[发明专利]一种楔顶式超低温球阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种楔顶式超低温球阀及其生产方法，属于机械领域。

背景技术

液化天然气(LNG)作为一种清洁燃料，已成为城市管道供气、分布式能源系统、汽车及飞机等交通工具的主要能源之一。LNG是天然气在经净化及超低温状态下(-162℃、一个大气压)冷却液化的产物。液化后的天然气体积约为天然气体积的1/600(0℃、1个大气压时)。LNG无色无味，主要成分为甲烷，很少有其他杂质。其液体密度约426kg/m3，此时气体密度约1.5kg/m3。爆炸极限为5％～15％(体积％)，燃点为450℃。天然气液化、运输、储存和汽化等工艺配套设备的建设，给超低温阀门的发展带来了契机。中国多仪阀门主要的低温截断阀类有超低温球阀、超低温闸阀、超低温截止阀和超低温蝶阀，其中超低温球阀用量较多。

石化行业中对低温阀门的定义是按照输送介质的设计温度来定义的，一般将应用在介质温度-40℃以下的阀门称作低温阀，应用在介质温度-101℃以下的阀门称作超低温阀门。超低温球阀主要应用于液化天然气、液化石油气以及空分行业的装置上，输出的液态低温介质有：液氧、液氢、液化天然气、液化石油产品等。这些介质不但易燃易爆，而且在升温或者闪蒸时会发生气化，气化时体积急剧膨胀，如果输送这些流体的阀门中有密闭阀腔且结构设计不合理，则会造成阀腔超压，从而导致介质泄漏，甚至阀门开裂造成事故。

低温阀门的阀盖均采用加长阀盖的设计。加长阀盖的设计要使阀门操作手柄和填料安装位置远离低温区，既可以避免介质的低温导致阀门操作者的冷灼伤，也可以使阀门的填料在正常的温度下工作，保证填料不会受到霜冻的侵害而导致填料断裂失效。另外，由于一般超低温阀门保冷层会比较厚，加长的阀盖也保证了保冷施工的空间，并使填料压盖位于保冷层外，添加填料及紧固压盖螺栓时，无须损坏保冷层。

本发明旨在提供一种楔顶式超低温球阀及其生产方法，其由不锈钢材料制作而成，所述具有能在-285℃的超低温的情况下，仍然具有很高的强度和韧性。本发明的楔顶式超低温球阀评定：阀体对焊端和短管的焊缝-285℃下的冲击值。焊接工艺评定报告应参考ASMEB31.3标准要求，进行-285℃夏比V型冲击试验，标准试样测试横向膨胀值为小于0.25mm。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提供一种楔顶式超低温球阀及其生产方法，其由不锈钢材料制作而成，所述具有能在-285℃的超低温的情况下，仍然具有很高的强度和韧性。本发明的楔顶式超低温球阀评定：阀体对焊端和短管的焊缝-285℃下的冲击值。焊接工艺评定报告应参考ASMEB31.3标准要求，进行-285℃夏比V型冲击试验，标准试样测试横向膨胀值为小于0.25mm。

本发明在大量的生产实践中，通过大量的实验，得出优化的配方和参数，从而生产得到的楔顶式超低温球阀具有意料不到地的耐低温性能。阀体对焊端和短管的焊缝-285℃下的冲击值。焊接工艺评定报告应参考ASMEB31.3标准要求，进行-285℃夏比V型冲击试验，标准试样测试横向膨胀值为小于0.25mm。

本发明的技术方案如下：

一种楔顶式超低温固定球阀，其包括阀体、加长阀盖、阀座圈、密封圈、球体、加长阀杆、下固定轴、板簧、衬套、LIP SEAL组合件、垫圈、组合填料、平面轴承、径向轴承、连接盘、手柄、T型三通、键等组成。

球体及阀内件均由阀体上部中腔装入，可在线维修。

球体的两侧装有二只倾斜放置的楔式阀座，阀座为径向双向密封圈，密封面为偏心的圆弧面，二个阀座与球体可自动对中，球体上部有一板簧，在弹簧力的作用下，阀座密封面与球体紧密贴合，形成可靠的密封。

球体转动，楔式阀座能清洁残留在球体上的杂质。

阀杆设计成台阶，具有防吹出结构，采用双重密封设计。

本发明还提供楔顶式超低温球阀的制备方法：

一种楔顶式超低温球阀，其由如下方法制备而成：

(1)确定不锈钢的化学元素成分，按照重量百分比为：碳：0.02-0.05％，硅：0.10-0.15％，锰：0.7-1.1％，镍：0.5％，铬：15-19％，钼：4％，铜：0.5％，硼：0.05％，磷：0.05％，氮：0.3％，其余为Fe；