江蘇液化天然氣(LNG)乙烯丙烯系統低溫球閥 江蘇液氧液氮液氬系統低溫球閥 江蘇液態(tài)低溫介質(zhì)專(zhuān)用球閥 江蘇工業(yè)冷卻劑系統專(zhuān)用球閥 江蘇低溫工程領(lǐng)域專(zhuān)用球閥 江蘇石油化工低溫介質(zhì)專(zhuān)用球閥 低溫球閥的結構特點(diǎn)
（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。
結構設計
閥體的結構設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構，內部流道光滑，盡量減少流道中的凸起和拐角，以降低流體在閥體內的阻力，提高流體輸送效率。同時(shí)，閥體的壁厚根據工作壓力和溫度等參數進(jìn)行精確計算，以保證足夠的強度和耐壓能力。
（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(shí)，通過(guò)鍍鉻層提高了表面硬度和耐腐蝕性，適用于大多數低溫介質(zhì)場(chǎng)合；陶瓷球體則具有更高的硬度、耐磨性和化學(xué)穩定性，特別適用于含有顆粒雜質(zhì)或腐蝕性較強的低溫介質(zhì)。
球體結構
球體通常設計為實(shí)心結構，以確保足夠的強度和剛性，在低溫高壓環(huán)境下不會(huì )發(fā)生變形。球體表面經(jīng)過(guò)精密加工，達到光潔度，以保證與閥座之間的良好密封性能。同時(shí)，球體上開(kāi)有與管道內徑相同的通孔，當球體旋轉至通孔與管道軸線(xiàn)重合時(shí)，閥門(mén)開(kāi)啟，介質(zhì)可順暢通過(guò)；當球體旋轉 90°，通孔與管道軸線(xiàn)垂直時(shí)，閥門(mén)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(jiàn)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和良好的化學(xué)穩定性，在低溫下能保持一定的彈性，可有效實(shí)現密封。其改性材料通過(guò)添加玻璃纖維、石墨等增強材料，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(chǎng)合，通過(guò)金屬間的緊密貼合實(shí)現密封。
閥座結構
閥座結構設計為浮動(dòng)式或固定式。浮動(dòng)式閥座在介質(zhì)壓力作用下，能自動(dòng)向球體方向移動(dòng)，實(shí)現更好的密封效果。當閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，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(guò)機械固定的方式安裝在閥體上，結構相對簡(jiǎn)單，適用于一些對密封性能要求相對較低、工作壓力穩定的場(chǎng)合。
（四）閥桿
閥桿材料
閥桿負責傳遞操作力矩，驅動(dòng)球體旋轉，因此需要具備良好的強度、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(guò)特殊熱處理的 304L、316L 不銹鋼等，以確保在低溫下閥桿不會(huì )發(fā)生脆斷，保證閥門(mén)的正常操作。
閥桿密封結構
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(jiàn)的閥桿密封結構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(guò)壓緊填料對閥桿形成徑向壓力，實(shí)現密封。波紋管密封則利用波紋管的彈性變形來(lái)補償閥桿的運動(dòng)，同時(shí)阻止介質(zhì)泄漏。波紋管密封具有密封性能可靠、無(wú)泄漏等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于對泄漏要求嚴格的低溫場(chǎng)合，如液化天然氣（LNG）輸送系統。
三、江蘇液化天然氣(LNG)乙烯丙烯系統低溫球閥 江蘇液氧液氮液氬系統低溫球閥 江蘇液態(tài)低溫介質(zhì)專(zhuān)用球閥 江蘇工業(yè)冷卻劑系統專(zhuān)用球閥 江蘇低溫工程領(lǐng)域專(zhuān)用球閥 江蘇石油化工低溫介質(zhì)專(zhuān)用球閥 低溫球閥的工作原理
（一）開(kāi)啟過(guò)程
當需要開(kāi)啟低溫球閥時(shí)，通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)、氣動(dòng)等驅動(dòng)裝置施加扭矩于閥桿。閥桿在扭矩作用下開(kāi)始旋轉，由于閥桿與球體通過(guò)鍵或其他連接方式緊密相連，球體隨之同步旋轉。隨著(zhù)球體的旋轉，球體上的通孔逐漸與管道軸線(xiàn)重合。當球體旋轉至通孔與管道軸線(xiàn)一致時(shí)，閥門(mén)達到全開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)低溫介質(zhì)可在管道內自由流動(dòng)，阻力最小。在開(kāi)啟過(guò)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(kāi)始流通。
