低溫的案例
石化低溫閥門的設計、制造、安裝
低溫閥門在化肥、LNG 及石油化工等領域使用較多。適用于介質溫度-40℃～ -250℃的閥門稱之為低溫閥門。低溫閥門包括低溫球閥、低溫電磁閥、低溫閘閥、低溫截止閥、低溫安全閥、低溫止回閥，低溫蝶閥，低溫針閥，低溫節流閥，低溫減壓閥、低溫電動調節閥、低溫氣動調節閥等低溫閥門所控制的介質除了液氮和其他液態惰性氣體外，大部分介質不但易燃、易爆，而且在升溫或者閃蒸時會發生氣化，致使體積急劇膨脹，容易導致泄漏和爆炸。基于介質特點及適應閥門在低溫下使用的要求，低溫閥門的設計、制造、試驗和安裝方法等均與普通閥門有不同之處。
一、低溫閥門的標準和定義
不同標準對低溫閥門有不同定義。
（1）英國閥門標準 BS6364《低溫用閥門》適用于介質溫度范圍為-50℃~-196℃ ；
（2）美國標準 MSSSP-134 《對低溫閥門及其閥體/閥蓋加長體的要求》對低溫的解釋為“對于標準慣例來說，低溫范圍介于-100℃~ -195℃”；
（3）中國國家標準GB/T 24925《低溫閥門技術條件》標準適用于介質溫度范圍為-29℃~-196℃；
（4）殼牌閥門標準SHELL MESC SPE 77/200《低溫及超低溫用閥門》適用于介質溫度范圍為-30℃~-196℃。
（5）國外根據各種不同氣體在常壓下的液化溫度一般分為六種溫度級。
展開 低溫碳鋼的焊接要點
低溫鋼的焊接
通常把-10~-196℃的溫度范圍稱為“低溫”（我國從-40℃算起），低于-196℃時稱為“超低溫”。低溫鋼主要是為了適應能源、石油化工等產業部門的需要而迅速發展起來的一種專用鋼。低溫鋼要求在低溫工作條件下具有足夠的強度、塑性和韌性，同時應具有良好的加工性能，主要用于制造-20~-253℃低溫下工作的焊接結構，如貯存和運輸各類液化氣體的容器等。
1、 焊接方法及熱輸入的選擇
常用的焊接方法有焊條電弧焊、埋弧自動焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊。
低合金低溫用鋼焊接時，為避免焊縫金屬及近縫區形成粗大組織而盡量不擺動，采用窄焊道、多道多層焊，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重熱作用細化晶粒。多道焊時，要控制道間溫度，應采用小的熱輸入施焊，控制在20KJ/cm以下。如果需要預熱，應嚴格控制預熱溫度及多層多道焊時的道間溫度。
焊接線能量也叫焊接熱輸入，是單位長度焊縫得到的焊接電弧熱量。
公式 E=U?I/v（焦耳/厘米） 其中U：電弧電壓（伏特），I：焊接電流
（安培），v:焊接速度（厘米/分）。
焊接線能量是影響焊接接機械頭性能的重要因素。當焊接電流、電弧電壓增大時，焊接線能量增大，當焊接速度減小時，焊接線能量增大。
對于低溫鋼，焊接線能量過大，接頭韌性的下降更為嚴重，使壓力容器在低溫狀況下運行時易發生瞬間的破壞。 所以焊接時，要嚴格控制焊接電流、電弧電壓、焊接速度，保證焊接接頭的各項性能指標。
2、低溫鋼的焊接特點及其工藝措施
低溫鋼由于含碳量低，其淬硬傾向和冷裂傾向小，具有良好的焊接性。但是過大的焊接線能量會使焊縫及熱影響區形成粗晶組織而使低溫韌性大為降低，結構的突變及制造中的強力組對會使結構的局部產生高的應力，從而增大設備在低溫狀態下的脆性破壞。
展開 氣體質量流量計是否適用于低溫環境？
