超低溫蝶閥主要應(yīng)用于液化天然氣和液氮等管路系統(tǒng)，控制管路啟閉或調(diào)節(jié)設(shè)備。針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)超低溫閥門的需求及其產(chǎn)品基本上依賴于進(jìn)口的狀況，研制了一種新型超低溫蝶閥。產(chǎn)品采用了雙偏心結(jié)構(gòu)和彈性金屬密封結(jié)構(gòu)，雙偏心結(jié)構(gòu)可大幅度消除蝶閥啟閉過(guò)程中蝶板與密封圈不必要的過(guò)度擠壓和刮擦等現(xiàn)象，彈性金屬密封結(jié)構(gòu)可有效地補(bǔ)償溫度變化帶來(lái)的變形影響，兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可有效地提高超低溫工況下蝶閥的密封性能。

(1)超低溫雙偏心蝶閥密封結(jié)構(gòu)

　　在超低溫工況下，軟密封材料會(huì)發(fā)生冷脆等不良現(xiàn)象，使密封結(jié)構(gòu)失效。超低溫蝶閥采用彈性金屬密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓控制壓環(huán)位置調(diào)整彈性金屬密封圈的壓縮量以滿足密封要求。其中彈性金屬密封圈為關(guān)鍵零件，它由外層、內(nèi)層以及內(nèi)部彈簧組成，外層的主要材料為銅，具有良好的硬密封性能，內(nèi)層主要材料為適合超低溫應(yīng)用環(huán)境的不銹鋼，保證密封件具有一定的剛度。內(nèi)部彈簧使密封件具有一定的彈性，可以很好地減小溫度變化帶來(lái)的材料熱脹冷縮對(duì)密封性能產(chǎn)生的影響。

(2)超低溫雙偏心蝶閥材料選擇

　　在低溫條件下，金屬材料的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低，呈現(xiàn)出不同程度的低溫冷脆現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到蝶閥的性能和安全。為了防止材料在低溫下的脆斷，閥體和蝶板等承壓零部件采用奧氏體不銹鋼(如304L、316、316L等，其中316L的穩(wěn)定性最好，沒(méi)有明顯的低溫冷脆臨界溫度，在低溫條件下，仍能保持較高的韌性，因此閥體和蝶板等承壓部件選用316L材料。

超低溫雙偏心蝶閥試驗(yàn)

　　參照BS6364、JB/T7749等相關(guān)低溫閥門試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，搭建了超低溫蝶閥試驗(yàn)裝置，通過(guò)減壓閥和截止閥等組合操作對(duì)蝶閥的密封性能進(jìn)行測(cè)試。在試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)熱電偶監(jiān)測(cè)閥體、閥蓋及蝶板等部位的溫度，達(dá)到試驗(yàn)溫度要求后，用低溫測(cè)試介質(zhì)氦氣進(jìn)行蝶閥的密封性能試驗(yàn)。

蝶閥低溫試驗(yàn)裝置原理

　　在雙偏心蝶板、密封結(jié)構(gòu)以及閥門主要零件選用材料等方面研究成果的基礎(chǔ)上，研制了DN300-PN10超低溫雙偏心蝶閥，并在試驗(yàn)裝置上用氦氣對(duì)該閥分別進(jìn)行常溫與液氮工況下的密封性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明DN300-PN10超低溫雙偏心蝶閥常溫下的泄漏量小于16ml/min。在液氮超低溫工況下，該閥泄漏量小于100ml/min。

蝶閥低溫總結(jié)

　　通過(guò)雙偏心蝶板幾何關(guān)系研究，提出的數(shù)值計(jì)算公式，結(jié)合密封結(jié)構(gòu)中所需的密封件壓縮量以及綜合考慮雙偏心蝶板產(chǎn)生的附加靜水力矩等方面因素，可以較好的確定雙偏心蝶板的結(jié)構(gòu)尺寸。提出的彈性金屬密封結(jié)構(gòu)可以較好地減少溫度變化帶來(lái)的材料熱脹冷縮對(duì)密封性能產(chǎn)生的影響。選用的316L材料作為閥體、蝶板等零件材料應(yīng)用于超低溫工況是適宜的。研制的DN300-PN10超低溫雙偏心蝶閥的密封性能達(dá)到了ANSI/FCI70-2中Ⅵ級(jí)以及JB/T7749中低溫蝶閥對(duì)密封性能的要求。