一、核心参数深化
型号命名规则
DZJ:低温真空夹套截止阀(D:低温;Z:真空;J:截止阀)
40:公称通径 DN40(需注意不同供应商可能存在差异,如部分品牌 DN40 对应英制 1.5 英寸)
F3:压力等级为 Class 300(美标)或 PN40(欧标),对应公称压力 4.0 MPa
SW:承插焊(Socket Weld)连接方式,适合小口径管道(DN≤50)。
材料性能验证
CF8(304 不锈钢):奥氏体不锈钢,含 18% Cr、8% Ni,低温韧性优异(-196℃冲击值≥100 J),抗晶间腐蚀能力强。
S30408(304 不锈钢):与 CF8 成分相近,但需符合 GB/T 20878 标准,确保低温环境下无脆化风险。
PCTFE 密封件:氟塑料的一种,在 - 200℃~+200℃范围内保持弹性,压缩***变形率<10%,耐化学腐蚀性强于 PTFE。
二、结构设计创新
真空夹套系统
双层夹套结构:内管与外管之间抽真空至 10⁻³ Pa 以下,结合多层反射隔热材料(如铝箔),热传导率降低 90% 以上。
***隔热填充:部分设计在夹套层注入低温发泡胶体(如聚氨酯),进一步抑制对流换热,典型热损失值<2 W/m。
气压驱动机构(***技术)
直线运动设计:通过气压缸(如 211 型)驱动阀杆直线升降,避免传统旋转阀杆与密封面的摩擦磨损(磨损量减少 70%)。
卡合密封技术:阀瓣底部设卡合盘(222),与阀体截流口的卡合槽(112)精密配合,形成双级密封,泄漏率达 API 602 标准 Class V(气泡级)。
加长阀盖设计
颈部长度 L=150~200mm:通过热传导计算优化,确保填料函温度>-10℃,防止 PCTFE 密封件硬化失效。
可拆卸结构:阀盖与阀体通过螺栓连接,无需拆卸管道即可更换内部组件(如阀瓣、密封件)。
三、关键性能验证
低温冲击试验
阀体、阀杆需经液氮(-196℃)深冷处理 48 小时,随后进行夏比 V 型缺口冲击测试,平均冲击功≥27 J(ASTM A370 标准)。
密封可靠性
正向密封测试:1.1 倍公称压力(4.4 MPa)下,泄漏量≤0.15×DN mm³/s(*** 5208 标准)。
真空密封性:夹套抽真空后,24 小时压力上升率<10%(GB/T 150.3 标准)。
寿命周期
启闭循环次数≥10,000 次(API 602 标准),在 LNG 工况下典型使用寿命为 8~10 年。
四、安装与维护指南
安装要点
方向标识:阀体箭头指向介质流动方向(低进高出),反向安装会导致密封失效。
焊接工艺:承插焊需采用 TIG 焊接,层间温度控制在 150℃以下,避免热应力变形。
保冷处理:夹套外表面需包裹 50~100mm 厚的泡沫玻璃或聚氨酯保温层,防止结霜。
维护周期
日常检查:每周监测夹套真空度(推荐使用磁控溅射真空计),压力>10⁻² Pa 时需重新抽真空。
密封件更换:每 2 年或 10,000 次循环后检查 PCTFE 密封件,出现裂纹或压缩量<2mm 时需更换。
润滑要求:阀杆螺纹使用低温润滑脂(如 Klüber GPL 131),每季度补充一次。
五、行业应用案例
LNG 接收站:在 BOG(蒸发气)回收系统中,DZJ-40F3-SW 用于控制 - 162℃ LNG 的流量,配合 SCADA 系统实现自动化调节。
空分设备:在液氧泵出口管路中,该阀通过快速启闭保护设备免受液击损害,响应时间<0.5 秒。
半导体晶圆制造:在低温真空泵组中,用于隔离超纯氩气(99.9***),避免杂质污染工艺腔室。
六、选型替代方案
若工况存在以下特殊需求,可考虑替代型号:
大口径需求:DN50~100 可选 DZJ-50F3-FL(法兰连接)。
高频启闭:建议升级为气动驱动(如 DZJ-40F3-SW-P),响应速度提升至 0.3 秒。
***低温:-253℃液氢环境需选用 CF3(316L 不锈钢)材质,配合全焊接结构(如 DZJ-40F3-SW-W)。
七、标准合规性
设计标准:ASME B31.3(工艺管道)、API 602(小口径截止阀)。
材料标准:阀体 CF8 符合 ASTM A351,阀杆 S30408 符合 GB/T 1220。
测试标准:低温气密封试验按 JB/T 7749(氮气保压法),泄漏率≤1×10⁻⁹ Pa・m³/s。