低温球阀是专门设计用于极低温度工况的特殊阀门，在液化天然气(LNG)、空分、低温化工等工业领域扮演着关键角色。
第一步：明确核心工况参数(选型基础)
这是选型的起点，必须由工艺专业准确提供。
介质与温度：
具体介质： 是 LNG(液化天然气)、液氮、液氧、液氩、液态二氧化碳，还是其他低温化工流体？
最低工作温度(设计温度)： 这是最关键参数之一。 必须明确系统可能达到的最低温度，而不仅仅是常规运行温度。这决定了材料的低温等级。
温度波动范围： 介质温度是否频繁变化？剧烈的热循环会对材料和密封产生疲劳应力。
压力参数：
最大工作压力(MWP)： 阀门需要承受的最高压力。
设计压力： 根据系统安全规范确定，通常高于最大工作压力。
压差(ΔP)： 阀门关闭前后的压力差，影响阀座密封的设计和驱动扭矩。
管道与连接：
管道尺寸(DN/NPS)： 公称通径。
连接方式： 法兰式(RF、RJ)、对焊端(BW)、螺纹连接等。低温工况下，对焊连接因密封可靠、强度高而被广泛采用。
法兰/管道标准： ANSI、DIN、GB、JIS 等。
第二步：关键设计与材料选择(选型核心)
基于工况参数，选择阀门的具体配置。
阀体与关键部件材料：
核心原则： 所有与低温介质接触的金属材料必须在设计温度下保持良好的韧性，防止低温脆裂。
首选材料： 奥氏体不锈钢，如 ASTM A351 Gr. CF8 (304) / CF8M (316) / CF3M (316L)。其低温韧性极佳。
重要提示： 对于液氧(LOX)、富氧介质，必须选择禁油脱脂处理的阀门，所有材料需与氧兼容，防止燃爆风险。
阀杆、螺栓等： 需采用低温合金钢，如 ASTM A320 Gr. B8 / L7 等。
“长颈阀盖”设计(关键特征)：
目的： 将填料函区域延长，使其远离低温介质，保持填料在接近环境温度下工作。
选型要点： 根据设计温度和口径确定颈长。温度越低、口径越大，所需的颈长通常越长(常见有150mm, 250mm, 400mm等规格)。必须确保其长度足够，否则填料会冻结，导致操作失灵或泄漏。
密封系统：
阀座密封： 通常采用 PTFE(聚四氟乙烯)或增强型PTFE(如RPTFE, PCTFE)。它们具有优异的低温弹性、自润滑性和低摩擦系数。需考虑介质的渗透性和密封的耐久性。
防火安全： 如果工况有潜在的火灾风险，必须选择符合 API 607/API 6FA 标准的防火型球阀。火灾时，软密封烧毁后，金属密封副能起到临时密封作用。
防静电设计： 确保球体与阀杆、阀体之间导电，避免因介质高速流动产生静电积累。这是安全标准要求。
操作方式：
手动： 适用于不常操作或作为隔离阀。必须配备加长杆，使手轮位于保冷层之外，便于操作。
气动/电动/液动： 用于需要频繁开关、远程控制或紧急切断的场合。执行机构本身应考虑低温环境的影响(如空气结冰)，可能需要加热或特殊设计。
第三步：特殊需求与辅助考虑(选型完善)
保冷(隔热)要求：
保冷层厚度： 根据项目规定的保冷设计，确认阀门长颈阀盖和驱动装置是否有足够的空间被包裹在保冷层内。
保冷夹套： 对于需要维持极低冷量损失或防止外部热量传入的工况(如液氢)，可考虑带真空夹套或冷却剂夹套的阀门。
安装与维护：
阀体结构： 顶装式球阀允许在线维护和更换阀芯，非常适合不能轻易停车的关键管线，但成本较高。侧装式为传统结构，经济性好。
流向： 大多数球阀双向密封，但需确认制造商是否有特殊建议。
空间要求： 考虑阀门全开/全关时，包括执行机构在内的操作空间。 |
