮動式或固定式。浮動式閥座在介質(zhì)壓力作用下，能自動向球體方向移動，實現(xiàn)更好的密封效果。當(dāng)閥門關(guān)閉時，介質(zhì)壓力將閥座推向球體，使閥座與球體緊密貼合，形成密封副，阻止介質(zhì)泄漏。固定式閥座則通過機(jī)械固定的方式安裝在閥體上，結(jié)構(gòu)相對簡單，適用于一些對密封性能要求相對較低、工作壓力穩(wěn)定的場合。

（四）閥桿

閥桿材料

閥桿負(fù)責(zé)傳遞操作力矩，驅(qū)動球體旋轉(zhuǎn)，因此需要具備良好的強(qiáng)度、韌性和抗扭性能。在低溫環(huán)境下，閥桿材料通常選用與閥體相同或相似的低溫合金鋼，如經(jīng)過特殊熱處理的 304L、316L 不銹鋼等，以確保在低溫下閥桿不會發(fā)生脆斷，保證閥門的正常操作。

閥桿密封結(jié)構(gòu)

閥桿與閥體之間的密封至關(guān)重要，防止介質(zhì)沿閥桿泄漏。常見的閥桿密封結(jié)構(gòu)有填料密封和波紋管密封。填料密封一般采用聚四氟乙烯、柔性石墨等材料制成的填料，通過壓緊填料對閥桿形成徑向壓力，實現(xiàn)密封。波紋管密封則利用波紋管的彈性變形來補(bǔ)償閥桿的運動，同時阻止介質(zhì)泄漏。波紋管密封具有密封性能可靠、無泄漏等優(yōu)點，特別適用于對泄漏要求嚴(yán)格的低溫場合，如液化天然氣（LNG）輸送系統(tǒng)。

三、江蘇液化天然氣(LNG)乙烯丙烯系統(tǒng)低溫球閥 江蘇液氧液氮液氬系統(tǒng)低溫球閥 江蘇液態(tài)低溫介質(zhì)專用球閥 江蘇工業(yè)冷卻劑系統(tǒng)專用球閥 江蘇低溫工程領(lǐng)域?qū)Ｓ们蜷y 江蘇石油化工低溫介質(zhì)專用球閥  低溫球閥的工作原理

（一）開啟過程

當(dāng)需要開啟低溫球閥時，通過手動或電動、氣動等驅(qū)動裝置施加扭矩于閥桿。閥桿在扭矩作用下開始旋轉(zhuǎn)，由于閥桿與球體通過鍵或其他連接方式緊密相連，球體隨之同步旋轉(zhuǎn)。隨著球體的旋轉(zhuǎn)，球體上的通孔逐漸與管道軸線重合。當(dāng)球體旋轉(zhuǎn)至通孔與管道軸線一致時，閥門達(dá)到全開狀態(tài)，此時低溫介質(zhì)可在管道內(nèi)自由流動，阻力最小。在開啟過程中，閥座與球體之間的密封副逐漸分離，密封力減小，直至脫離接觸，介質(zhì)開始流通。

（二）關(guān)閉過程

關(guān)閉低溫球閥時，驅(qū)動裝置反向施加扭矩于閥桿，閥桿帶動球體反向旋轉(zhuǎn)。隨著球體的轉(zhuǎn)動，球體上的通孔逐漸偏離管道軸線，低溫介質(zhì)的流通通道逐漸減小。當(dāng)球體旋轉(zhuǎn) 90°，通孔與管道軸線垂直時，閥門關(guān)閉，介質(zhì)被阻斷。在關(guān)閉過程中，閥座與球體之間的密封副逐漸接觸并壓緊，密封力逐漸增大。對于浮動式閥座結(jié)構(gòu)，介質(zhì)壓力會進(jìn)一步將閥座推向球體，增強(qiáng)密封效果，確保閥門在關(guān)閉狀態(tài)下無泄漏。

（三）密封原理

初始密封

在閥門安裝調(diào)試完成后，未通入介質(zhì)時，閥座與球體之間通過預(yù)緊力實現(xiàn)初始密封。預(yù)緊力一般通過閥座的安裝結(jié)構(gòu)或調(diào)整墊片等方式施加，使閥座與球體緊密貼合，形成初始的密封面，阻止空氣等外界介質(zhì)進(jìn)入閥門內(nèi)部。

工作密封

當(dāng)?shù)蜏亟橘|(zhì)通入閥門后，在閥門開啟狀態(tài)下，介質(zhì)壓力作用于球體和閥座。對于浮動式閥座，介質(zhì)壓力會將閥座進(jìn)一步推向球體，使密封面之間的接觸壓力增大，從而提高密封性能。在閥門關(guān)閉狀態(tài)下，介質(zhì)壓力全部作用在密封面上，形成強(qiáng)大的密封力，確保介質(zhì)不會泄漏。對于金屬密封的低溫球閥，在低溫環(huán)境下，金屬材料會發(fā)生一定的收縮，使密封面之間的貼合更加緊密，進(jìn)一步增強(qiáng)密封效果。