（二）關(guān)閉過(guò)程
關(guān)閉低溫球閥時(shí)，驅動(dòng)裝置反向施加扭矩于閥桿，閥桿帶動(dòng)球體反向旋轉。隨著(zhù)球體的轉動(dòng)，球體上的通孔逐漸偏離管道軸線(xiàn)，低溫介質(zhì)的流通通道逐漸減小。當球體旋轉 90°，通孔與管道軸線(xiàn)垂直時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，介質(zhì)被阻斷。在關(guān)閉過(guò)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(dòng)式閥座結構，介質(zhì)壓力會(huì )進(jìn)一步將閥座推向球體，增強密封效果，確保閥門(mén)在關(guān)閉狀態(tài)下無(wú)泄漏。
（三）密封原理
初始密封
在閥門(mén)安裝調試完成后，未通入介質(zhì)時(shí)，閥座與球體之間通過(guò)預緊力實(shí)現初始密封。預緊力一般通過(guò)閥座的安裝結構或調整墊片等方式施加，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(mén)內部。
工作密封
當低溫介質(zhì)通入閥門(mén)后，在閥門(mén)開(kāi)啟狀態(tài)下，介質(zhì)壓力作用于球體和閥座。對于浮動(dòng)式閥座，介質(zhì)壓力會(huì )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(mén)關(guān)閉狀態(tài)下，介質(zhì)壓力全部作用在密封面上，形成強大的密封力，確保介質(zhì)不會(huì )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(huì )發(fā)生一定的收縮，使密封面之間的貼合更加緊密，進(jìn)一步增強密封效果。
四、低溫球閥的應用范圍
（一）能源行業(yè)
液化天然氣（LNG）領(lǐng)域
LNG 生產(chǎn)過(guò)程：在 LNG 生產(chǎn)廠(chǎng)中，低溫球閥廣泛應用于天然氣的凈化、液化以及儲存等環(huán)節。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(gè)過(guò)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(shí)，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：在 LNG 運輸船上，低溫球閥是管道系統中的關(guān)鍵部件。LNG 運輸船需要將大量的 LNG 從生產(chǎn)地運輸到消費地，運輸過(guò)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(guò)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(shí)現對 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(zhù)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(guò)程對低溫閥門(mén)的需求日益增加。在液氫制取過(guò)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(guò)程中的氫氣流量和壓力，確保液化過(guò)程的穩定進(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構，以防止氫氣泄漏和發(fā)生安全事故。
氫燃料電池汽車(chē)加氫站：在氫燃料電池汽車(chē)加氫站中，低溫球閥用于控制液氫的輸送和加注過(guò)程。加氫站需要將液氫從儲存罐輸送到加氫槍?zhuān)瑸闅淙剂想姵仄?chē)加注燃料。低溫球閥在這個(gè)過(guò)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(guò)程的高效、安全進(jìn)行。
（二）江蘇液化天然氣(LNG)乙烯丙烯系統低溫球閥 江蘇液氧液氮液氬系統低溫球閥 江蘇液態(tài)低溫介質(zhì)專(zhuān)用球閥 江蘇工業(yè)冷卻劑系統專(zhuān)用球閥 江蘇低溫工程領(lǐng)域專(zhuān)用球閥 江蘇石油化工低溫介質(zhì)專(zhuān)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(kāi)啟、關(guān)閉和流量調節，確?；ぴ夏軌驕蚀_地輸送到各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節。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，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(shí)機，保證裂解反應的順利進(jìn)行。
