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进口电动低温球阀-美国罗伯逊ROBERTSON

进口电动低温球阀-美国罗伯逊ROBERTSON

美国罗伯逊ROBERTSON进口电动低温球阀,是一款专为深冷及超低温介质工况设计的高性能切断与调节阀门。该产品由美国ROBERTSON集团原厂设计制造,依托品牌承袭的百年工业技术积淀,致力于为空分设备、液化天然气(LNG)接收站与液化工厂、液化石油气(LPG)储运系统、乙烯装置、液氧液氮液氩输送、超导冷却、生物医疗及航天燃料管路等行业提供安全可靠的超低温流体自动化控制方案。 工作温度低于-29℃的阀门称为“低温阀门”,低于-100℃的称为“超低温阀门”。该产品严格遵循GB/T 24925《低温阀门技术条件》、ASME B16.34、API 608、BS 6364及MSS SP-134等国内外低温阀门标准设计制造。阀门采用浮动式或固定式球体结构,通过执行机构驱动球体旋转90°即可实现介质的通断与流向切换。阀门标配长颈阀盖结构,将填料函与低温介质物理隔离,确保填料密封在极端低温下依然可靠,同时可缠绕保冷材料防止冷能损失。阀门设有自动泄压装置,当阀门关闭时中腔通道内低温液体气化产生高压时,能够自动排出高压气体,确保阀门及管线的安全运行。 阀门公称通径覆盖DN15至DN600,公称压力覆盖PN16至PN420(Class150至Class2500),适用温度可达-196℃及以下。阀体材质覆盖超低碳奥氏体不锈钢(CF8/CF8M)、低温碳钢(LCB/LCC/LC3)等,所有与介质接触的零部件均经过严格的深冷处理工艺,有效消除材料在超低温环境下的奥氏体向马氏体相变风险,防止阀体脆裂。密封材料根据工况可选PCTFE(聚三氟氯乙烯)、PTFE、PEEK或金属密封,主密封采用进口PCTFE密封材质,在-196℃超低温环境下仍保持优异的机械强度与密封性能,实现零泄漏密封。 在阀门基础上,该产品标配角行程电动执行机构,支持开关型及调节型控制模式,可实现远程自动化操作、精确开度调节,无缝适配DCS/PLC控制系统。电动执行机构配备防爆等级ExdII BT4/ExdII CT6可选,广泛适用于LNG接收站、空分装置及石油化工等易燃易爆危险区域。 在中国市场,美国ROBERTSON由其在华全资子公司——罗伯逊机械(厦门)有限公司独立运营并提供全程技术支持与本土化服务,确保每一台阀门从选型、安装到运行维护都能得到专业可靠的技术保障。

产品特点
技术参数
可选配置


1. 长颈阀盖结构,填料密封保护周全

阀门采用加长阀盖结构,形成一个具有足够气柱长度的低温隔离区。阀盖长颈部分有效隔离低温介质对填料的影响,保持填料的工作温度在0℃以上,有效防止填料因工作温度过低而造成密封性能降低甚至密封失效,同时方便对阀门缠绕保冷材料,防止冷能损失。长颈结构保证了保冷施工的空间,使填料压盖位于保冷层外,添加填料及紧固压盖螺栓时,无须损坏保冷层。阀盖长颈长度按照使用温度和保冷材料厚度选择,介质温度越低、口径越大,颈长越长。根据GB/T 24925标准规定,低温阀门的阀盖应设计成便于保冷的长颈阀盖结构,以保证填料函底部的温度保持在0℃以上

2. 滴水板设计,保温效果提升

阀门在填料函下部长颈部分设计有滴水板(也称为隔温板),焊在长颈部位。滴水板的主要作用:①支持保温材料;②提高保温效果,可以有效减缓阀体温度向填料及阀杆上端的传递,进一步保证填料部位和阀杆上部零件的温度在0℃以上。滴水板设置在保冷层的外侧时,还可以防止冷凝水滴落到保冷层及阀体上部,保护保冷层并防止冷量流失

