閥門主要零件的材質,首先應考慮到工作介(jiè)質的(de)物理性能(溫度、壓力)和化(huà)學性(xìng)能(腐蝕性)等。同時,還應了解(jiě)介質的清潔(jié)程度(有無固體顆粒)。除此之外(wài),還要參照國家和(hé)使用部(bù)門的(de)有關規定和要求。
許(xǔ)多種材料(liào)可以滿足閥門在多種不同工(gōng)況的使用要求。但是,正确、合理的選擇閥門(mén)的材料(liào),可以獲得(dé)閥門最經濟的使用(yòng)壽命(mìng)和最(zuì)佳的性(xìng)能。
閥門的材質,種類繁(fán)多,适用于各種不同工況。現把(bǎ)常用的閥體材質、内件材質和密封面(miàn)材質介紹如(rú)下。
閥體常(cháng)用的材質
1、灰鑄鐵灰鑄鐵閥以其價格低廉、适用範圍(wéi)廣而應用在工業的各個領域。它們通(tōng)常用在水、蒸汽、油和氣體為介(jiè)質的情況下,并廣泛地應用于(yú)化工、印染、油化、紡織和(hé)許多其它對鐵污染影響少(shǎo)或(huò)沒有影(yǐng)響到的工業産(chǎn)品上。
适用于工作溫度在–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓閥門。
2、黑心可鍛鑄鐵适用于工作溫度在–15~300℃之間,公稱壓力PN≤2.5MPa的(de)中低壓(yā)閥(fá)門。
适用介質為水、海水、煤氣、氨等(děng)。
3、球墨鑄鐵球墨鑄鐵是鑄鐵(tiě)的一(yī)種,這種鑄鐵,團狀或球狀石墨(mò)取(qǔ)代了灰鑄鐵(tiě)中的片狀石墨。這種(zhǒng)金屬内部結構的改(gǎi)變(biàn)使(shǐ)它的機械性能比普通的灰鑄鐵要好,而且不(bú)損傷其它性能。所(suǒ)以,用球墨(mò)鑄鐵制造的閥門比那些用灰鑄(zhù)鐵制造的閥門使用壓力更高。适用于工作溫度在–30~350℃之間,公稱壓力PN≤4.0MPa的中低壓閥門。
适用介質為水、海(hǎi)水、蒸汽、空氣(qì)、煤氣、油品等。
4、碳素鋼(gāng)(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄鋼是為(wéi)适應那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生産需要。但由于碳鋼閥總的使用性能好(hǎo),并對由(yóu)熱膨脹、沖擊載荷和管線變形(xíng)而産生(shēng)應力的抵抗(kàng)強度大,就使它的使用範圍擴大,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(jiān)的中高壓閥門。其(qí)中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(qì)和過熱蒸(zhēng)汽。高溫和低溫油品、液化(huà)氣體、壓縮(suō)空氣、水、天燃氣等。
5、低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用(yòng)于低于零度的溫度(dù)範圍,但不能擴大使用到(dào)深冷區域。用這些材料制造的閥門适用于以下介質,如海水、二氧化碳、乙炔(quē)、丙烯和乙烯。
适用于工作溫度在–46~345℃之間的低溫閥門。
6、低合金鋼(gāng)(WC6、WC9)低合金鋼(如(rú)碳钼鋼和鉻钼鋼(gāng))制造的閥門可以适用許多種工作(zuò)介質,包括飽和(hé)和過熱蒸汽、冷的和熱的油、天然氣和空氣。碳(tàn)鋼閥的(de)工作溫度可以用到500℃,低合金鋼閥可用到600℃以上。在(zài)高溫下,低合金鋼的(de)機械性能比碳鋼要(yào)高。
适用于工作溫度在–29~595℃之間的非腐蝕性(xìng)介質的高溫高壓閥(fá)門;C5、C12适用于工作溫度(dù)在–29~650℃之間的腐蝕性介質的高(gāo)溫高壓閥門。
7、奧氏(shì)體不鏽鋼奧氏(shì)體不鏽鋼大約含18%的(de)鉻和8%的鎳。18-8奧氏體不(bú)鏽鋼(gāng)經常用來使用在溫度過高和過低以及很強(qiáng)的腐蝕條件下作為閥體和閥蓋材(cái)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(jiù)增加其抗腐蝕能(néng)力。用這種(zhǒng)鋼制造的閥門可以大量地應用在化工上,如輸送醋(cù)酸、硝酸、堿、漂白液、食品(pǐn)、果(guǒ)汁、碳酸、制革液和許多其它(tā)的化工産品。
為了适用(yòng)高溫範圍(wéi),進一步改(gǎi)變材料成(chéng)分,在這(zhè)不鏽鋼内加入铌,就是我們(men)所知的18-10-Nb,溫度可以用到800℃。
