BOG介质用低温球阀DQ41F-16P 产品介绍

在液化天然气（LNG）产业链中，无论是大型接收站、液化工厂，还是运输船和加注站，安全高效地处理蒸发气（Boil-Off Gas, BOG）都是核心环节。BOG温度极低（通常在-162℃至-110℃之间），且具有易燃易爆特性，这对输送管路上的关键控制元件——阀门提出了极其严苛的要求。DQ41F-16P型低温法兰球阀正是为应对这一挑战而精心设计的专业阀门，其 的低温密封性能、可靠的操作稳定性和优异的材料耐性，成为BOG管路系统安全运行的坚实保障。

一、匠心选材：构筑超低温可靠性的基石

DQ41F-16P深谙低温工况对材料的特殊要求，关键部件均选用经过特殊工艺处理的 材料，确保在-196℃的 环境下仍能保持优异的力学性能和密封完整性：

1. 阀体与阀盖：

   • 主体材质：   ASTM A351 CF8M (相当于SUS316) 奥氏体不锈钢铸造。CF8M材料在超低温下具有极低的韧脆转变温度、良好的抗冲击韧性及优异的耐腐蚀性能，是低温阀门的 。

   • 处理工艺： 铸件经过精密的 深冷处理（Cryogenic Treatment）。将零件缓慢冷却至-196℃（液氮温度）并保温足够时间，再缓慢回温。此工艺能有效稳定奥氏体组织，减少残余应力， 程度避免低温下的尺寸变化和潜在脆性风险，显著提升材料的低温韧性。

2. 球体：

   • 核心材质： 同样采用 ASTM A351 CF8M (SUS316) 不锈钢锻造或精密铸造而成。锻件通常具有更致密、更均匀的内部结构，机械性能更优。

   • 表面强化： 球体表面通常进行 超硬镀层处理（如镀硬铬Cr）或超音速喷涂（如碳化钨WC）。这大幅提升了球体表面的硬度（HRC可达65以上）、耐磨性和耐腐蚀性，有效抵抗介质冲刷和颗粒磨损，确保长期使用后仍能维持 的球形和超低的摩擦系数，是实现零泄漏的关键。

3. 阀座与密封：

   • 阀座基体： 采用 增强型聚四氟乙烯（RTFE, Reinforced PTFE）或改性聚三氟氯乙烯（PCTFE） 等高分子材料。这些材料在超低温下仍能保持良好的弹性和极低的冷流变形特性。

   • 弹性元件： 阀座背后通常设计有 不锈钢（如SUS316）弹簧或碟簧 提供持续的初始预紧力。即使在温度剧烈变化导致材料收缩时，弹簧也能补偿收缩量，确保阀座始终紧密贴合球体，维持可靠的密封。

   • 辅助密封： 阀杆填料常用 柔性石墨（Flexible Graphite） 或 PTFE V型组合填料。柔性石墨在低温下具有良好的自润滑性和极低的渗透率，密封效果持久可靠。阀杆与阀体间的静密封通常采用 不锈钢缠绕垫片（带石墨或PTFE填充） 或 金属O型圈。

4. 阀杆：

   • 材质： 采用 ASTM A182 F316 (SUS316) 不锈钢锻棒加工。F316具有优良的强度、韧性和耐腐蚀性。

   • 关键设计： 阀杆下部通常设计有 防吹出结构（如阶梯轴肩），确保即使在内部异常高压下，阀杆也不会被介质压力推出阀体，保障操作安全。

5. 长颈阀盖 (关键特征！)：

   • 材质： ASTM A351 CF8M (SUS316) 铸造。

   • 核心作用： 这是低温阀门区别于常温阀门的最显著标志。其 长颈设计（长度根据使用温度 计算，通常≥250mm）将填料函区域有效地延伸至远离超低温流体的位置。这使得：

