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进口低温球阀-美国罗伯逊ROBERTSON

进口低温球阀-美国罗伯逊ROBERTSON

美国罗伯逊(ROBERTSON)进口低温球阀是一款专为液化天然气(LNG)、液氧(LO₂)、液氮(LN₂)、液氩(LAr)及乙烯、甲烷等深冷介质工况设计的高性能切断与控制阀门。产品广泛应用于LNG接收站、空分装置、乙烯裂解装置、低温储罐、液化气体运输槽车及石油化工尾气分离等系统,作为管路介质的可靠启闭装置。 产品严格按照API 6D、ASME B16.34、BS 6364及ISO 17292等国际标准体系设计制造。阀体通体选用优质锻钢(A182 F304/F316/F316L)或低温合金钢(LCB/LC3)材料整体锻造,材料组织致密、无铸造缺陷,承压能力和抗低温冲击韧性显著优于同规格铸件。阀门采用加长阀杆(长颈阀盖)结构设计,确保填料函处温度始终保持在安全范围以上,防止填料在低温工况下硬化失效。阀门设有内腔自动泄压结构(中腔泄压孔),可有效防止低温介质因升温气化导致中腔压力异常升高。产品可选配防火防静电结构,通过API 607/API 6FA防火安全认证,满足Zone 1/Zone 2危险区域的安全要求。 公称通径覆盖DN15~DN600(1/2″~24″),公称压力覆盖PN1.6~42.0 MPa(Class150~Class2500),适用温度最低可达-196℃。连接形式涵盖法兰连接、对焊连接、承插焊及螺纹连接等多种标准接口,适配各类管路系统。驱动方式涵盖手动(手柄/蜗轮)、气动(双作用/单作用)和电动(开关型/4-20mA调节型)等多种配置,满足从就地操作到远程自动化控制的各类工况需求。

产品特点
技术参数
可选配置

加长阀杆(长颈阀盖)设计,保障低温密封可靠性:针对低温介质特殊工况,阀门采用具有足够气柱长度的加长阀杆(长颈阀盖)结构设计。加长阀杆使填料函位置远离低温介质区域,确保阀杆填料密封处的温度始终保持在0℃以上,防止填料在低温下硬化、弹性丧失而导致密封失效和介质泄漏。加长阀杆同时为管道保冷层提供了连续包覆空间,使保温材料能够覆盖阀体并向阀杆方向延伸,有效减少冷量损失并防止外部凝露结冰。阀门设有滴水板,可有效防止冷凝水沿阀体外壁渗入保温层引发结冰。

阀体中腔自动泄压结构,消除超压安全隐患:低温阀门在关闭状态下,中腔内部可能因阀座渗漏的少量介质升温气化而导致压力急剧升高,产生严重的安全隐患。产品在球体上游端或阀体上设置了泄压孔,当阀门关闭时中腔压力异常升高时,可通过泄压孔自动将压力释放至上游管路,有效防止中腔压力过高导致的密封失效或阀体破裂事故。这一DBB(双关断排放)结构设计,可有效排放阀腔内残留介质,保障阀门在介质热胀情况下的安全性能,尤其适用于乙烯、液氧、液化天然气等易燃易爆且易于气化的低温介质工况。

全锻造不锈钢/低温钢阀体,强韧耐用抗低温脆变:阀体、阀盖及所有承压部件均选用优质锻钢材料整体模锻成形。LCB材料适用温度-46℃~+120℃,LC3适用温度-101℃~+120℃,奥氏体不锈钢304/316L可在-196℃超低温环境下保持良好的延展性和冲击韧性,不会发生低温脆性断裂。所有与低温介质接触的关键零部件在精加工前均进行-196℃液氮深冷处理(2~6小时),经深冷处理后促使不稳定奥氏体提前转变,彻底消除材料内应力,确保精加工尺寸稳定性,防止低温工况下因相变导致阀门变形或开裂。