制冷劑輸送：在制冷系統中，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(shí)現制冷系統的溫度調節和控制。例如，在大型冷庫的制冷系統中，低溫球閥安裝在制冷劑管道上，根據冷庫內的溫度變化，調節制冷劑的流量，保持冷庫內的溫度穩定。
低溫化學(xué)反應過(guò)程
某些特殊化學(xué)反應需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行：在一些化工合成反應中，為了獲得特定的反應產(chǎn)物或提高反應選擇性，需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行反應。低溫球閥用于控制反應原料的進(jìn)料和產(chǎn)物的出料，以及反應過(guò)程中的壓力調節。例如，在某些藥物合成過(guò)程中，需要在低溫下將多種原料混合反應，低溫球閥用于精確控制原料的加入量和反應時(shí)間，確保反應的準確性和一致性。
（三）航天航空領(lǐng)域
火箭推進(jìn)劑輸送系統
液氧、液氮等推進(jìn)劑輸送：在火箭發(fā)射系統中，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(guò)精確的輸送系統將其輸送到火箭發(fā)動(dòng)機中。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(shí)機。在火箭發(fā)射前的準備階段，低溫球閥確保推進(jìn)劑能夠準確地加注到火箭的儲存罐中；在火箭發(fā)射過(guò)程中，低溫球閥根據飛行程序的要求，精確控制推進(jìn)劑的輸送量，為火箭發(fā)動(dòng)機提供穩定的動(dòng)力支持。
低溫閥門(mén)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、安全性和響應速度提出了要求。任何一個(gè)閥門(mén)的故障都可能導致火箭發(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計、制造和檢測過(guò)程中，都采用了技術(shù)和標準，確保其在環(huán)境下能夠可靠地工作。
航空發(fā)動(dòng)機低溫系統
航空發(fā)動(dòng)機燃油系統中的低溫閥門(mén)：在航空發(fā)動(dòng)機的燃油系統中，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(mén)設備。低溫球閥用于控制燃油的流量和壓力，確保發(fā)動(dòng)機在不同飛行條件下都能獲得穩定的燃油供應。例如，在飛機高空巡航時(shí)，外界環(huán)境溫度極低，燃油系統中的低溫球閥能夠根據發(fā)動(dòng)機的需求，精確調節燃油流量，保證發(fā)動(dòng)機的高效運行。
對閥門(mén)性能的嚴格要求：航空發(fā)動(dòng)機對低溫球閥的性能要求同樣嚴格，除了具備良好的低溫性能和密封性能外，還需要滿(mǎn)足輕量化、高可靠性和長(cháng)壽命等要求。為了減輕飛機的重量，提高燃油效率，航空發(fā)動(dòng)機低溫球閥通常采用高強度、低密度的材料制造，同時(shí)通過(guò)優(yōu)化設計和制造工藝，提高閥門(mén)的性能和可靠性。
（四）其他領(lǐng)域
深冷設備與低溫試驗裝置
深冷設備中的低溫球閥應用：在深冷設備如低溫冰箱、低溫冷凍機等中，低溫球閥用于控制制冷介質(zhì)的循環(huán)和溫度調節。這些設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，確保設備能夠穩定地達到并保持所需的低溫環(huán)境。
低溫試驗裝置中的閥門(mén)作用：在科研機構和企業(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(shí)驗。例如，在材料低溫性能測試實(shí)驗中，需要通過(guò)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、物理性能等變化規律。
天然氣儲備與調峰設施
地下儲氣庫注采系統：在天然氣地下儲氣庫的注采系統中，低溫球閥用于控制天然氣的注入和采出。在天然氣供應淡季，通過(guò)低溫球閥將多余的天然氣注入地下儲氣庫進(jìn)行儲存；在天然氣供應旺季，通過(guò)低溫球閥將儲氣庫中的天然氣采出，輸送到管網(wǎng)中，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。低溫球閥在這個(gè)過(guò)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定供應。
LNG 調峰站：LNG 調峰站作為城市天然氣供應的重要補充設施，在天然氣需求高峰時(shí)，將儲存的 LNG 氣化后輸送到城市管網(wǎng)中。低溫球閥在 LNG 調峰站的 LNG 儲存、氣化和輸送過(guò)程中廣泛應用，用于控制 LNG 的流量和壓力，實(shí)現對城市天然氣供應的有效調節和保障。