3. 深冷处理工艺,超低温工况稳定可靠

所有与介质接触的零部件(阀体、球体、阀杆、阀盖等)在精加工前均经过严格的深冷处理工艺:将粗加工后的零件置于液氮(-196℃)冷却介质中浸放,当零件温度达到-192℃时开始保温1-2小时,然后取出自然升温至室温,重复循环2次,确保材料的稳定性。深冷处理可有效解决材料在超低温条件下形变的问题,防止材料产生低温脆性,消除材料内应力及残余奥氏体,从而保证低温阀门密封性能

4. 进口PCTFE密封,超低温零泄漏

主密封采用进口PCTFE(聚三氟氯乙烯)密封材质。PCTFE在-196℃超低温环境下仍保持优异的机械强度与低热膨胀系数,是深冷工况密封的首选材料。在-46℃以下深冷工况中软密封圈必须采用PCTFE材料,以确保密封的可靠性。配合双层阀杆填料与对压碟型弹片装置,增强阀杆的密封性能,防止介质泄漏。阀门密封性能可满足ANSI VI级最高密封标准

5. 自动泄压与防静电设计,运行安全可靠

阀门在球体出口位置设置自动泄压装置,采用进口卸压出口密封设计,有效防止了由于温度变化可能造成的中腔异常升压,确保了阀门及管线的安全运行。对于易燃易爆介质,阀门内置防静电设计,在阀杆与球体、球体与阀体之间设置导电通路,可有效导出摩擦产生的静电。阀杆采用防吹出结构设计,有效防止腔内压力异常升高而迫使阀杆飞出造成事故

6. 双层阀杆填料与对压碟型弹片装置

阀门采用双层阀杆填料与对压碟型弹片装置,增强阀杆的密封性能,防止介质泄漏。组合式低泄漏填料,辅助唇形密封结构,安全可靠。活载阀杆密封确保阀杆填料上的正负载,延长密封完整性。此外还提供泛塞密封或波纹管密封结构选项,通过波纹管的变形来吸收介质压力和温度变化引起的变形,保持密封性能的稳定

7. 全通径设计,流体阻力极小

阀门采用全通径或缩径设计,流道与管道内径一致,球阀开启时流道完全畅通,球体与介质流动方向平行,是所有阀类中流体阻力最小的一种。同口径下流通能力远高于闸阀和截止阀,无扰流、无显著压降,特别适合对流速和压降有严格要求的深冷管路系统

8. 启闭迅速,90°旋转操作

球体只需旋转90°即可完成全开或全关动作,启闭速度快,可大幅缩短操作时间。流量特性为近似快开特性,球体可在0°-90°范围内任意角度定位,兼具良好的流量调节功能,适用于需要频繁启闭或调节的工况。

9. 防吹出阀杆设计,使用安全

阀杆采用防吹出结构设计,从根本上杜绝了阀杆在压力波动下从阀体中冲出的风险,保证使用安全。阀杆选用特殊材质,强度好,且可承受高低温交叉变化产生的影响

10. 防火防爆双重保障

阀门具备防火防静电结构,确保管线使用安全可靠。电动执行器采用ExdIIBT4级防爆设计,适配易燃易爆环境。防爆壳体采用硬质铝合金,经阳极氧化处理和聚酯粉末涂层,耐腐蚀性强。符合GB 3836系列及ATEX防爆认证要求。

11. 智能电动控制,远程操作高效精准

阀门配装角行程电动执行机构,采用90°角行程设计,适用于球阀等90°回转阀门。支持开关型(远程开关控制)和调节型(4-20mA模拟信号控制)。执行器接收4-20mA控制信号,实现阀门开度0-90°精准调节,控制精度高,基本误差≤±1%,回差≤1%,死区≤1%。内置伺服放大器,输入信号及电源即可自动控制运转,可无缝适配DCS/PLC控制系统。

12. 多重安全保护,运行稳定可靠

电动执行机构具备过热保护、过载保护、缺相保护、堵转保护等多重安全保护功能。执行器壳体为硬质铝合金,经阳极氧化处理和聚酯粉末涂层,耐腐蚀性强。手动结构配备手轮设计,保证断电时安全可靠的应急操作。采用半自动手电动切换机构,不通电时可通过离合器手柄切换至手动模式,通电时离合器自动复位。