高品质低温密封材料,确保-196℃零泄漏:密封面根据介质温度及工况要求可灵活选用聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)或PEEK等高性能低温密封材料。PCTFE在液氮(-196℃)甚至液氦(-269℃)的极低温度下依然能保持良好的延展性与抗蠕变性,确保低温工况下的稳定密封。唇式密封(Lip-seal)结构兼具弹簧的弹性补偿功能与PTFE的低温弹性密封性能,在低温下可自动补偿密封面因热胀冷缩产生的尺寸变化,确保密封面紧密贴合。金属硬密封结构——球体及阀座密封面堆焊钴基硬质合金(Stellite)或超音速喷涂碳化钨,硬度可达HRC70以上,长期保持零泄漏密封。

防火防爆与防静电多重安全设计:阀杆设有防吹出结构,下装式防吹出阀杆设计可防止在阀腔异常升压时阀杆被冲出,安全性高。产品可选配API 607/API 6FA防火安全型——在火灾导致软密封圈烧毁的情况下,球体与金属阀座之间仍可形成金属对金属的次级密封,有效阻止介质大量泄漏蔓延火灾。防静电装置确保静电荷有效导出(阀杆与阀体电阻值≤10Ω),避免静电积聚引发火花点燃易燃易爆介质。

低泄漏填料系统与低逸散环保设计:阀杆采用多重密封结构——低泄漏柔性石墨填料或碳纤维编织盘根,配合弹簧与V型垫圈相结合的活载补偿机构,在整个阀门寿命周期内保持恒定的填料压紧力和低泄漏率。填料排放满足ISO 15848-1低逸散性标准(Class BH),有效降低VOCs逸散排放,符合日益严格的环保法规要求。

多结构系列,全面适配各类低温管路布局:产品根据公称通径和压力等级提供浮动球式和固定球式两种结构。浮动球球阀适用于中小口径(DN≤200)、中低压工况,球体浮动实现密封,结构紧凑,密封可靠;固定球式适用于大口径(DN≥200)及高压工况,采用上下轴支撑结构,启闭扭矩小、密封稳定性更强。顶装式结构可从阀体顶部直接取出球体和阀座进行在线维修,特别适用于管道系统不允许拆卸的场合。

宽参数范围与多种驱动方式,选型灵活:公称通径覆盖DN15~DN600(1/2″~24″),公称压力覆盖PN1.6~42.0 MPa(Class150~Class2500),适用温度范围-196℃~+120℃。连接方式涵盖法兰连接(RF/RJ密封面)、对焊连接(BW)、承插焊连接(SW)及螺纹连接(NPT/BSP/G)等多种形式。驱动方式涵盖手动(手柄/蜗轮)、气动(双作用/单作用)和电动(开关型/4-20mA调节型),可配置限位开关、电磁阀、空气过滤减压阀、电气定位器等附件,与PLC/DCS系统无缝对接实现远程自动化控制。