     • 填料函和操作机构处于环境温度或接近环境温度（通常在0℃以上）。

     • 避免填料因低温冻结而失效，确保阀杆操作的灵活性和密封的可靠性。

     • 防止阀杆表面结霜或结冰，保证操作安全，保护操作人员。

   • 内部结构： 长颈内部通常填充有 绝热材料（如微珠玻璃），进一步减少冷量向上传递。

二、精工细作：内部核心零件的 设计

DQ41F-16P的内部结构设计精密，每一个零件都针对低温工况进行了优化：

1. 球体： 精密加工，球形度误差极小，表面光洁度高（通常Ra≤0.4μm）。与阀座配合形成严密的密封线。通常为 固定球设计（Trunnion Mounted），球体由上下阀杆轴承支撑，大大降低操作扭矩，提高阀门稳定性，尤其适用于较高压力和较大口径。防火设计：在火灾情况下，当软密封失效后，金属阀座（如有设计）或球体与金属支撑圈能形成 道金属-金属密封（Fire Safe Design）。

2. 阀座组合：

   • 主密封阀座： 由特殊配方的PTFE/PCTFE材料制成，嵌入金属阀座支撑圈内。支撑圈通常为SUS304/316。

   • 弹簧加载系统： 安装在阀座后部的多组不锈钢弹簧，提供恒定且可调节的初始密封比压。这是补偿低温收缩、保证密封持久有效的核心机制。

3. 阀杆：

   • 防静电设计： 内部集成 防静电装置（通常为弹簧加载的钢球/柱塞结构），确保球体、阀杆与阀体之间形成连续的导电通路（电阻通常要求≤10Ω），及时导走操作摩擦产生的静电荷，杜绝因静电火花引发爆炸的风险。

   • 防火设计： 在填料函下方设有 防火石墨垫 或特殊金属密封结构，当软填料烧毁后，能有效阻止介质大量外泄。

   • 低摩擦设计： 与填料接触部分表面硬化处理，降低摩擦，延长填料寿命。

4. 轴承系统：

   • 阀杆轴承： 在阀杆与阀盖、阀体接触处设置 自润滑轴承（如PTFE复合材料轴承或青铜石墨轴承），显著降低启闭扭矩，提高操作平顺性和使用寿命。

5. 填料压盖： 通常为 活载式（Live Loading） 设计，采用碟簧组提供恒定压紧力，自动补偿填料因温度变化或长期使用产生的蠕变松弛，保持密封的持久性。

三、严苛工况：为BOG应用而生

DQ41F-16P 专为处理低温液化气体及其蒸发气（BOG）而设计，其适用工况明确而严苛：

1. 介质：

   • 液化天然气（LNG）及其蒸发气（BOG）。

   • 液化石油气（LPG）。

   • 液氧（LOX）、液氮（LIN）、液氩（LAR）、液态二氧化碳（LCO2）。

   • 乙烯、液氨等其它工业低温液体及其气体。

   • （注意：具体适用介质需根据阀门实际材质和密封材料确认）。

2. 温度范围：

   • 核心适用区： -196℃ ~ +80℃。设计重点保障在-46℃ (Class I) 至 -196℃ (Class VI) 的超低温区间内安全可靠运行。

   • 长颈阀盖设计确保操作机构始终处于接近环境温度的安全范围。

3. 压力等级：

   • 公称压力： PN16 (Class 150)。表示在常温（≤120℃）下的 允许工作压力为1.6MPa (16bar)。

   • 低温压力： 阀门在低温下的实际允许工作压力需要根据介质温度，参照相关标准（如ASME B16.34附录）进行 压力-温度额定值（P-T Rating） 的修正。温度越低，材料许用应力下降，低温下的 允许工作压力通常低于PN16。

4. 连接方式： 法兰连接（RF 突面法兰），符合 GB/T 9113, HG/T 20592 (国标) 或 ASME B16.5 (美标) 等标准，确保与管道的可靠密封和安装便利。

