低溫閥門的概述
低溫閥門是低溫介質(zhì)流體輸送系統(tǒng)中用于低溫介 質(zhì)流體截?cái)?、流量控制等的裝置，是現(xiàn)代化和現(xiàn)代工 業(yè)*的產(chǎn)品。根據(jù)“閥門溫度分級(jí)”的規(guī)定， 閥門工作溫度在一254 (液氫）?-101℃ (乙烯）這 一溫度區(qū)域的為“超低溫閥門”；閥門工作溫度在 一 100?一30℃ 這一溫度區(qū)域的為“低溫閥門”•
大部分低溫介質(zhì)是有毒、有害、易燃、易爆和能致人傷亡等的危險(xiǎn)介質(zhì)。設(shè)計(jì)和選用低溫閥門要考慮諸多因素，它涉及低溫閥門材料選用的要求、低溫閥門的特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和低溫閥門的檢驗(yàn)及試驗(yàn)，包括 低溫閥門的低溫密封試驗(yàn)等。
2低溫閥門材料的選用
1鋼在低溫時(shí)的破壞形式
低溫閥門用的金屬材料為低溫鋼或低溫合金。低溫鋼是使用在低溫介質(zhì)中的鋼，低溫介質(zhì)及所對(duì)應(yīng)的溫度。
低溫鋼（低溫用鋼）與常溫用鋼及高溫鋼不同， 在低溫狀態(tài)下鋼的塑性減小及韌性顯著降低，當(dāng)溫度降至某一臨界值以下，即“冷脆性轉(zhuǎn)變溫度”下，鋼材將*失去韌性，發(fā)生無前兆性的“脆性斷裂”。 所以，低溫鋼質(zhì)量的好壞，在很大程度上取決于使用 溫度下鋼的沖擊韌性的大小。
斷裂力學(xué)指出：鋼材的屈服應(yīng)力曲線qy與斷裂 應(yīng)力曲線qf有一交點(diǎn),對(duì)應(yīng)于該交點(diǎn)的溫度Tc稱為“冷脆性轉(zhuǎn)變溫度”。當(dāng)溫度高于Tc時(shí)，屈服應(yīng)力小于斷裂應(yīng)力，材料在應(yīng)力的作用下發(fā)生屈服，產(chǎn)生塑性變形，隨著變形的進(jìn)行材料中的流變應(yīng)力，即材料屈服后繼續(xù)變形的變形抗力不斷上升，直到達(dá)到斷裂應(yīng)力時(shí)發(fā)生塑性斷裂。當(dāng)溫度低于Tc時(shí)，情況則相反，斷裂應(yīng)力小于屈服應(yīng)力，鋼材在應(yīng)力作用下，首先達(dá)到斷裂應(yīng)力，發(fā)生脆性斷裂。因此，溫度Tc是材料由塑性斷裂到脆性斷裂的“臨界溫度”，稱之為“冷脆性轉(zhuǎn)變溫度”。降低鋼的“冷脆性轉(zhuǎn)變溫度”就能有效地改善其低溫韌性，所以，可以說低溫鋼就是“冷脆性轉(zhuǎn)變溫度”較低的鋼。
21.2.2低溫鋼及低溫鋼的沖擊韌性
(1) 低溫沖擊試驗(yàn)
(2) 低溫材料性能
（3）管道部件用碳鋼和低合金鋼鍛件性能
熱處理——除LF787以外的其他所有的鋼種的鍛件，應(yīng)按下列工藝規(guī)范進(jìn)行正火或正火加回火或淬火加回火后提供。LF787的“類別3”級(jí)鋼只能在淬火加沉淀時(shí)效熱處理后使用。
沉淀時(shí)效熱處理——將鍛件加熱到870～940℃，
保溫到足夠長(zhǎng)的時(shí)間使溫度*均勻，均勻熱處理時(shí)間應(yīng)不低于l/2h，然后將鍛件浸入適當(dāng)?shù)囊簯B(tài)介質(zhì)中淬火；隨后將鍛件再加熱至540～665℃，保溫時(shí)間應(yīng)不低于l/2h,然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s。
(4)硬度試驗(yàn)
ASTMA350/A350M—2004b標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定[標(biāo)準(zhǔn)中的7.1.2.1指出：“如果熱處理是在連續(xù)加熱爐或批次熱處理爐中進(jìn)行，且溫度控制在規(guī)定的熱處理溫度的±25°F (±14℃)范圍內(nèi)，并配有記錄儀以獲得整個(gè)熱處理的記錄”］，每一批或每一次連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品中至少取2個(gè)鍛件（只生產(chǎn)1個(gè)鍛件的除外）進(jìn)行硬度試驗(yàn)，以確保力學(xué)性能熱處理之后，鍛件的硬度不大于197HB。并應(yīng)按照ASTM A370標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硬度進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)只生產(chǎn)1個(gè)鍛件時(shí)，應(yīng)對(duì)該鍛件進(jìn)行硬度試驗(yàn)，以確保其滿足本規(guī)范規(guī)定的硬度不大于197HB 的要求。買方可以在鍛件的任何部位進(jìn)行試驗(yàn)以驗(yàn)證鍛件是否滿足該硬度要求，但是此類試驗(yàn)不能損害鍛件的使用性。
3低溫閥門用鋼
（1）—254 (液氫）～一101℃ (乙烯）“超低溫閥門”用鋼
(2) -100～-30℃～“低溫閥門”用鋼
用于這一溫度區(qū)的閥門材料，有別于“超低溫閥門”級(jí)用的材料，它除了可用奧氏體不銹鋼外，也可以選用金相組織為鐵素體和馬氏體的低溫鋼。在這一 溫度區(qū)域中的低溫閥門，其與低溫介質(zhì)接觸的主要零部件，根據(jù)多年生產(chǎn)低溫閥門的經(jīng)驗(yàn)，可以不做深冷處理（如果技術(shù)協(xié)議要求要做深冷處理時(shí)，執(zhí)行技術(shù)協(xié)議)。適用于“低溫閥門” (-100?一30℃)的主 體材料有低溫奧氏體不銹鋼和低溫承壓件用鐵素體和馬氏體鋼。ASTMA352標(biāo)準(zhǔn)中的材料，雖然材料的初級(jí)價(jià)格較低，但是其冶煉時(shí)化學(xué)成分必須有可靠且要求十分嚴(yán)格的工廠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。其熱處理工藝復(fù)雜，需要多次做調(diào)質(zhì)處理，方能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的低溫沖擊韌性的要求，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。低溫沖擊籾性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，決不允許投料作低溫鋼使用，否則會(huì)造成重大的質(zhì)量隱患。因此，只有在生產(chǎn)批量大，并且可成爐冶煉時(shí)才采用，而在一般情況下應(yīng)該選用安全性可靠的奧氏體不銹鋼。低溫閥門不論是一 100? 一46℃的“低溫閥門”還是-254～一101℃的“超低溫閥門”選用奧氏體不銹鋼安全、可靠。
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