参数项目 数值 / 范围
产品型号系列 DQ41F/Y(法兰浮动球)、DQ61F/Y(焊接浮动球)、DQ47F/Y(法兰固定球)、DQ67F/Y(焊接固定球)
公称通径 DN15 — DN600(1/2″ — 24″);部分扩展型可达DN900
公称压力(国标) PN1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0、25.0、42.0 MPa
公称压力(美标) Class150、300、600、900、1500、2500
适用温度范围 -196℃ — +120℃(依材质及密封副而定);超低温型可达-269℃
适用介质 液化天然气(LNG)、液氧(LO₂)、液氮(LN₂)、液氩(LAr)、液态乙烯(LC₂H₄)、液态甲烷、液态二氧化碳(LCO₂)、液态丙烷、液氨(NH₃)、液氢(LH₂)、低温烃类等液化气体及低温介质
密封材质(软密封) PTFE(聚四氟乙烯,适用-196℃~+120℃)/ PCTFE(聚三氟氯乙烯,适用-196℃~+150℃)/ PEEK(聚醚醚酮,适用-54℃~+260℃)
密封材质(金属硬密封) 堆焊司太立硬质合金(Stellite 6/12)/ 超音速喷涂碳化钨(WC)
阀体材质 不锈钢 A182 F304 / F316 / F316L;低温钢 A350 LF2 / LCB / LCC / LC3;双相不锈钢;哈氏合金C-276等
球体材质 A182 F304 / F316 / F316L;表面硬化处理
阀杆材质 A182 F304 / F316 / F316L;17-4PH;镀铬或氮化处理
密封泄漏等级(软密封) 零泄漏(气泡级),符合BS 6364标准
密封泄漏等级(金属硬密封) ANSI / FCI 70-2 Class IV ~ V
填料逸散泄漏等级 ISO 15848-1 Class BH(低逸散排放)
连接方式 法兰连接(RF/RJ密封面)/ 对焊连接(BW)/ 承插焊连接(SW)/ 螺纹连接(NPT/BSP/G)
法兰标准 ASME B16.5、ASME B16.47、GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592、DIN、JIS
焊接端标准 ASME B16.25(对焊)/ ASME B16.11(承插焊)
设计制造标准 API 6D、API 608、ASME B16.34、BS 6364、ISO 17292、GB/T 24925、MESC SPE 77/200、MSS SP-134
防火安全标准(选配) API 607 / API 6FA / ISO 10497
安全完整性等级(选配) SIL 3(IEC 61508认证)
防爆等级(选配) Ex d IIB T4 Gb / Ex d IIC T4 Gb(ATEX / IECEx认证)
防静电装置 球体—阀杆—阀体间导电通路,电阻值≤10Ω
深冷处理要求 所有与低温介质接触的零部件在精加工前均进行-196℃液氮深冷处理(2~6小时)
低温试验标准 BS 6364(-196℃液氮低温密封性能试验,带压开关循环测试)
驱动方式 手动(手柄/蜗轮)、气动(双作用/单作用)、电动(开关型/调节型)
气源压力(气动型) 0.4 — 0.8 MPa(4 — 8 bar)
电压/频率(电动型) AC 220V / 380V / 50Hz(标准);可选AC 110V、DC 24V及60Hz
执行器防护等级 IP65 / IP67(可选IP68潜水型)
执行器环境温度 -30℃ ~ +60℃
  • 结构型式选型

    • 浮动球式(Floating Ball) :球体在两个密封圈之间呈浮动状态,依靠介质压力将球体推向出口侧密封圈保证密封,适用于中小口径(DN≤200)及中低压工况(Class≤600),结构紧凑、密封可靠。

    • 固定球式(Trunnion Mounted Ball) :球体设有上下阀杆支撑固定,阀座在弹簧作用下浮动,启闭扭矩小、密封性能更稳定,适用于大口径(DN≥200)及高压差工况,尤其适用于长输管线及高压低温系统。

    • 顶装式(Top Entry) :阀门可从阀体顶部直接取出球体和阀座进行在线维修,无需从管道上拆卸整个阀体,特别适用于管道系统不允许拆卸的场合。

    • 三片式(Three-Piece) :阀体由左体、中体、右体三部分组成,维修时无需拆卸管路即可快速更换球体、阀座及密封件,适用于小口径高压低温系统。

  • 阀体材质升级

    • 不锈钢304型(A182 F304/CF8):经济通用型,适用于弱酸弱碱及一般低温介质工况,适用温度-196℃~+120℃。

    • 不锈钢316/316L型(A182 F316/316L):含钼元素,耐氯化物点蚀及缝隙腐蚀性能显著增强,适用于海水、含氯盐溶液及强腐蚀性低温介质工况,是深冷工况的标准配置。

    • 低温钢LCB型:适用温度-46℃~+120℃,经济通用型,适用于常规低温工况(如丙烷、氨制冷系统),抗低温冲击韧性良好。

    • 低温钢LC3型:含镍3.5%,适用温度-101℃~+120℃,适用于乙烯、甲烷等更低温度介质的工况。

    • 低温锻钢A350 LF2型:适用温度-46℃~+120℃,强度和韧性优于LCB,广泛用于LNG接收站及低温管道系统。

    • 双相不锈钢/超级双相不锈钢:含高浓度氯离子、硫化物等强腐蚀环境,适用于海水及高盐分低温介质。

    • 哈氏合金C-276:极端腐蚀性介质,适用于强酸、强碱及高腐蚀性低温介质。

  • 密封材质与结构升级

    • PCTFE软密封(标准配置) :适用-196℃~+150℃,在液氮(-196℃)极低温度下依然保持良好的延展性与抗蠕变性,是超低温阀门阀座密封的常规首选材料。

