通常把工作温度低于-29℃的安全阀称为低温安全阀,在LNG、LPG、乙烯、空分等行业领域中,低温安全阀得到了广泛应用。
低温应用技术对于安全阀而言是一项重要的技术领域。在低温装置中,安全阀的工作条件要比常温安全阀恶劣很多,且工作介质常为易燃、易爆、渗透性强的物质。因此,其设计、制造、试验与普通安全阀有很大区别,也提出了更严格的要求。常用低温流体的饱和温度见表3⁃3。
低温安全阀必须选择合适的材料,当应用于液氧这一类的介质时,由于其危险性必须保证材料的清洁无油,因而需在合适的环境中对阀门进行脱脂清洗。
表3⁃3 常用低温流体的饱和温度
低温安全阀一般用于热膨胀及过程控制系统,阀门类型主要为弹簧直接载荷式安全阀和先导式安全阀。
(1)低温弹簧直接载荷式安全阀 其特点如下:
1)安全阀在阀体、阀芯、导向、泄出等方面的结构设计上均应满足低温安全阀工况的基本要求,从零件材质(包括金属及非金属材质)、零部件低温处理、阀门低温检验等方面开展相关工作。
2)结合具体低温工况,确定阀门的最低使用温度对材料的韧性、组织稳定性及焊接性能等特性的影响,选择合适的低温零部件材料。在工作温度下,材料不能产生低温脆性破坏,同时还应考虑介质的腐蚀性等要求。在低温状态下出现低温脆性的材料,会影响阀门的使用性能,在使用这类材料制作阀门零件时,应当进行相应温度下的低温冲击试验。
3)当使用温度低于-101℃时,在阀瓣和阀座密封面堆焊后应进行深冷处理。(www.xing528.com)
4)为适用某些应用介质及工况对于安全阀的清洁度要求,安全阀应当进行脱油处理。
5)为保证阀门的密封性能,可采用软密封副的密封形式。
(2)低温先导式安全阀 先导式安全阀可以消除安全阀的出口背压影响,避免使用波纹管等压力平衡元件,并且具有良好的密封性能,近年来在低温介质领域获得了越来越广泛的应用。
受先导式安全阀自身的结构特点局限,由于其内部密封元件大量的使用了橡胶O形圈,所以适用的温度范围受到了限制,普通先导式安全阀工作温度范围通常在-50~260℃,不能用于低温工况。因而低温先导式安全阀应运而生,如图3⁃23所示。
低温先导式安全阀的特点如下:
1)主阀动密封采用特殊设计。在低温工况下,橡胶材料因脆化而失去作用,无法作为密封圈材料,故一般使用塑料密封圈作为主阀的动密封。
2)导阀一般选用非流动的形式,非流动型导阀可避免水合物的生成以及固体颗粒对于导阀动作性能的影响,防止在排放时低温流体流过导阀所产生的不利影响。
图3⁃23 低温先导式安全阀(Safety System公司)
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