只要涉及到LNG轉運的地方，都會使用低溫拉斷閥。不過，由于LNG的儲存、低溫鶴管的溫度只有-162。，并且LNG一旦泄漏，除了帶來火災危險外，噴發(fā)的低溫介質還容易導致人員凍傷。因此,對于這種低溫拉斷閥的使用提出了很高的要求，除了可靠性之外，還要求具備低溫工況下的密封性。

二、 低溫拉斷閥的標椎要求

對于低溫拉斷閥,保證密封之外，合適的拉斷力是關鍵的，過大，起不到保護軟管的作用，過小，則容易發(fā)生誤動作。以往舊版的標準只對加油機有明確的設置低溫拉斷閥的要求,很多LNG站都沒有設置低溫拉斷閥，而更新后的GB50156-2012版,對于常用的汽車燃料加注,如加油、LPG、CNG、LNG,均規(guī)定了必須設置低溫拉斷閥，加油的橡膠軟管的拉斷力為800~1500N,LPG、CNG、LNG軟管的拉斷力為400-600N（其中CNG卸氣柱為600-900N）。

實際操作中，在LNG低溫鶴管管路中保護軟管的低溫拉斷閥，此標準規(guī)定的400-600N拉斷力是相當保守的，原因如下：

LNG低溫鶴管一般采用的是帶金屬網(wǎng)套的不銹鋼波紋管，與橡膠軟管比，其重量大,剛性強，因此操作力比較大，標準規(guī)定的過小拉斷力容易導致低溫拉斷閥誤動作。

一般LNG從站房鶴管到LNG車載瓶的軟管口徑為DN25，從槽車鶴管到LNG站的軟管口徑為DN50,該口徑的不銹鋼波紋管,本身強度極高，非橡膠軟管可比。

因此，合理的設置拉斷力，不僅可以降低了制造難度,使得低溫密封更加可靠，還可以讓低溫拉斷閥具備很好的環(huán)境適應性。要想確定一個合理的拉斷力，就必須了解GB50156中拉斷力數(shù)據(jù)的來源。

三初拉郵的分離拉力

雖然GB50156-2012對于拉斷力有要求，但是并無相關數(shù)據(jù)來源的說明,2006版則只提到LPG低溫拉斷閥的拉斷力400-600N是參考國外標準制定的，對于其他介質的低溫拉斷閥參數(shù)則沒有出處。不過，該標準規(guī)定了加油軟管必須符合GB10543-2003的標準,如果根據(jù)GB10543對軟管的技術要求，還是可以計算出軟管能夠承受的拉力，并以此推算低溫拉斷閥的設定要求。

GB10543對加油的橡膠軟管要求內襯層和外覆層的抗拉強度為p^7MPa,已知抗拉強度p,如果知道截面積A,那么,軟管的拉斷時所承受的力就是：F=p^A以GB10543規(guī)定的小的橡膠管為例，內徑d為19mm,內襯加外覆層壁厚小為3.2mm,則外徑D為25.4mm,那么其抗拉力F,為F=p"=p*旳=1563GB50156對于加油軟管保護的低溫拉斷閥，設定的拉斷力為800-1500N,可見設定值的安全系數(shù)大概范圍為0.5-1,并且GB10543標準所要求的抗拉強度7MPa是小保證值，因此，實際軟管可以承受的拉力還會更大一些。

四、低溫拉斷閥既雌既力的確定

要確定低溫拉斷閥的拉斷力，必須先了解低溫鶴管軟管的結構參數(shù)，計算其可以承受的拉力。

在以LNG為燃料的汽車中，國內的主流的的LNG氣瓶產品的設計工作壓力為1.59MPa,實際鶴管LNG時工作壓力大概為0.65MPa。按GB50156規(guī)定.LNG卸車軟管的公稱壓力不得小于裝卸系統(tǒng)工作壓力的2倍,其小爆破壓力不應小于公稱壓力的4倍。故軟管的設計壓力設定為1.6MPa,小爆破壓力6.4MPao

LNG裝卸的金屬軟管，因為處于-162。的介質工作溫度下，所以一般采用帶金屬網(wǎng)套的奧氏體不銹鋼波紋軟管。由于鶴管作用不同,LNG軟管口徑是不同的,對于從槽車往LNG站卸車的口徑一般為DN50,LNG加氣站對車載氣瓶的鶴管一般為DN25。波紋軟管軟管應該符合GB/T14525的要求。

對于帶金屬網(wǎng)套的波紋管，除了波紋管本身的強度可以承受拉力，作為防護的金屬網(wǎng)套,在金屬波紋管與橡膠軟管中所起到的作用是不同的，由于金屬波紋管橫向剛度比縱向剛度大得多,所以介質壓力引起的很大一部分橫向的負荷是由波紋管承受的，而軸向的拉伸負荷則主要是由金屬絲網(wǎng)來承受了。