    • PTFE软密封(通用型) :适用-196℃~+120℃,聚四氟乙烯,耐强酸强碱,摩擦系数极低,化学惰性极优。

    • PEEK密封(增强型) :适用-54℃~+260℃,聚醚醚酮,具有优异的抗挤出性和低磨损率,适用于含固体颗粒低温流体或频繁开闭工况。

    • 金属硬密封:适用-196℃~+450℃,堆焊司太立合金或超音速喷涂碳化钨,耐磨耐冲刷,适用于含硬颗粒介质的低温工况(如煤化工低温甲醇洗工艺)。

    • 唇式密封结构(Lip-seal) :密封圈背面采用PTFE夹套+ELGILOY耐低温合金弹簧结构,在低温工况下通过弹簧力提供密封预紧力,自动补偿热胀冷缩,确保低温密封性能。

  • 防火防爆与防静电配置

    • 防火型(API 607 / API 6FA / ISO 10497认证) :全金属次级密封结构——防火型阀门配置金属密封副作为次级密封,在火灾工况下软密封烧毁后,球体与金属阀座之间仍可形成金属对金属的压紧密封,维持基本密封性能,有效防止介质大量泄漏蔓延火灾。

    • 防静电装置(标配) :球体与阀杆、阀杆与阀体之间设置不锈钢导电弹簧,确保静电荷有效导出,电阻值≤10Ω,符合API 608防静电标准。

    • 防吹出阀杆(标配) :下装式防吹出阀杆结构设计,阀杆底部设有防吹出凸台,即使填料失效,阀杆也无法从阀体内冲出,阀门在任何工况下均安全可靠。

    • 防爆配置(选配) :ATEX / IECEx防爆认证(Ex d IIB T4 Gb / Ex d IIC T4 Gb),适用于Zone 1/Zone 2危险区域,配套防爆执行器、防爆电磁阀、防爆限位开关、防爆接线盒及防爆电缆引入装置。

  • 连接方式定制

    • 法兰连接(标准配置) :RF突面密封面(Class150-300)/ RJ环连接密封面(Class600及以上)/ MFM凹凸面密封面。法兰标准可按ASME B16.5、ASME B16.47、GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592、DIN、JIS等多种标准定制。

    • 对焊连接(BW) :阀体与管道直接焊接,无法兰连接泄漏隐患,密封可靠性最高,适用于高压及深冷无泄漏要求的低温管线,焊接端坡口符合ASME B16.25标准。

    • 承插焊连接(SW) :适用于DN≤50小口径高压管路安装,连接牢固,密封性能好,按ASME B16.11标准执行。

    • 螺纹连接(NPT/BSP/G) :适用于小口径仪表管路及快速连接。

  • 驱动方式与执行器附件

    • 手动型(标准) :手柄操作(带锁定装置),配开度指示盘,适用于DN≤100及低压工况;蜗轮蜗杆传动(配开度指示盘和锁定装置,传动比10:1~40:1),适用于大口径或高扭矩工况,操作省力。

    • 气动型:双作用(通气开、通气关)或单作用(弹簧复位常闭/常开)。气动附件可选电磁阀(二位五通/二位三通,防爆线圈Ex d IIB T4 / Ex d IIC T4)、限位开关回讯器(无源触点信号输出或5-24V接近传感器输出)、空气过滤减压阀(过滤精度5μm)、气动三联件、手轮机构(气源故障时手动操作)、保位阀(气源故障时保持当前阀位)、电气定位器(接收4-20mA信号实现阀门开度连续精确调节,输出4-20mA阀位反馈信号,支持HART/Profibus通讯)。