程師在面對此類工況時，心中難免存疑：氣體質量流量計是否真的適用于低溫環境？ 作為全球領先的質量流量控制解決方案供應商，布瑯軻鍶特（Bronkhorst） 將為您揭開這一技術謎題，證明在專業設計與選型下，低溫不再是測量的障礙。
氣體質量流量計：https://www.bronkhorst-china.com/
低溫環境的難題與誤區
傳統觀念認為，低溫會導致傳感器材料脆化、電子元件失效或讀數漂移，確實，普通商用流量計若直接暴露于-40℃甚至-196℃的環境中，極易發生故障，然而這并非熱式質量流量計（Thermal Mass Flow Meter）原理本身的局限，而是常規產品防護等級與設計余量不足所致。
Bronkhorst的低溫解決方案
布瑯軻鍶特知道特殊工況的需求，產品線中專門針對極端環境進行了優化設計，我們的氣體質量流量計在低溫應用上具備以下核心優勢：
特殊的傳感器封裝技術：Bronkhorst采用獨特的毛細管或芯片式傳感器設計，并配合特殊的絕緣與加熱補償機制，即使在極低的環境溫度下，傳感器核心也能維持在最佳工作溫度區間，確保測量精度不受外界低溫干擾。
寬溫域材質選擇：我們提供多種接液材質選項，包括經過特殊低溫處理的不銹鋼合金，這些材料在液氮溫度（-196℃）下仍能保持優異的機械強度，杜絕脆裂風險。
靈活的安裝策略：對于超低溫介質，Bronkhorst推薦將電子轉換單元（Electronics Module）與傳感探頭分離安裝，通過延長電纜，將敏感的電子部件置于常溫環境，僅讓耐低溫的探頭接觸介質，從而完美解決電子元件怕冷的問題。
展開 【專家觀點】大型低溫液體火箭“零窗口”發射技術
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“零窗口”發射技術方案
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低溫動力系統在射前的工作重點是完成低溫推進劑加注和發動機系統預冷。除箭上系統需要高可靠工作外，同時需要地面設備設施的配合，主要包括連接器、配氣臺和地面加注設備等。這些地面設備設施通過箭地之間的接口實現對火箭的發射支持。針對此特點，實現大型低溫運載火箭“零窗口”發射技術需要著重解決低溫動力系統的預冷技術、高可靠箭地低溫管路涌泉抑制技術、統一供配氣與零秒脫落連接器技術、配氣臺冗余技術和地面加注技術。
2.1
低溫動力系統預冷技術
為了保證低溫發動機的正常啟動，在點火前需要對發動機進行充分預冷。低溫發動機的預冷方式直接決定了火箭射前操作程序和箭地接口的復雜性。目前，國內外低溫發動機常用的預冷方式有浸泡預冷、排放預冷、循環預冷。通過綜合比較發現，循環預冷技術方案較排放預冷技術方案箭地連接關系簡單，無需配置排放連接器和排放管路，大大簡化了箭地接口，也簡化了射前操作流程，消除了射前極易出現問題的連接器泄漏、脫落故障等風險。同時循環預冷是一種主動預冷方式，較浸泡預冷更容易滿足低溫發動機苛刻的預冷條件。因此，在箭上空間和系統復雜度可接受的條件下，采用循環預冷技術有利于實現大型低溫液體運載火箭“零窗口”發射。
展開 
長時間滑行低溫推進劑管理關鍵技術分析
低溫推進劑比沖高、無毒無污染，被NASA認為是進入空間及軌道轉移最經濟、效率最高的推進劑。目前在研的國際先進末級普遍采用液氫液氧推進劑，如美國先進低溫末級ACES、探索低溫末級EUS、過渡低溫末級ICPS，俄羅斯新一代低溫末級KVRB以及歐洲阿里安5低溫末級ESC-B。