四、低溫球閥的應(yīng)用范圍

（一）能源行業(yè)

液化天然氣（LNG）領(lǐng)域

LNG 生產(chǎn)過程：在 LNG 生產(chǎn)廠中，低溫球閥廣泛應(yīng)用于天然氣的凈化、液化以及儲存等環(huán)節(jié)。例如，在天然氣液化裝置中，需要將高壓常溫的天然氣冷卻至 - 162℃左右使其液化。在這個過程中，低溫球閥用于控制冷卻劑的流量和流向，確保天然氣能夠均勻、高效地被冷卻液化。同時，在 LNG 儲罐的進(jìn)出口管道上，安裝有低溫球閥，用于控制 LNG 的充裝和輸出，保證儲罐的安全運行。

LNG 運輸環(huán)節(jié)：在 LNG 運輸船上，低溫球閥是管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。LNG 運輸船需要將大量的 LNG 從生產(chǎn)地運輸?shù)较M地，運輸過程中需要確保 LNG 的安全輸送。低溫球閥安裝在船上的 LNG 輸送管道、裝卸臂等部位，用于控制 LNG 的裝卸和輸送過程，防止泄漏，保障運輸安全。此外，在 LNG 接收站，低溫球閥同樣用于 LNG 的卸載、儲存和再氣化等工藝流程中，實現(xiàn)對 LNG 的精確控制和安全管理。

液氫領(lǐng)域

氫能源制取與儲存：隨著氫能源的發(fā)展，液氫作為一種高效的氫儲存方式，其生產(chǎn)和儲存過程對低溫閥門的需求日益增加。在液氫制取過程中，需要將氫氣冷卻至 - 253℃左右使其液化。低溫球閥用于控制冷卻過程中的氫氣流量和壓力，確保液化過程的穩(wěn)定進(jìn)行。在液氫儲存罐的進(jìn)出口管道上，安裝有低溫球閥，用于控制液氫的充裝和取用，保證儲存罐的安全。由于液氫的特殊性，對低溫球閥的密封性能、材料兼容性等方面提出了更高的要求，需要采用特殊的材料和密封結(jié)構(gòu)，以防止氫氣泄漏和發(fā)生安全事故。

氫燃料電池汽車加氫站：在氫燃料電池汽車加氫站中，低溫球閥用于控制液氫的輸送和加注過程。加氫站需要將液氫從儲存罐輸送到加氫槍，為氫燃料電池汽車加注燃料。低溫球閥在這個過程中起到了精確控制流量、壓力和安全切斷的作用，確保加氫過程的高效、安全進(jìn)行。

（二）江蘇液化天然氣(LNG)乙烯丙烯系統(tǒng)低溫球閥 江蘇液氧液氮液氬系統(tǒng)低溫球閥 江蘇液態(tài)低溫介質(zhì)專用球閥 江蘇工業(yè)冷卻劑系統(tǒng)專用球閥 江蘇低溫工程領(lǐng)域?qū)Ｓ们蜷y 江蘇石油化工低溫介質(zhì)專用球閥  化工行業(yè)

低溫液體輸送

乙烯、丙烯等低溫化工原料輸送：在化工生產(chǎn)中，乙烯、丙烯等低溫化工原料通常以液態(tài)形式儲存和輸送。低溫球閥用于這些低溫液體管道的開啟、關(guān)閉和流量調(diào)節(jié)，確?；ぴ夏軌驕?zhǔn)確地輸送到各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。例如，在乙烯裂解裝置中，需要將液態(tài)乙烯輸送到裂解爐進(jìn)行裂解反應(yīng)，低溫球閥安裝在乙烯輸送管道上，控制乙烯的進(jìn)料量和進(jìn)料時機(jī)，保證裂解反應(yīng)的順利進(jìn)行。

制冷劑輸送：在制冷系統(tǒng)中，制冷劑如液氨、氟利昂等在低溫下工作。低溫球閥用于控制制冷劑的循環(huán)流量和流向，實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)和控制。例如，在大型冷庫的制冷系統(tǒng)中，低溫球閥安裝在制冷劑管道上，根據(jù)冷庫內(nèi)的溫度變化，調(diào)節(jié)制冷劑的流量，保持冷庫內(nèi)的溫度穩(wěn)定。

低溫化學(xué)反應(yīng)過程

某些特殊化學(xué)反應(yīng)需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行：在一些化工合成反應(yīng)中，為了獲得特定的反應(yīng)產(chǎn)物或提高反應(yīng)選擇性，需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行反應(yīng)。低溫球閥用于控制反應(yīng)原料的進(jìn)料和產(chǎn)物的出料，以及反應(yīng)過程中的壓力調(diào)節(jié)。例如，在某些藥物合成過程中，需要在低溫下將多種原料混合反應(yīng)，低溫球閥用于精確控制原料的加入量和反應(yīng)時間，確保反應(yīng)的準(zhǔn)確性和一致性。