    • 电动型:铝合金壳体电动执行器,一体化结构,电压AC 220V / AC 380V(标准)或AC 110V、DC 24V,防护等级IP65/IP67。支持开关型(两位式全开全关,无源触点信号反馈)或调节型(4-20mA信号,连续精确调节开度,输出4-20mA阀位反馈信号),内置过热保护、过载保护及电机堵转保护,支持现场总线通讯(RS485 Modbus RTU / Profibus DP / HART),标配机械离合手轮(断电应急操作)。

  • 低温附件与安全配置

    • 真空绝热夹套型:阀体外部配置真空夹套(双重套管结构,中间抽真空),配合加长阀杆设计,有效减少冷量损失,防止阀门外部结霜结冰,并降低运营冷损能耗,适用于LNG长输管线及超低温介质输送系统。

    • 保温夹套型:阀体外部焊接整体式不锈钢保温夹套(夹套接口G1/2″或NPT),可通入液氮、冷媒或导热油进行主动冷却或保温,配合加长阀杆设计,适用于需要精确控制阀体温度的特殊应用。

    • 滴水板(标配) :阀盖处标配滴水板,有效防止冷凝水沿阀体外壁渗入保温层引发结冰,保护阀门和下游设备。

    • 排放口/泄压孔:阀体底部设置排放口(带丝堵),用于定期排空阀腔积液或进行安全泄压,DBB双关断排放结构可有效排放阀腔内残留介质,防止因热膨胀或液体汽化导致中腔超压。

    • 在线维修工具包:专用维修工具,用于固定球阀在线拆卸阀座和球体,无需将阀门从管线上拆下即可完成维修。

    • 配对焊接短管:按ASME B16.25标准提供对焊短管,方便现场直接对焊,免除现场焊接对阀门本体的热影响。

    • 配对法兰及紧固件:金属缠绕垫片/PTFE垫片/柔性石墨垫片,双头螺栓及高强度螺母(A193-B8M)。

    • 弹性接头/波纹管补偿器:补偿管路热胀冷缩、减振降噪,防止管路应力传递至阀体。

  • 深冷处理工艺

    • 所有与低温介质接触的零部件(阀体、阀盖、球体、阀杆、阀座等)在精加工前均进行深冷处理(Deep Cryogenic Treatment)——浸泡于液氮(-196℃)中保冷2~6小时后自然回温至室温,循环处理2次,促使不稳定奥氏体提前转变,彻底消除材料内应力和残余奥氏体,防止低温工况下因相变导致阀门变形或开裂,确保精加工尺寸稳定性和密封可靠性。

    • 低温冲击试验:按ASME A333、BS 6364等标准对关键承压部件进行-196℃低温冲击试验,确保材料在极限低温下的冲击韧性满足要求。

  • 特殊工况定制

    • 超低温型(-269℃深冷工况) :适用温度最低-269℃(液氦工况),316L不锈钢阀体+加长阀杆+真空绝热夹套结构,PCTFE/PEEK密封,真空夹套减少冷量损失防止外部结露结冰,适用于液氦、液氢等超低温液化气体介质的极深冷管路。

    • 高纯度/半导体级:电子级不锈钢316L电抛光内表面(Ra≤0.2μm),洁净装配无颗粒污染,全氟橡胶FFKM密封圈,适用于高纯度低温气体(高纯氮、高纯氩、高纯氧)及半导体湿法制程中的超低温化学品的零金属离子污染输送。

    • 低温氧气专用型(禁油脱脂型) :整机进行严格脱脂清洁处理(API RP 1110标准),无油无脂清洁,配合不锈钢阀体及防静电配置,适用于液氧、气态高压氧气等富氧环境的安全输送,消除油脂与氧气接触引发的自燃爆炸风险。

    • NACE抗硫型(酸性环境) :符合NACE MR0175 / ISO 15156标准,适用于含H₂S酸性气田及油气处理系统的低温介质工况,阀体及内件材料满足抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)要求。

    • 船用型:提供中国船级社(CCS)、法国船级社(BV)、美国船级社(ABS)、英国劳氏船级社(LR)等国际权威船级社认证,防盐雾涂层(NORSOK M-501标准),适用于船舶LNG燃料系统、海上平台液化气体输送管路及浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)。