5. 驱动方式： 可配置 手动操作（蜗轮蜗杆减速箱、手柄）、气动执行器、电动执行器 或 液动执行器。在需要快速切断或远程控制的BOG管路中，气动或电动执行器是常见选择。

6. 关键性能要求：

   • 超低泄漏率： 符合 ISO 15848-1 或 MESC SPE 77/312 等严苛的微泄漏标准（通常要求达到A级或AA级），或满足 GB/T 24925《低温阀门技术条件》的泄漏要求。

   • 超低操作扭矩： 优化的轴承系统和低摩擦设计，即使在低温下也能保持平稳、轻便的操作。

   • 防火安全： 符合 API 607, API 6FA, ISO 10497 等防火试验标准。

   • 防静电： 符合 BS 6364, ISO 28921 等标准要求。

   • 长寿命与免维护性： 耐磨设计、 材料和精密制造，确保在苛刻工况下的长使用寿命和低维护需求。

四、应用场景：守护LNG产业链的关键节点

DQ41F-16P低温球阀凭借其 性能，广泛应用于LNG产业链的各个环节：

1. LNG接收站： BOG回收系统（压缩机进出口）、LNG卸料臂、LNG储罐进出口管线、LNG高压输送泵进出口、再冷凝器前后管线、LNG气化器进出口、火炬系统等。

2. LNG液化工厂： 原料气预处理、液化单元（冷箱进出口）、LNG储罐、BOG处理系统、制冷剂回路。

3. LNG运输船（LNGC）： 货舱围护系统（液货舱进出口、喷射器、蒸发气处理管路）、货物装卸系统（装卸臂连接）。

4. LNG加注站（岸基与船对船）： LNG储罐、LNG加注臂/软管、BOG回收或处理系统。

5. 工业气体： 大型空分装置（液氧、液氮、液氩储运及管道）、液态二氧化碳储运系统、低温化工流程。

五、选择与使用要点

• 选型： 务必提供详细的介质成分、 工作温度、 工作压力（常温及低温）、连接标准、阀门功能（开关或调节）、驱动方式、防火防静电要求等参数。

• 专业制造与认证： 选择具有完善低温阀门设计制造能力、严格质量控制体系（如ISO 9001、PED、TSG）并通过 机构低温型式试验（符合GB/T 24925、BS 6364、ISO 28921等）的供应商。

• 规范安装：

  • 确保管道清洁无异物。

  • 阀门安装位置应便于操作和维护，阀杆尽量垂直向上。

  • 严格按照力矩要求紧固法兰螺栓，采用交叉对称拧紧方式。

  • 长颈阀盖方向通常要求垂直于水平管道。

  • 管路系统应充分考虑冷收缩补偿（如膨胀节）。

• 维护保养：

  • 定期检查阀杆填料泄漏情况，活载设计可方便地补充压紧力。

  • 操作阀门应平稳，避免急速启闭产生水击。

  • 长期不操作的阀门，应定期进行开关动作以防卡涩。

  • 库存备用阀门应处于全开或全关状态（按厂家说明），并保持干燥通风。

结语

DQ41F-16P低温球阀是深冷工程领域，特别是LNG产业链中处理BOG等超低温介质不可或缺的关键设备。其精心选材（如CF8M深冷处理）、精密制造的核心部件（固定球、弹簧加载阀座、长颈阀盖）、以及针对超低温严苛环境（-196℃）的专业设计（防火、防静电、低扭矩、低泄漏），共同构筑了 的可靠性和安全性。在保障国家能源安全、推动清洁能源利用的宏大背景下，选择符合国际国内严苛标准的 DQ41F-16P低温球阀，意味着选择了对工艺流程安全、高效、长周期稳定运行的坚实承诺。持续的技术创新与严格的品质管控，正推动着国产高端低温阀门在LNG等战略领域实现更广泛的安全自主可控。