閥門主要(yào)零件的材質,首(shǒu)先應考慮(lǜ)到工作介質的(de)物理性能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性)等。同時,還應了解介質的清潔程度(有無固體(tǐ)顆粒(lì))。除此之外(wài),還要參照國家和使用部門的有關規定和要求。
許(xǔ)多(duō)種材料可以滿足閥門(mén)在多種不同(tóng)工況的使用要求。但是,正确、合理(lǐ)的(de)選擇閥門的材料,可以獲得(dé)閥門最經濟的使用壽命(mìng)和最佳的性能。
閥(fá)門的材質,種類繁多,适用于各種不同工況。現把常用的閥體材質、内件材質和密封面(miàn)材質介紹如下。
閥體常(cháng)用的材質
1、灰鑄鐵灰鑄(zhù)鐵閥以其價格低廉、适用範圍廣而應用在工業的各個領(lǐng)域。它們通常用在水、蒸汽、油和氣(qì)體為介(jiè)質的情況下,并廣泛地應用于(yú)化工(gōng)、印染、油化、紡織和許多其它對鐵污染影響少或沒有影響到的工業産品上。
适用于工作溫度在–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓閥(fá)門。
2、黑心可鍛鑄(zhù)鐵适(shì)用于工作溫度在–15~300℃之間,公稱壓力PN≤2.5MPa的中低壓閥門。
适用介質為水、海水、煤氣、氨(ān)等。
3、球墨鑄鐵球墨鑄鐵是鑄鐵的一種,這種鑄鐵,團狀或球狀石墨取代了灰鑄鐵中的片狀石墨。這種(zhǒng)金屬内部(bù)結構的改變使它的機械性能比普通(tōng)的灰鑄鐵要(yào)好,而且不損傷其(qí)它性能。所(suǒ)以,用球墨鑄鐵制造的閥門比那些用灰鑄(zhù)鐵制造的(de)閥門使用壓力更高(gāo)。适用于工作溫度在–30~350℃之(zhī)間,公稱壓力PN≤4.0MPa的中低壓(yā)閥門。
适用介質(zhì)為水、海水、蒸汽、空氣(qì)、煤氣、油品等。
4、碳素鋼(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄鋼是為适應那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生産需要。但由于碳(tàn)鋼閥總的(de)使用性能好,并對由(yóu)熱膨脹、沖(chòng)擊載(zǎi)荷和管線變形而産生應力的抵抗強度大,就使它的使用範圍擴大(dà),通常包括了用鑄鐵閥和青銅閥門的(de)工況條件。
适用于工作溫度在–29~425℃之間的中(zhōng)高壓閥門(mén)。其(qí)中(zhōng)16Mn、30Mn作溫度為–40~400℃之間,常用來替代ASTMA105。适用介(jiè)質為飽和蒸汽和過熱蒸汽。高(gāo)溫(wēn)和低(dī)溫油品、液化氣體、壓縮空氣、水、天燃氣(qì)等。
5、低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用(yòng)于低(dī)于零度的溫度範圍,但不(bú)能擴大使用到深冷區域。用這些材料制(zhì)造的閥門(mén)适用于以下介質,如海水(shuǐ)、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
适用于工作溫度在–46~345℃之間(jiān)的低溫閥門。
6、低合金鋼(gāng)(WC6、WC9)低合金鋼(如碳钼鋼和鉻钼鋼(gāng))制造的閥門可(kě)以适用許多種工作介質,包括飽和和過熱蒸(zhēng)汽、冷的和(hé)熱的油、天然氣和空(kōng)氣。碳鋼閥的工(gōng)作溫(wēn)度可以用(yòng)到500℃,低合金鋼閥可用到600℃以上。在高溫下,低合金鋼的機(jī)械性能比碳鋼要高。
适(shì)用于工作溫度(dù)在–29~595℃之間的(de)非腐蝕性介質的高溫高(gāo)壓閥門;C5、C12适用于工作溫度在–29~650℃之間的腐蝕性介質的高(gāo)溫高壓閥門。
7、奧氏體不鏽(xiù)鋼奧氏(shì)體不鏽鋼大約含18%的(de)鉻和8%的鎳。18-8奧氏體不鏽鋼經(jīng)常用來使用(yòng)在溫度(dù)過高和過低以及很強的腐蝕條件下作(zuò)為閥體和閥(fá)蓋材料。以18-8不鏽(xiù)鋼為(wéi)基體加入钼并稍微增加鎳的含量,實質上就增加(jiā)其抗腐蝕能力。用這種鋼(gāng)制造的閥門可以大量地(dì)應用在化工上,如輸送醋酸、硝酸、堿、漂白液、食品、果(guǒ)汁、碳酸、制(zhì)革液和許多其它的化工産品。
為了(le)适用高溫範圍,進一步改變材料成分,在這不鏽鋼内加入铌,就是我們所知的18-10-Nb,溫度可以(yǐ)用到800℃。
奧氏體不鏽(xiù)鋼通常用在很低(dī)的溫度下也不會變脆,所以用這種材料(如18-8和18-10-3Mo)制造的(de)閥門(mén)很适于低溫下工作。例如(rú)輸送液态的氣體,象天然氣、沼氣、氧氣和氮氣。