13. 多种阀体材质,工况适配全面

阀体材质覆盖超低碳奥氏体不锈钢(CF8/CF8M/304L/316L)、低温碳钢(LCB,适用于-46℃;LC3/LCC,适用于-101℃及以下)等多种材料,可根据介质腐蚀性等级及温度等级灵活选配。密封面可选用金属硬密封或软密封,满足从常温到-196℃深冷的各种工况需求。

14. 多种连接方式,安装灵活

连接方式支持法兰式(RF/FF)、焊接式(BW/SW)及螺纹式(小口径)等多种形式,满足从深冷到常温、从低压到高压、从普通管道到特殊工艺管线的多种安装需求。法兰连接符合ASME B16.5、GB/T 9124等标准,焊接连接符合ASME B16.25标准

15. ISO 5211标准接口,执行机构互换性强

阀体顶部安装法兰符合ISO 5211国际标准高平台直装设计,适配多种品牌和型号的角行程电动执行机构,便于现场升级和维护。直接安装方式减少了中间支架连接,降低了故障概率,提高了系统的整体可靠性。

参数项 技术指标
产品型号 DQ941F(法兰连接)/ DQ961F(对焊连接)/ DQ911F(螺纹小口径)
公称通径 DN15 ~ DN600(1/2英寸 ~ 24英寸)
公称压力 PN16 ~ PN420(1.6MPa ~ 42MPa);Class150 ~ Class2500
适用温度 -196℃ ~ +121℃(深冷型,PCTFE密封)/ -46℃ ~ +150℃(低温型,PTFE密封)
阀体材质 超低碳奥氏体不锈钢:CF8/CF8M、304L/316L(适用于-196℃及以下);低温碳钢:LCB(适用于-46℃)、LC3/LCC(适用于-101℃);不锈钢CF8/CF8M(适用于腐蚀性低温介质)
球体材质 不锈钢304/316/316L,整体硬化处理
阀杆材质 不锈钢A182 F304、A182 F316、17-4PH,防吹出结构设计,耐低温交叉变化
密封面材质 进口PCTFE(聚三氟氯乙烯,适用于-196℃)、PTFE/RPTFE、PEEK、金属硬密封(堆焊司太立合金)
密封填料 双层阀杆填料、对压碟型弹片装置、组合式低泄漏填料、唇形密封结构
泄漏等级 软密封:零泄漏(ANSI VI级);金属密封:符合GB/T 4213标准
连接方式 法兰连接(RF/FF,ASME B16.5/GB/T 9124标准)、对焊连接(BW,ASME B16.25标准)、承插焊(SW)、螺纹连接(NPT/BSP)
结构长度 ASME B16.10、GB/T 12221
球体结构 浮动式球体(DN15~DN200)/ 固定式球体(DN200~DN600)
流量特性 近似快开特性
动作范围 0 ~ 90°(开关型)/ 0 ~ 90°连续可调(调节型)
驱动方式 角行程电动执行机构(开关型/调节型/防爆型)
执行机构电源 AC220V 50Hz(标配单相)、AC380V 50Hz(三相)、DC24V
执行机构输出力矩 50N·m ~ 3000N·m(根据阀门口径及压力等级选配)
控制方式 开关型:无源干触点开关控制;调节型:4-20mA DC / 1-5V·DC模拟信号
反馈信号 开关量位置反馈(开关型)、4-20mA模拟量信号输出(调节型)
控制精度 基本误差 ≤ ±1%,回差 ≤ 1%,死区 ≤ 1%
防爆等级 普通型 / 隔爆型ExdII BT4(标准防爆,适用于ⅡA、ⅡB级T1~T4组爆炸性气体混合物)/ ExdII CT6(加强防爆,适用于氢气、乙炔等特殊气体环境)
防护等级 IP65(标配)/ IP67 / IP68(可选)
环境温度 -30℃ ~ +70℃
手动操作 标配手轮操作装置,断电应急操作,离合器自动复位
保护装置 过热保护、过载保护、缺相保护、堵转保护
防静电装置 阀杆与球体之间、球体与阀体之间设有导电通路(标配)
自动泄压装置 进口卸压出口密封设计,防止中腔异常升压
设计制造标准 API 608、API 6D、ASME B16.34、GB/T 12237
低温阀门标准 GB/T 24925(中国)、BS 6364(英国)、MSS SP-134(美国)、ISO 28921、MESC SPE 77/200(壳牌)
结构长度标准 ASME B16.10、GB/T 12221
法兰连接尺寸标准 ASME B16.5、GB/T 9124
试验与检验标准 BS 6364(低温试验)、API 598、GB/T 24925、API 6D
适用介质 LNG(液化天然气)、液氮(LN₂)、液氧(LOX)、液氩、液氢、乙烯、丙烯、液化石油气(LPG)、液态二氧化碳、甲烷、氟利昂、低温惰性气体等深冷/低温介质
适用行业 空分设备、LNG接收站与液化工厂、LPG储运系统、乙烯裂解装置、超导冷却系统、生物样本库、制药低温工艺、航空航天液氢液氧加注系统、食品冷冻、深冷试验装置等