隨著航天技術的不斷發展，直接入軌、載人登月以及深空探測對低溫末級提出了長時間滑行的任務需求。然而低溫推進劑沸點低、易蒸發、難以貯存，極大地限制了滑行時間。傳統的低溫末級貯箱漏熱大、壓力升高速率快，需要頻繁排氣，增加了蒸發損失與姿控系統推進劑消耗量，且儀器設備的用電需求也隨著滑行時間的增長而增加。因此，低溫推進劑熱量管理、位置管理以及供電問題成為長時間在軌滑行必須解決的問題。
本文梳理了長時間滑行的任務需求，概述了長時間滑行面臨的挑戰，分析了低溫推進劑熱量管理、位置管理以及供電的關鍵技術，提出我國低溫末級拓展滑行時間的發展建議。
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長時間滑行任務需求分析
1.1 直接入軌
隨著我國航天技術的不斷發展，高軌衛星的數量與質量不斷增加，對運載器的運載能力及任務適應性提出更高需求。根據我國衛星發射需求統計分析，2018—2035年預計發射地球同步軌道(Geostationary Earth Orbit,GEO)衛星120余顆，其中單星質量5000~6000kg的衛星約60余顆，單星質量8000kg左右的衛星30余顆。
展開 低溫環境下高壓比例閥具有哪些特性？
三、精準的控制響應：無懼粘度變化
低溫往往會導致流體粘度顯著增加，進而影響比例閥的動態響應速度和線性度，諾冠高壓比例閥內置高靈敏度的電磁先導結構，結合優化的流道設計，能夠有效克服低溫流體阻力，高頻響特性確保了在毫秒級時間內完成開度調節，輸出流量或壓力與控制信號保持高度線性關系，無論是在啟動瞬間的冷沖擊，還是在持續低溫運行中，都能實現微米級的精準控制，滿足高端工藝對流體參數的苛刻要求。
四、緊湊設計與長壽命維護
針對低溫設備空間受限的特點，諾冠提供了緊湊型的集成化設計方案，減少了外部管路連接，降低了冷量損失和泄漏風險，此外模塊化結構使得維護更加便捷，無需整體更換即可快速修復，大幅降低了用戶在極端環境下的運維成本。
選擇諾冠（IMI Norgren）高壓比例閥，就是選擇了在極寒世界中的確定性與安全感，無論您的應用場景多么嚴苛，諾冠都以創新科技助您掌控流體，決勝低溫極限。
展開 低溫鋼的焊接工藝要點
通常把-10~-273℃低溫條件下使用的鋼稱為低溫鋼。
一般把-10~-196℃溫度范圍稱為“低溫”，
把-196~-273℃稱為“超低溫”。
低溫鋼是怎樣分類的？
按照合金元素含量和組織，低溫鋼可以分為以下幾類：
（1）鋁鎮靜C-Mn鋼及低合金鐵素體型低溫鋼 鋁鎮靜C-Mn鋼是用Si、Mn進行脫氧的同時加入鋁進行強烈脫氧的優良鋼種。低合金鐵素體型低溫鋼是在鋁鎮靜鋼的基礎上加入了總的質量分數不超過5%合金元素的低溫鋼，其中一類是加入了Nb、V、Ti、Al、Cu、RE等合金元素，組織為鐵素體和極少量的珠光體，如06MnVTi、06MnVAl、09Mn2VRE、06MnNb鋼等；另一類是加入了鎳元素形成含鎳的鐵素體類低溫鋼，如0.5Ni、2.5Ni、3Ni、3.5Ni等。
（2）中合金低碳馬氏體型低溫鋼 這類鋼比較典型的是9Ni鋼，具有很高的低溫韌性，能用于-196℃。在9Ni鋼的基礎上研制出的5Ni鋼在-162~-196℃的低溫下具有良好的低溫韌性。
（3）高合金奧氏體型低溫鋼 這類鋼有Ni- Cr奧氏體低溫鋼（如1Cr18Ni9Ti）和無Ni、Cr奧氏體低溫鋼（如20Mn23Al）。