（三）航天航空領(lǐng)域

火箭推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)

液氧、液氮等推進(jìn)劑輸送：在火箭發(fā)射系統(tǒng)中，液氧、液氮等低溫液體作為火箭推進(jìn)劑的重要組成部分，需要通過精確的輸送系統(tǒng)將其輸送到火箭發(fā)動機(jī)中。低溫球閥安裝在推進(jìn)劑輸送管道上，用于控制推進(jìn)劑的流量、壓力和輸送時機(jī)。在火箭發(fā)射前的準(zhǔn)備階段，低溫球閥確保推進(jìn)劑能夠準(zhǔn)確地加注到火箭的儲存罐中；在火箭發(fā)射過程中，低溫球閥根據(jù)飛行程序的要求，精確控制推進(jìn)劑的輸送量，為火箭發(fā)動機(jī)提供穩(wěn)定的動力支持。

低溫閥門的可靠性要求：由于火箭發(fā)射任務(wù)的特殊性，對低溫球閥的可靠性、安全性和響應(yīng)速度提出了要求。任何一個閥門的故障都可能導(dǎo)致火箭發(fā)射失敗，造成巨大的損失。因此，航天領(lǐng)域使用的低溫球閥在設(shè)計、制造和檢測過程中，都采用了技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，確保其在環(huán)境下能夠可靠地工作。

航空發(fā)動機(jī)低溫系統(tǒng)

航空發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)中的低溫閥門：在航空發(fā)動機(jī)的燃油系統(tǒng)中，為了保證燃油在低溫高空環(huán)境下能夠正常輸送和霧化，需要使用低溫球閥等閥門設(shè)備。低溫球閥用于控制燃油的流量和壓力，確保發(fā)動機(jī)在不同飛行條件下都能獲得穩(wěn)定的燃油供應(yīng)。例如，在飛機(jī)高空巡航時，外界環(huán)境溫度極低，燃油系統(tǒng)中的低溫球閥能夠根據(jù)發(fā)動機(jī)的需求，精確調(diào)節(jié)燃油流量，保證發(fā)動機(jī)的高效運行。

對閥門性能的嚴(yán)格要求：航空發(fā)動機(jī)對低溫球閥的性能要求同樣嚴(yán)格，除了具備良好的低溫性能和密封性能外，還需要滿足輕量化、高可靠性和長壽命等要求。為了減輕飛機(jī)的重量，提高燃油效率，航空發(fā)動機(jī)低溫球閥通常采用高強(qiáng)度、低密度的材料制造，同時通過優(yōu)化設(shè)計和制造工藝，提高閥門的性能和可靠性。

（四）其他領(lǐng)域

深冷設(shè)備與低溫試驗裝置

深冷設(shè)備中的低溫球閥應(yīng)用：在深冷設(shè)備如低溫冰箱、低溫冷凍機(jī)等中，低溫球閥用于控制制冷介質(zhì)的循環(huán)和溫度調(diào)節(jié)。這些設(shè)備通常需要將溫度降低到極低的水平，如 - 80℃甚至更低，低溫球閥在其中起到了關(guān)鍵的控制作用，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定地達(dá)到并保持所需的低溫環(huán)境。

低溫試驗裝置中的閥門作用：在科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的低溫試驗裝置中，低溫球閥用于模擬各種低溫環(huán)境下的流體控制實驗。例如，在材料低溫性能測試實驗中，需要通過低溫球閥控制低溫介質(zhì)的流量和壓力，對材料進(jìn)行不同條件下的低溫測試，以研究材料在低溫環(huán)境下的力學(xué)性能、物理性能等變化規(guī)律。

天然氣儲備與調(diào)峰設(shè)施

地下儲氣庫注采系統(tǒng)：在天然氣地下儲氣庫的注采系統(tǒng)中，低溫球閥用于控制天然氣的注入和采出。在天然氣供應(yīng)淡季，通過低溫球閥將多余的天然氣注入地下儲氣庫進(jìn)行儲存；在天然氣供應(yīng)旺季，通過低溫球閥將儲氣庫中的天然氣采出，輸送到管網(wǎng)中，滿足市場需求。低溫球閥在這個過程中起到了精確控制流量和壓力的作用，確保儲氣庫的安全運行和天然氣的穩(wěn)定供應(yīng)。

LNG 調(diào)峰站：LNG 調(diào)峰站作為城市天然氣供應(yīng)的重要補(bǔ)充設(shè)施，在天然氣需求高峰時，將儲存的 LNG 氣化后輸送到城市管網(wǎng)中。低溫球閥在 LNG 調(diào)峰站的 LNG 儲存、氣化和輸送過程中廣泛應(yīng)用，用于控制 LNG 的流量和壓力，實現(xiàn)對城市天然氣供應(yīng)的有效調(diào)節(jié)和保障。