奧氏體不鏽鋼通常用(yòng)在很低的溫度下也不會變脆,所以用這種材料(如18-8和18-10-3Mo)制造的閥門很(hěn)适于低溫下工作。例如輸送液态的氣體,象天然氣、沼氣、氧氣和氮氣。
适用于工作(zuò)溫度在–196~600℃之間的(de)腐蝕性介質的閥門。奧氏體不鏽鋼也(yě)是非常理想的低溫閥門材料。
8、蒙乃爾合金‘蒙乃爾’是一種具有很好耐(nài)蝕性的高鎳—銅合金。這(zhè)種材料經常被用在輸(shū)送堿、鹽溶(róng)液、食品和許多無氣酸的(de)閥門上,特别是硫酸和氫氟酸。‘蒙乃爾’合金(jīn)非常适合于(yú)蒸汽、海水和海洋環境。主要适用于(yú)含氟(fú)氯酸介質的閥門中。
9、哈氏合金主要适用于稀硫酸等的強腐(fǔ)蝕性介質的閥門中。
(1)‘哈氏’合金B
這種合金含有(yǒu)60%的鎳、30%的钼和5%的鐵。它特别能抵抗無(wú)機(jī)酸(suān)的強腐蝕,‘哈(hā)氏’合金‘B’對于各種濃度的鹽(yán)酸可以(yǐ)用(yòng)到(dào)沸點溫度,而對于硫酸來說,在腐蝕性最強的濃度下可以用到70℃。對于磷酸,它可(kě)以在各種條件下,而且‘哈氏’合金‘B’對于氯化铵、氯化鋅、硫酸鋁(lǚ)和硫酸铵(ǎn)也很(hěn)适用。
在氧化性氣氛中,‘哈氏’合金‘B’可(kě)以用(yòng)到大約800℃,在還(hái)原氣氛中,使用溫度可以更高(gāo)一些。
(2)‘哈氏’合金C
這種合(hé)金是含有15%的鉻和17%的钼的鎳基合金。在氧化和(hé)還原兩種氣氛(fēn)下,它可(kě)以(yǐ)用到1100℃。它對于鹽酸、硫酸和磷酸有很好的抗腐(fǔ)蝕性。而(ér)且在許多情況下,它也可用(yòng)于硝酸。
‘哈氏’合(hé)金‘C’對于(yú)氯(lǜ)化物、氫氯化物、硫化物、氧化鹽溶液和許多其它的腐蝕(shí)性介質有很強的抗腐蝕性。還特别(bié)适用(yòng)于氫鹵酸類介質,例(lì)如(rú)氫氟酸。
10、钛合金主要适(shì)用于各種強腐蝕介質(zhì)的(de)閥門中。
11、鑄造銅合金工業用(yòng)的(de)閥門很多是由有色(sè)金屬材料制成,主要是青(qīng)銅和(hé)黃銅。制造(zào)閥門的青銅合金中(zhōng)銅、錫、鉛、鋅的比例通常為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要無鋅青銅,必須加以說明(míng)。青銅的物理強度、結構穩定性、抗腐蝕性使它特别适合工(gōng)業生産(chǎn)。工業用的青(qīng)銅閥(fá)門的(de)口徑可達100mm。
青銅閥常用在相對中等溫度的場合,有些牌号的青銅可用到280℃左右。在低溫方面,多數銅合金具(jù)有在很低的溫度下不變脆的特性,這使得青銅廣泛(fàn)地應用(yòng)在低(dī)溫工況下,例如液氧(yǎng)、液氮,其溫度在-180℃以下(xià)。
12、20号合金在普通不鏽鋼不能勝(shèng)任的非常嚴格的情況下,使人最感(gǎn)興趣的一類鋼(gāng)就是高合金不鏽鋼(gāng)。也許最常見(jiàn)的一種就是20号合金鋼。它含有29%的鎳、20%的鉻、外(wài)加钼和銅。這種合金對于各種溫度和濃度的硫酸(suān)都有很強的抵抗能力。另外,在大多數情況下,它還可用于磷酸和醋(cù)酸介質,特别是有氯化物和其它雜質的場合。
13、雙向不鏽鋼(gāng)雙向不鏽鋼(鐵素體結構或奧(ào)氏體結構)的應用發展(zhǎn)趨勢。這種鋼含有20%或更多的鉻和5%左(zuǒ)右(yòu)的鎳,以及一定量的钼,這(zhè)些合(hé)金的強度和硬度比普通的奧氏體(tǐ)不鏽鋼好,而且在硫酸和磷酸的非常惡劣的工況下(xià),抗局部腐蝕的能(néng)力很強。
主要适用(yòng)于工作溫度在–273~200℃之間氧氣管路和(hé)海(hǎi)水管路用的(de)閥門中。
14、塑(sù)料、陶瓷這兩種材料都屬于非金屬(shǔ)。非金屬材(cái)料閥(fá)門的最大特點是耐腐蝕性強,甚至有金(jīn)屬材料閥門所不能具備的優點。一般适用于公稱壓力PN≤1.6MPa,工作(zuò)溫度不超過60℃的腐蝕性介質中(zhōng),無毒塑料閥門也适用于(yú)給水工業中。閥門主要零件的材質,首先應(yīng)考(kǎo)慮到工作介質的物理性能(溫度、壓力)和化(huà)學性能(腐蝕性)等(děng)。同時(shí),還應了解介質的清潔(jié)程度(有(yǒu)無固體顆粒)。除此之外,還(hái)要參照國家和使用(yòng)部門的有關規定和要求。
許多種材料可以滿足閥門在多種(zhǒng)不同工況的使用要求(qiú)。但是,正确、合理的選擇閥門的材料,可以獲得閥(fá)門最經濟的使用(yòng)壽命和最佳的性能。