制定低溫鋼焊接工藝的根本出發點是在防止出現裂紋的同時，要保證焊縫和過熱區具有低溫韌性。低溫鋼的焊接工藝要點如下：
1、焊接方法
目前所使用的各種焊接方法均可用于低溫鋼焊接，如焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極隋性氣體保護焊、CO2氣體保護焊、等離子弧焊等。
2、焊接材料
焊接鋁鎮靜鋼時，為保證焊縫具有良好的低溫韌性，選用ωNi為0.5%~1.5% 的低鎳焊條比選用成分與母材相同的C-Mn型焊條更為可靠。
展開 純電動汽車動力電池低溫充電熱管理試驗研究
隨著電動汽車市場從一線及大中型城市向中小城市不同氣候地區延伸，需要滿足高溫、低溫以及一些較惡劣環境工況的使用要求。對于用戶而言，汽車動力電池低溫充放電受限問題的影響尤其明顯。要滿足低溫環境中車輛動力電池使用需求，首先要解決低溫充電功率小、充電速度慢、充電容量低的問題，這對純電動車輛電池及其熱管理系統提出了更高的要求。
1 電池低溫性能
某型號動力電池電芯，75%SOC電量，放置在80～－40℃可調的溫箱中進行測試，先將電芯保溫24h，使其溫度達到60℃，然后讓電芯從60℃逐級降到－30℃，測其直流內阻(DCIR)從1.5mΩ升至13.5mΩ，后半段電芯DCIR上升速率非常大，如圖1所示，隨著溫度逐步降低，其直流內阻將快速增加。
在低溫環境中，動力電池電芯隨著溫度的不斷降低，其充放電能力將快速下降，電池充放電容量也將快速減少。如圖2所示，控制充電截止電壓3.4V不變，測試某型電芯在不同低溫下的充電容量:在0℃時，由于電芯DCIR增大，充電容量下降到常溫(25℃)的95%，且比常溫充電時間長約0.15h;而在低溫－10℃時，由于電芯DCIR進一步增大，充電容量僅達常溫(25℃)的75%，且比常溫充電時間長約0.35h。
另外，低溫充電時，電池負極表面還容易析出金屬鋰，循環充電過程中，鋰金屬不斷循環生長，最終會刺穿電池隔膜，造成電池內部短路，不僅對電池造成永久性損傷，還會誘發電池熱失控，導致其使用安全性大大降低。
因此，實際車輛使用過程中，為確保充電的安全性，車輛BMS常采用低溫充電控制策略保護動力電池，即較常溫而言，降低充電電流和充電功率延長充電時間，一般為常溫充電時長的兩倍以上，且充電電量僅能達到常溫充電的60%～80%。
2 熱管理方案優化及驗證
某車型原采用PTC水加熱方式對動力電池進行加熱，如圖3所示。
展開 AMESim電磁閥仿真詳解：一種深低溫電磁閥試驗系統設計與仿真
考慮到工作效率、換熱時間及可操作性，本系統采用200W@ 20K斯特林制冷機產生的低溫低壓（20K，≤2MPa）氦氣作為冷源，將常溫氦氣降溫至20K液氫溫區，模擬箭上氫箱鈦合金氣瓶內的冷氦氣源。
2.3 高壓低溫換熱貯罐設計
高壓低溫換熱貯罐用來存儲20K、35MPa的高壓、低溫氦氣，采用真空絕熱方式，由外容器、內容器、盤管式換熱器、溫度測點、壓力測點和安全附件等組成，采用真空絕熱方式，具有液氮預冷夾層。每臺貯罐設計20K氦氣進出口、高壓工作氦氣進出口、液氮進出口、液氮抽空口、安全閥接口等。常溫氦氣經過液氮換熱器降溫到80K后進入高壓低溫換熱貯罐，制冷機產生的冷量通過換熱貯罐的盤管對內容腔的工作氣體繼續降溫至20K。高壓低溫換熱貯罐需要配備分子泵機組，待工作氦氣冷卻至80K、液氮預冷夾層的液氮排空后，對液氮預冷夾層進行抽真空。
2.4 出口壓力調節系統