因此,軟管可以承受的拉力，也就取決于波紋軟管本身的抗拉強度和金屬網(wǎng)套的強度,也受制于軟管內的介質推力。

下表是某個LNG低溫鶴管軟管生產廠家的產品參數(shù)，其中金屬網(wǎng)套參數(shù)是按照文獻1選擇的。

根據(jù)上表的軟管參數(shù),我們可以計算出LNG鶴管軟管的能承受的拉力。

波紋軟管的材料一般是06Crl9Nil0,其抗拉強度#515MPa，已知抗拉強度p,截面積為A,那么，軟管的拉斷時所承受的拉力就是：F»=pXA經(jīng)計算,DN50波紋軟管的小拉力F»是32601N,DN25波紋軟管的小拉力F。是12273N。金屬網(wǎng)套可以承受的拉力按照文獻2的介紹，已知爆破壓力負荷Pb,爆破時網(wǎng)套承受的拉F。為：f=9“4cosa計算可知，DN50軟管的F。為25568N,DN25軟管的F。為7047N。本文按照4倍PN爆破壓力來計算拉力，沒有實際測量過金屬網(wǎng)套的具體參數(shù)，爆破壓力是標準給定的小值，因此該方法計算的網(wǎng)套承受的拉力是偏小的保證值，如果有具體產品參數(shù)，還可以根據(jù)其參數(shù)按照文獻2中4-32公式進行詳細計算。

低溫介質本身的推力

在LNG低溫鶴管時，流體介質的壓力對波紋管也有一個導致波紋管拉伸的軸向推力。其值為為波紋管有效截面積和管道內截面積之差的推力，根據(jù)文獻3附錄IV的介紹，壓力推力的值由以下公式?jīng)Q定，F廣p"=px 其中:P-介質壓力,0.65MPaA-有效截面積和管道內截面積之差,mn?計算可知,DN50軟管的F,為561N,DN25軟管的F,為187N。低溫拉斷閥的大允許拉斷力作為保護軟管的低溫拉斷閥,其允許的拉斷力，應該比軟管本身允許的拉力小，還必須考慮介質壓力對軟管施加的推力，軟管的軸向負荷則主要是由金屬絲網(wǎng)套來承受，因此，考慮低溫拉斷閥的大拉斷力，主要考慮金屬網(wǎng)套允許的拉力（或者與波紋管允許拉力的相對較小值），減去介質推力。按照前述的計算,匯總如下表。

符號DN50DN25

五、工程設計中的曲斷力的選擇

GB50156-2012對LNG低溫鶴管的低溫拉斷閥要求拉斷力為400~600N,而我們實際計算得知，在鶴管工況下,DN50軟管網(wǎng)套可以承受25007N的拉力,DN25軟管網(wǎng)套可以承受12086N的拉力。由此可見.GB50156的規(guī)定是相當?shù)谋Ｊ夭⑶液翢o必要的。

工程設計中，應該根據(jù)實際的金屬軟管性能,正確選擇低溫拉斷閥的拉斷力。

國外同類產品的拉斷力設置

我們可以看看國外的同類產品是如何選擇拉斷力的。

RomanSeliger公司的ABV型低溫拉斷閥，口徑為DN50-100,在1.6MPa介質壓力下拉斷力為5.6~11.5kN,基本上是按照軟管承受拉力的0.5倍。

TODO的低溫拉斷閥，口徑從DN50-DN80,是根據(jù)工況選擇拉斷力,在無介質壓力影響下小的拉斷力為12.5kN。當有介質壓力時,低溫拉斷閥的外部允許拉斷力會相應地減少。

在國內低溫行業(yè)，使用比較多的還有KLAW的低溫拉斷閥，如圖，該公司的規(guī)格依據(jù)標準的拉斷安全螺栓規(guī)格設置了幾檔拉斷力規(guī)格，小的為20kN。

工程設計中的拉斷力的選擇

加油機低溫拉斷閥的拉斷力安全系數(shù)為0.5-1。本文也設定低溫拉斷閥的安全系數(shù)為0.5-1,其基準參考拉力可以選擇相對薄弱的金屬網(wǎng)套能夠承受的拉力。LNG低溫鶴管，由于鶴管作用不同，因此，軟管口徑是不同的，對于從槽車往LNG站卸車的DN50軟管，其拉斷力可以設置為12.5-25kN,對于從LNG站鶴管到LNG燃料車的DN25軟管,其拉斷力可以設置為6-12kN。在液氧、液氮等低溫液體的貯運鶴管中，也可以參考本文計算拉斷力。

對于采用安全拉斷螺栓結構的低溫拉斷閥，由于拉斷螺栓的制造要求比較高，并且材料標準所規(guī)定的性能均僅為為保證值，因此對于每批次的原材料都應做機械性能試驗,低溫拉斷閥產品則應做實際工況的抽樣破壞試驗。