注:以上参数为通用技术规格,不同型号的具体参数请以产品铭牌及技术选型手册为准。

1. 阀体材质

根据介质特性、温度等级及腐蚀性要求,可选择以下阀体材质:

材质 代号 适用温度 特性说明
低温碳钢 LCB -46℃ ~ +80℃ 适用于常规低温工况,性价比高,广泛应用于LPG、乙烷储运系统
低温碳钢(深冷级) LCC -46℃ ~ +80℃ 铸造低温碳钢,强度更高,适用于大口径低温工况
低温碳钢(深冷级) LC3 / LC9 -101℃ ~ +80℃ 适用于深冷工况,镍合金化处理,低温韧性优异
奥氏体不锈钢 CF8 / CF8M -196℃ ~ +150℃ 铸造不锈钢,耐腐蚀性强,适用于液氧、液氮、LNG等超低温介质
奥氏体不锈钢 304L / 316L -196℃ ~ +150℃ 锻制不锈钢,组织致密,适用于小口径及高压深冷工况
低温合金钢 LF2 / LF3 -46℃ ~ -101℃ 锻制低温合金钢,适用于高压深冷工况

低温选用原则: 工程公司设计时最常用的是-46℃、-101℃和-196℃三个低温级别。-46℃低温级一般选用低温碳钢,-101℃和-196℃低温级一般选用奥氏体不锈钢或特殊低温合金钢。碳钢等体心立方晶格的金属材料存在低温冷脆现象,而奥氏体不锈钢等面心立方晶格的金属材料其冲击韧性基本不受低温影响

深冷处理工艺说明: 所有用于-100℃以下的阀体均需经过深冷处理工艺:机加工后阀体在液氮(-196℃)中浸放,当零件温度达到-192℃时开始保温1-2小时,然后缓慢回温至室温,重复循环不少于两次,以消除材料内应力及残余奥氏体,确保阀体在超低温下的尺寸稳定性和抗脆裂能力

2. 球体结构形式

根据口径及工况要求,可选择以下球体结构:

  • 浮动式球体(标配,DN15~DN200) :球体在介质压力作用下被推向出口侧的阀座密封面,依靠球体与密封副之间的接触应力实现密封。适用于中小口径及中低压力等级工况

  • 固定式球体(选配,DN200~DN600) :球体上下两端由轴承固定,位置稳定。适用于大口径及高压力等级工况,操作扭矩小,密封可靠。固定式球阀可选用单活塞设计(SPE)及自泄压阀座、双活塞设计(DPE)

  • 顶装式结构(选配) :阀盖顶部设计,可实现在线维修或更换阀内件,无需从管道上拆卸阀门

  • 三片式结构(选配,小口径) :中间阀体可通过两端法兰螺栓与管接头连接,拆卸方便,支持在线维护

3. 密封材料与阀座结构

根据温度等级及密封等级要求,可选择以下密封材料:

密封材料 适用温度 特性说明
PCTFE(聚三氟氯乙烯) -196℃ ~ +80℃ 超低温工况首选密封材料,机械强度高,热膨胀系数低,适用于LNG、液氧、液氮、液氢等深冷介质
RPTFE(增强聚四氟乙烯) -40℃ ~ +150℃ 常规低温工况密封材料,化学惰性强,加玻璃纤维或碳纤维增强抗蠕变性能
纯PTFE -40℃ ~ +150℃ 综合性能优良,适用于大多数低温介质
PEEK(聚醚醚酮) -40℃ ~ +200℃ 高强度、耐磨损,适用于高压差及频繁开关工况
金属硬密封 -196℃ ~ +350℃ 堆焊司太立合金,耐磨耐冲刷,适用于高纯度介质及要求极低泄漏率的特殊工况

密封副选型原则: 29℃~-46℃(或-50℃)密封圈可以采用硅橡胶(VMQ)、氟橡胶(FKM)、PTFE等软密封材料;-46℃(或-50℃)以下软密封圈采用聚三氟氯乙烯(PCTFE)

阀座泄压功能(选配):

  • 上游泄放(选配) :当阀腔压力异常升高时,压力从阀座上游侧排出

  • 下游泄放(选配) :当阀腔压力异常升高时,压力从阀座下游侧排出

  • 双活塞效应密封(选配) :适用于固定式球阀,提供更强的密封可靠性

4. 长颈阀盖与保冷配置

A. 长颈阀盖(标配)

  • 延长阀盖结构,使填料函位于低温区之外,确保填料密封可靠性

  • 阀盖长颈部分方便保冷材料缠绕,减少冷能损失

  • 颈长按照使用温度和保冷材料厚度选择

B. 滴水板(标配)

  • 焊在填料函下部长颈部分

  • 支持保温材料,提高保温效果

  • 有效减缓阀体温度向填料及阀杆上端的传递

  • 可设置于保冷层外侧,防止冷凝水滴落到保冷层及阀体上部

C. 保冷夹套(选配)

  • 可在阀体外壁加装可拆卸式保冷夹套

  • 填充聚氨酯或气凝胶保温材料

  • 最大限度减少冷量损失,特别适用于LNG长输管道及仪表敏感环境

D. 低温延长阀杆(选配)

  • 当执行机构需远离低温源时配置

  • 将执行机构安装在远离冷源的位置,确保电子元器件正常工作

  • 同时防止操作人员冻伤

5. 连接方式

根据管道系统设计及安装要求,可选择以下连接形式:

  • 法兰式(RF/FF) :符合ASME B16.5、GB/T 9124等标准,安装拆卸方便,便于维护检修

  • 对焊式(BW) :适用于高压及永久性管线,密封可靠性更高,无泄漏风险,符合ASME B16.25标准

  • 承插焊(SW) :适用于中小口径高压工况

  • 螺纹式:适用于小口径管路(DN15-DN50),符合NPT、BSP、ISO 228/1螺纹标准,安装便捷

6. 电动执行机构

根据控制需求、现场环境、温度等级及防爆要求,可配置以下电动执行机构:

A. 开关型执行机构

  • 远程开关控制,无源干触点输入

  • 带限位开关及故障报警输出(全开/全关位置反馈)

  • 适用于全开/全关二位式操作

  • 指示灯显示阀门开/关状态

B. 调节型执行机构

  • 接收4-20mA DC、1-5V·DC或0-10V·DC模拟量控制信号

  • 实现阀门开度连续精确调节(0-90°任意角度定位)

  • 内置伺服放大器,无须另配伺服放大器

  • 闭环控制,实时位置反馈(4-20mA模拟量输出)

  • 控制精度:基本误差≤±1%,回差≤1%,死区≤1%

C. 防爆型执行机构

  • 防爆等级ExdII BT4(标准防爆,适用于ⅡA、ⅡB级T1-T4组爆炸性气体混合物)

  • 可选ExdII CT6(最高防爆等级,适用于LNG、液氢、乙烯等易燃易爆深冷介质及氢气环境)