箭上增壓電磁閥測試時的壓力點為21~1MPa可調，故該系統需設置壓力調節系統，以滿足不同工況下入口壓力要求。壓力調節系統主要由緩沖容器、流量調節閥、壓力傳感器、真空絕熱管路、孔板和冷氦電磁閥（被測產品）等組成。
展開 低溫送風空調系統
低溫送風空調系統是送風溫度低于常規數值的全空氣空調系統。
低溫送風空調系統是相對于常規空調送風系統而言的，常規送風系統設計溫度為14~18℃，而低溫送風空調系統一般設計溫度為4~12℃。
1、低溫送風空調系統分類
以低于常規空調系統送風的空調通稱為低溫送風系統，低溫送風系統按其送風溫度的高低，一般可分為三類：
1）一類低溫送風 送風溫度范圍為4~6℃。
2）二類低溫送風 送風溫度范圍為6~8℃，標準送風溫度為7℃。
3）三類低溫送風 送風溫度為9~12℃，標準送風溫度為10℃。
2、低溫送風空調系統應注意的問題
1）空氣冷卻器出風溫度與冷媒進口溫度之間的溫差不宜小于3℃，出風溫度宜采用4~10℃，直接膨脹系統不應低于7℃。
2）計算送風機、送風管道及送風末端裝置的溫升，確定室內送風量及送風溫度，并應保證在室內溫濕度條件下風口不結露。
3）采用向空氣調節區直接送低溫冷風的送風口，應采取能夠在系統開始運行時，使送風溫度逐漸降低的措施。
4）低溫送風空調系統安裝時，應對全系統進行漏風量測試，確保嚴密性符合規定的要求。
5）低溫送風系統的空氣處理機組、管道及附件、末端送風裝置絕熱施工必須嚴密，厚度符合設計要求。
6）凝結水管絕熱層厚度，應確保管道表面不結露。
展開 什么是低溫軸承，有哪些基本知識？
低溫軸承產品類別
低溫軸承多為單列深溝球軸承和圓柱滾子軸承
對于低溫下的軸承出現卡死現象，外部因素是溫度的變化，內部因素是軸、機架和材料的熱膨脹系數不同。當溫度范圍大時，不同材料的收縮率不同，導致間隙變小卡住。因此，對于工作范圍廣的設備，包括在低溫下使用的設備，有必要計算材料的膨脹系數，同時盡量使用膨脹系數相近的材料，效果會更好。
此外，在結構設計中，盡量避免在軸的兩端各使用一個圓錐滾子軸承的結構。這種結構，兩個軸承之間的距離越長，卡住的可能性就越大。如果軸的一端安裝有一對錐形軸承，則作為軸的定位，軸的軸向運動受到約束，軸的另一端與滾動軸承一起使用，僅限制徑向力，在軸向可以隨著軸向溫度在一定范圍內軸向移動。
低溫軸承材質選擇
低溫軸承軸承鋼選用
低溫軸承常用不銹鋼軸承鋼 9Cr18、9Cr18Mo 制造，也可選用鈹青銅、陶瓷等材料制造；工作溫度極低溫條件下（極限溫度-253℃）：工作極限溫度要求在-253℃時，可選用 6Cr14Mo 材料但必須在真空環境中使用。
注：低溫軸承使用中要注意因潤滑不良引起燒傷等，所以要注意選用合適的潤滑劑。
軸承材料及工作溫度一覽表
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【專業知識】什么是低溫軸承，有哪些基本知識？
低溫軸承材質選擇
低溫軸承軸承鋼選用
低溫軸承常用不銹鋼軸承鋼 9Cr18、9Cr18Mo 制造，也可選用鈹青銅、陶瓷等材料制造；工作溫度極低溫條件下（極限溫度-253℃）：工作極限溫度要求在-253℃時，可選用 6Cr14Mo 材料但必須在真空環境中使用。
注：低溫軸承使用中要注意因潤滑不良引起燒傷等，所以要注意選用合適的潤滑劑。
軸承材料及工作溫度一覽表
低溫工業冷凍機制冷效果差與制冷劑有什么關系？
低溫工業冷凍機在運行中，制冷效果是比較關鍵的，無錫晟澤的低溫工業冷凍機為了更好的制冷效果，特意整理了相關制冷效果不好的原因，是否和制冷劑相關？