适用(yòng)于工作溫度在–196~600℃之間的腐蝕性(xìng)介質的閥門。奧氏體不鏽鋼也是非常理想的(de)低溫閥門材料。
8、蒙乃(nǎi)爾合金‘蒙乃爾’是一種具有很好耐(nài)蝕性的高鎳—銅合金(jīn)。這(zhè)種材料經常(cháng)被用在輸送堿、鹽溶液、食品和許多(duō)無氣酸的閥門上(shàng),特别是硫(liú)酸和氫氟酸。‘蒙乃爾’合(hé)金非常适合于蒸汽、海水和海洋環境(jìng)。主要适用于含氟氯酸(suān)介質的閥門中(zhōng)。
9、哈氏合金主(zhǔ)要适用于稀(xī)硫酸等的強腐蝕性介質的閥門中。
(1)‘哈氏’合金B
這種(zhǒng)合金含有60%的鎳、30%的钼和5%的(de)鐵。它特别能抵抗無機(jī)酸(suān)的強腐蝕,‘哈氏’合(hé)金‘B’對于各種(zhǒng)濃度的鹽酸可以用到沸點溫(wēn)度,而對于硫酸來說,在腐蝕性最強的濃(nóng)度下可以用到70℃。對于磷酸(suān),它可(kě)以在各種條件下,而(ér)且(qiě)‘哈氏’合金‘B’對于氯(lǜ)化铵、氯化鋅、硫酸鋁和硫酸铵也很适用。
在氧化性氣氛中,‘哈氏’合金‘B’可(kě)以用到大(dà)約800℃,在還原氣氛中,使用溫度可(kě)以更高(gāo)一些。
(2)‘哈氏’合金C
這種合(hé)金是含有(yǒu)15%的鉻和(hé)17%的钼的鎳基(jī)合金(jīn)。在氧(yǎng)化和還原兩(liǎng)種氣氛下,它可以(yǐ)用到(dào)1100℃。它對于鹽酸、硫酸和磷酸(suān)有很(hěn)好的抗腐蝕性。而且在許(xǔ)多情(qíng)況下(xià),它也可用(yòng)于硝酸。
‘哈氏’合金‘C’對于氯化物、氫氯化物(wù)、硫(liú)化物、氧化(huà)鹽溶液(yè)和許多其它的腐蝕性介質有很強(qiáng)的抗腐蝕性。還特别(bié)适用于氫鹵酸類介質,例如氫氟酸。
10、钛合金主要适用于各種強腐蝕介質(zhì)的閥門中。
11、鑄造銅合金工業(yè)用(yòng)的閥門很多是由有色(sè)金屬材料制成,主要是青銅和黃銅。制(zhì)造閥(fá)門的青(qīng)銅合金中銅、錫、鉛(qiān)、鋅的比例通常為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要無(wú)鋅青銅,必須加以(yǐ)說明。青(qīng)銅的物理強度、結構穩定(dìng)性、抗腐蝕性使它特(tè)别适合工業生産。工業用(yòng)的青銅閥(fá)門的口徑可達100mm。
青銅閥常用在相對(duì)中等溫度的場合,有些牌号的青銅(tóng)可用到280℃左右。在低溫方面(miàn),多數銅合金具有在(zài)很低的(de)溫度下(xià)不變脆的(de)特性,這使得青(qīng)銅廣泛地應用在低(dī)溫工況下,例如液氧、液氮,其溫度在-180℃以下。
12、20号合(hé)金在普通不鏽鋼不能勝任的非常嚴格的情況下,使人(rén)最感興趣的一類鋼就是高合(hé)金不鏽鋼。也許最常見的一種就是20号合金鋼(gāng)。它含有29%的鎳、20%的鉻、外(wài)加钼和銅。這種合金對于(yú)各種溫度和濃度的(de)硫酸都有很強的抵抗能力。另外,在大多(duō)數情況下,它還可(kě)用(yòng)于磷酸和(hé)醋(cù)酸介質(zhì),特别是有氯化物和其它雜質的場合。
13、雙向不鏽鋼雙向不鏽鋼(鐵素體結構(gòu)或奧氏(shì)體結構)的應用發(fā)展趨勢。這種鋼含(hán)有20%或(huò)更多的鉻和5%左右(yòu)的鎳,以及一定(dìng)量的钼,這些合金的強度和硬度比普通的奧氏體不鏽鋼好,而且在(zài)硫酸和磷酸的非(fēi)常惡劣的工況下,抗(kàng)局部腐蝕的能(néng)力很強。
主要适用于工作溫度(dù)在–273~200℃之間氧氣管路和海(hǎi)水管路用的閥門中。
14、塑料、陶瓷這兩種材料都屬于非金屬(shǔ)。非金屬材(cái)料(liào)閥(fá)門的最大特點(diǎn)是(shì)耐腐蝕性強,甚至有金(jīn)屬材料閥門所不能具備的優點。一般适(shì)用于公稱壓力PN≤1.6MPa,工作溫(wēn)度不超過60℃的腐蝕性(xìng)介質中(zhōng),無毒塑料閥門也适用于給水工業中。閥門主要(yào)零件的材質,首先應考慮到(dào)工作介質的物(wù)理性能(溫度、壓力)和化學性能(néng)(腐蝕性)等(děng)。同時,還應了解(jiě)介質的清潔程度(有無固體顆粒(lì))。除此之外,還(hái)要參照國家和使用(yòng)部門的有關規(guī)定和要求。
許多種材料可以滿足閥門在多種(zhǒng)不同工況的使用要求。但(dàn)是,正确、合(hé)理的(de)選擇(zé)閥門的材料,可以獲得閥門最經濟(jì)的使用壽命和最佳的性能。