    • 高海拔型:按海拔3500m以上工况进行电动执行器功率修正(海拔每升高100m,功率降容约1%),绝缘等级提升至H级,适用于高原地区空分装置、LNG气化站及低温液体输送系统。

选型与服务提示

  1. 阀门方向性:低温球阀的安装具有方向性——球体上游端设置的泄压孔必须朝向介质进口方向(阀体上通常标有介质流向箭头),安装时应注意介质的流向必须与阀体上箭头所示方向一致,切不可装反。流向装反会导致泄压孔无法正常泄放中腔压力,引发严重安全事故。

  2. 密封材料选型:输送温度低于-100℃的介质时,严禁使用标准PTFE密封(PTFE在极低温下会脆性硬化,丧失密封弹性),必须选用PCTFE密封或金属硬密封配置。极低温工况(-196℃)首选PCTFE密封材料。选用不当密封材料会导致密封圈脆裂、失去密封性能并引起严重泄漏事故。

  3. 深冷处理与保温要求:低温阀门在精加工前必须经过-196℃深冷处理以消除材料内应力,确保精加工尺寸稳定性。安装时应对加长阀杆区域进行有效保冷处理(如聚氨酯泡沫或气凝胶毡),保温层应延伸至阀盖中部以上,以保证填料处温度始终不低于0℃,防止填料结冰失效。阀门安装前不得拆除进出口法兰的保护盖,以防密封面受潮或异物进入。阀盖处滴水板可有效防止冷凝水流入保温层结冰破坏保温结构。

  4. 首次使用前的干燥与置换:低温阀门在首次投入运行前必须对阀体进行充分干燥处理(氮气吹扫或真空干燥),排除阀腔和加长阀杆腔内的潮湿空气和冷凝水,防止低温工况下水分结冰导致阀杆卡涩或密封面损伤。对于氧气介质,必须进行严格的禁油脱脂处理并测试残留碳氢化合物含量达标。对于氢气介质,需进行更严格的密封性能检测,氢分子极小,容易泄漏,从而构成安全隐患和环境威胁。

  5. 防静电接地要求:输送易燃易爆低温介质时,必须确保阀门与管路系统之间防静电连通(接地电阻≤10Ω),避免因球体与阀杆摩擦产生的静电积聚引燃介质。防爆区选型应同时选用防爆型执行器和防静电内件。

  6. 焊接连接的正确性:焊接式低温球阀的安装必须由具有相应资质的焊工严格按ASME B31.3等管道焊接规范施焊。对焊连接时,焊接端坡口应符合ASME B16.25标准,承插焊连接时必须保留1/16英寸(约1.6mm)膨胀间隙。严禁在已安装阀门的管路上进行焊接作业,焊接高温会严重破坏密封副和填料密封性能。

  7. 定期检查中腔泄压功能:低温球阀在长期运行后,应定期检查中腔泄压孔是否畅通(每6-12个月),防止因介质中的杂质或结冰堵塞泄压孔而导致中腔超压引发安全事故。

  8. 低温工况下操作注意事项:低温工况下若发现操作扭矩明显增大,应立即停止操作并检查填料是否因结冰而卡滞阀杆,严禁强行开启,以免损坏密封面或导致阀杆弯曲变形。阀门在-196℃液氮条件下带压开关循环测试,阀座泄漏率按BS 6364标准可做到零泄漏。

  9. 管路清洗要求:阀门安装前,应彻底清除管道内部的铁锈、焊渣、泥沙等异物,建议进行管路酸洗钝化或气体吹扫处理,防止杂质进入阀腔损伤密封面或造成球体卡滞。

  10. 选型参数确认:选型时应提供详细工况参数——介质具体类型(LNG、液氧、液氮、乙烯、液氢等)、工作温度(最高和最低值)、工作压力、流量、开关频次、允许压降、连接形式、驱动方式及环境条件(户外、防爆等级、海拔高度等),由厂家协助完成材料、密封结构和执行器配置的最优匹配方案,并对低温、深冷工况进行材料低温冲击试验和密封性能验算。压力等级、材料选择、无损检测、压力试验严格符合ASME B16.34、API 6D及EN 12567等国际标准。

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