低溫工業冷凍機制冷系統效果好壞和制冷劑是有著直接關系的，一旦制冷劑發生泄露的話，就會使得制冷量不足，從而吸氣和排氣壓力比較低，膨脹閥、蒸發器在運行時平衡壓力就不能維持，所以，在發現低溫工業冷凍機制冷劑泄露的話，不能急于向系統內充灌制冷劑，而應立即查找滲漏點，經修復后再充灌制冷劑。
低溫工業冷凍機的制冷系統中要注意制冷劑的多少，過少不行，過多也不行，過多可能導致低溫工業冷凍機排氣壓力上升，高于正常值，需要及時停機，利用高壓排氣將多余制冷劑排除系統外。
低溫工業冷凍機如果維修之后充注制冷劑過多的話，也會導致制冷效果變差，因為多充注了制冷劑會占據低溫工業冷凍機冷凝器一部分的容積，減少了散熱面積，制冷效率也在不斷降低，降溫速度不斷下降，所以要按照操作順序，停機幾分鐘后在高壓截止閥處放出多余的制冷劑，此時也能將系統中的殘余空氣一并放出。
當然，低溫工業冷凍機內部的制冷系統也需要注意，一旦空氣在低溫工業冷凍機制冷系統中會使制冷效率減低，這個時候可以在停機后幾分鐘后，連續幾次從高壓截止閥放出空氣，還可以根據實際情況適當充灌一些制冷劑。
低溫工業冷凍機制冷效果和制冷劑的量關系比較緊密，因此，用戶要及時關注其制冷效果，爭取更好的運行低溫工業冷凍機。
展開 氣體質量流量控制器是否可以適用于低溫環境？
舉個例子，研究人員通過使用特殊的結構設計，開發出了適用于極低溫環境的超冷質量流量控制器，這種質量流量控制器在液氮等極低溫介質中仍能保持良好的流量控制性能，為液氮制造、低溫冷卻等領域提供了重要的技術支持，還有一些質量流量控制器應用于航天領域，經過嚴格的測試和驗證，證明在極端低溫環境下也具備可靠的性能。
盡管質量流量控制器在低溫環境下的應用前景廣闊，但仍需在實際應用中做好相應的驗證和調試工作，在選擇和使用質量流量控制器時，我們應該根據具體的工藝要求和環境條件，選擇合適的型號和規格，同時在使用過程中需要注意保持質量流量控制器的正常工作定期進行維護和校準，以確保長期穩定的性能。
氣體質量流量控制器在低溫環境下的應用是可行的，隨著制造技術的進步，質量流量控制器在低溫環境下的性能得到了顯著提升，并為各行各業的生產提供了強大的支持，然而我們仍需要根據實際情況采取相應的措施，確保質量流量控制器在低溫環境下的穩定可靠運行，相信隨著科技的不斷進步，質量流量控制器在低溫環境下的應用將會有更廣闊的前景，并為工業生產帶來更多的創新和發展。
展開 低溫閥門為什么要用長頸閥蓋？
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 互聯網整理
關鍵詞 | 低溫閥門 長頸閥蓋
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導 讀
適用于介質溫度-40℃～-196℃的閥門稱之為低溫閥門，而這類閥門一般都采用長頸閥蓋。
采用長頸閥蓋規定低溫閥門包括低溫緊急切斷閥、低溫截止閥、低溫止回閥，LNG專用低溫閥，NG專用低溫閥等，主要用于三十萬噸乙烯，液化天然氣等化工裝置上。輸出的液態低溫介質如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等，不但易燃易爆，而且在升溫時要氣化，氣化時，體積膨脹數百倍。
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