  • 符合GB 3836系列及ATEX防爆认证要求

  • 防爆壳体:硬质铝合金,经阳极氧化和聚酯粉末涂层处理,耐腐蚀性强

  • 双重限位保护:机械限位螺钉可调 + 电子限位开关

D. 智能型执行机构

  • 非侵入式免开盖设计,参数设置无须打开电气壳体

  • 全中文或英文液晶显示屏,菜单式操作

  • 现场操作采用磁控开关,无须打开电气腔盖

  • 无须电池,具有停电自动记忆功能

  • 力矩曲线记录和阀门诊断功能

  • 支持RS485/Modbus、Profibus、HART等现场总线通讯接口

E. 精小型电动执行机构

  • 体积小、重量轻、安装尺寸小

  • 驱动力矩小,操作简单敏捷

  • 适用于空间受限的安装环境

7. 执行机构电源及附件

电源电压

  • AC220V 50Hz(标配单相)

  • AC380V 50Hz(三相,可选)

  • AC110V 50Hz(可选)

  • DC24V(直流,可选)

附件选项

  • 限位开关/回讯器:机械式或感应式,用于反馈阀门的开关到位信号

  • 阀位变送器:4-20mA模拟信号输出,实时反馈阀门开度(调节型执行机构配套)

  • 电位计/比例控制单元:用于位置测量和比例控制

  • 加热除霜装置:深冷工况下可选配执行机构腔体加热器,防止冷凝结冰,确保电子元器件正常工作

  • 远程通讯模块:支持RS485/Modbus、Profibus、HART等现场总线通讯协议

  • 防爆接线盒/防爆电缆接头:防爆环境专用

8. 执行机构选型参考

角行程电动执行机构适用于球阀等90°回转阀门的驱动。建议选型时留有1.1-1.3倍的力矩余量,即余量系数=执行机构输出扭矩/阀门带压测试扭矩≥1.1-1.3。对于大口径或高压力等级阀门,应考虑固定式球体结构以减小操作扭矩。

9. 特殊功能与选配

  • 自动泄压装置(标配) :进口卸压出口密封设计,防止中腔异常升压

  • 双层阀杆填料与对压碟型弹片装置(标配) :增强阀杆的密封性能

  • 防静电装置(标配) :阀杆与球体之间设置导电通路,导除静电积聚

  • 防火防爆结构(标配) :符合API 607防火安全标准

  • 波纹管密封(选配) :采用金属波纹管替代填料密封,实现零泄漏密封

  • 泛塞密封(选配) :要求零件配合尺寸精度及表面光洁度极高,密封性能优异

  • 活载阀杆密封(选配) :确保阀杆填料上的正负载,延长密封完整性

  • 旁通管(选配) :适用于高压差工况,平衡前后压差,减小启闭力矩

  • 延长阀杆(选配) :当执行机构需远离低温源时配置

10. 防爆配置完整规格

防爆等级 适用区域 适用环境 应用场景
ExdII BT4 Zone 1、Zone 2 ⅡA、ⅡB级T1~T4组爆炸性气体混合物 LNG接收站、LPG储运、常规石化装置
ExdII CT6 Zone 1、Zone 2 ⅡC级(含氢气、乙炔)T1~T6组爆炸性气体混合物 液氢储运、乙烯裂解装置、特殊化工

防爆说明: Ex-防爆标识;d-防爆类型,表示为隔爆型;Ⅱ-设备类别,表示除煤矿外的其它爆炸性气体环境用电气设备;B/C-爆炸级别;T4/T6-温度级别,表示允许执行机构最高表面温度

11. 产品标准与规范

标准项 执行标准
设计制造 API 608、API 6D、ASME B16.34、GB/T 12237
低温阀门标准 GB/T 24925(中国)、BS 6364(英国)、MSS SP-134(美国)、ISO 28921、MESC SPE 77/200(壳牌)
结构长度 ASME B16.10、GB/T 12221
法兰连接尺寸 ASME B16.5、GB/T 9124
对焊端尺寸 ASME B16.25、GB/T 12224
试验与检验 BS 6364(-196℃低温试验)、API 598、GB/T 24925、API 6D
防火安全 API 607、ISO 10497
逸散性排放 API 641、ISO 15848
防爆标准 GB 3836.1、GB 3836.2、ATEX
产品标识 GB/T 12220、MSS SP-25

如需针对具体温度等级(-46℃、-101℃、-196℃)、介质类型(LNG、液氧、液氮、液氢、乙烯等)、口径、压力等级及执行机构选型获取详细的技术方案及报价,可咨询ROBERTSON中国技术服务中心或当地授权经销商。

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