低温工况是化工行业中的一个关键应用领域，尤其在液化天然气（LNG）、液氧、液氮、液氢等深冷介质的生产、储运和回收系统中，对阀门的性能提出了极为严苛的要求。在-196℃甚至更低的工作环境下，传统通用阀门极易因材料低温脆裂、密封材料失效或结构热缩失衡而导致泄漏、卡阻、操作失效等严重问题。为应对这一挑战，低温闸阀被专门研发出来，以满足高稳定性、高密封性和高可靠性的工艺控制需求。
一、低温闸阀的结构特性
低温闸阀的结构设计强调“热隔离”“热收缩补偿”与“低温操作保护”三大核心理念：
延长阀盖设计（Extended Bonnet）：将填料箱提升至常温区，避免填料在极低温下冻结或失效，同时方便操作与维护。
波纹管密封与双重填料系统：在高等级密封场合，使用波纹管+填料的双重密封结构，可有效防止深冷介质向大气逸散。
闸板与阀座的低温契合结构：采用弹性闸板或楔式闸板结构，自动补偿因温度收缩导致的密封间隙，提高低温密封稳定性。
二、关键材料选择与处理工艺
低温闸阀的可靠性，在很大程度上取决于其材料的选择与低温处理工艺：
阀体/阀盖材料：常用ASTM A351 CF8、CF8M，A352 LCB、LC3等低温用奥氏体不锈钢或低温碳钢，具备良好的韧性与抗冲击性。
阀杆材料：选用17-4PH或XM-19等强化不锈钢材料，经低温冲击测试后确保其在-196℃下不断裂、不变形。
密封材料：采用柔性石墨、PTFE、PEEK、CRYO-POM等耐低温高分子材料，配合弹性预压设计，提升耐久性与密封复原能力。
低温冲击试验：关键部件需通过Charpy V-notch冲击试验，常温与-196℃对比测试吸收功Akv ≥ 20J，满足低温韧性指标。
三、密封性能与测试标准
低温闸阀的密封性能是决定其工况适配性的重要指标。国际上常采用如下测试标准：
ISO 28921-1/2：2015：专用于低温阀门泄漏率测试标准
API 598低温测试流程：包括气密性测试、液氮浸泡后操作力矩测试、密封测试等，检验阀门在低温状态下的综合表现。
零泄漏等级要求：Class VI（ANSI/FCI 70-2）或ISO 5208 Rate A等级，确保在连续低温启闭工况下无可检测泄漏。
四、典型工况与技术案例
在LNG接收站应用中，低温闸阀常用于：
LNG储罐进出料主管线
冷却分离器与液化装置出口段
冗余保护线路与安全切断系统
例如KNKE近期为某沿海LNG接收终端提供的一批DN200~DN600低温闸阀，在-196℃工况下连续启闭1万次无卡滞现象，密封等级达到ISO 5208-A级，具备远程气动控制接口和应急手动操作功能，满足SIL安全等级要求。
五、KNKE技术优势总结
KNKE依托专业的低温工况研发团队与全流程控制的制造体系，在低温闸阀产品方面具有如下核心能力：
CAD/CAE结构仿真设计平台，确保结构在低温收缩条件下应力分布合理
100%产品低温试验平台（-196℃液氮池+气密试验室）
API 6D、ISO 15848等全系列认证体系
支持定制：口径DN15~DN1200，压力等级Class150~2500，适配电动、气动、液动等多种驱动方式
KNKE将继续聚焦深冷工况控制技术，为化工、能源、空分及低温装备制造等行业提供更智能、更可靠的阀门解决方案。如您对KNKE低温闸阀有技术咨询或工程配套需求，欢迎随时联系我们的工程师团队。
