閥門主要(yào)零件的材質(zhì),首先應考慮(lǜ)到工作介質的物理性能(néng)(溫(wēn)度、壓力)和化(huà)學性(xìng)能(腐蝕性)等。同時,還應了解介質的清潔程度(dù)(有無固體顆粒)。除此之外,還要參照國家和使用(yòng)部(bù)門的有關規定和要求。
許多種(zhǒng)材料可以滿足閥門(mén)在多種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(dé)閥門最經濟的使用壽命(mìng)和最(zuì)佳的性能。
閥(fá)門的材質,種類繁(fán)多,适用于各種(zhǒng)不同工況。現把常用的閥(fá)體材質、内件材質和密封面材質介紹如下。
閥體(tǐ)常(cháng)用的材質
1、灰鑄鐵灰鑄鐵閥以其價格低廉、适用範(fàn)圍廣而應(yīng)用在工(gōng)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(kuàng)下,并(bìng)廣泛地應用于(yú)化工(gōng)、印染、油化、紡織和許多其它對鐵污(wū)染影響少(shǎo)或沒有影(yǐng)響到的工業産品上。
适用于工作(zuò)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(tiě)适用于工作溫度(dù)在–15~300℃之間,公稱壓力PN≤2.5MPa的(de)中低壓閥門。
适用(yòng)介質為水、海水、煤氣、氨等。
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)取代了灰鑄鐵(tiě)中(zhōng)的片狀石墨。這種(zhǒng)金屬内部結構的改變使它的機械(xiè)性能(néng)比普通的灰鑄(zhù)鐵要好,而且不損傷其它性能。所以,用(yòng)球墨鑄(zhù)鐵制(zhì)造的閥門比那(nà)些用灰鑄鐵制造的閥門使用壓力更高(gāo)。适用于工作溫度在–30~350℃之間,公(gōng)稱(chēng)壓力PN≤4.0MPa的中低壓閥門。
适用(yòng)介質為水、海(hǎi)水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等。
4、碳素鋼(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄(zhù)鋼是為适應那些超出(chū)鑄鐵閥和青銅閥能力的生産(chǎn)需要。但由于碳鋼閥總的使用性(xìng)能好,并對由熱膨脹、沖擊載荷和管線變形而産生應力的抵抗強(qiáng)度大,就(jiù)使它的(de)使用範圍擴大,通(tōng)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(dù)在–29~425℃之間(jiān)的中高壓閥門。其中16Mn、30Mn作溫度為–40~400℃之間(jiān),常用來替代ASTMA105。适用介質為飽和蒸汽(qì)和過熱蒸汽。高溫和低溫油品、液化(huà)氣(qì)體、壓縮空氣、水、天燃氣等。
5、低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低(dī)鎳合金鋼可以用(yòng)于低于零度的(de)溫度範圍,但不能擴大使用到(dào)深冷區域。用這(zhè)些材料制造的閥門(mén)适用于以下介質,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
适用于(yú)工作(zuò)溫度在–46~345℃之間(jiān)的低溫閥門。
6、低合(hé)金鋼(gāng)(WC6、WC9)低合金鋼(如碳钼鋼和鉻钼鋼(gāng))制造的閥門可以适用許多種(zhǒng)工作(zuò)介(jiè)質,包括飽和和過熱蒸汽、冷的和熱的油、天然氣和空氣。碳鋼閥的工作溫度可以用到(dào)500℃,低合金(jīn)鋼閥可用到600℃以上。在(zài)高溫下,低合金鋼的機械性能比碳鋼要高。
适(shì)用于工作溫度(dù)在–29~595℃之間的非腐蝕(shí)性介質的高溫高壓閥門;C5、C12适用于(yú)工作溫度(dù)在–29~650℃之間的(de)腐蝕性介質的(de)高溫高壓閥門。
7、奧氏(shì)體不鏽鋼奧氏(shì)體不鏽鋼大約含18%的鉻和8%的鎳。18-8奧氏體不鏽鋼經常用來使用在溫度過高和過低以及很強的腐蝕條(tiáo)件下作為閥體和閥蓋材(cái)料。以18-8不鏽鋼為基(jī)體加入钼并稍(shāo)微增加鎳的含量,實質(zhì)上就增加其抗腐蝕能力。用這種鋼制造的(de)閥門可以大量地(dì)應用在化工上(shàng),如輸送醋酸、硝酸、堿、漂白液(yè)、食品、果汁、碳(tàn)酸、制革液和許多其它的(de)化工産品。
為了(le)适用高溫範圍,進(jìn)一步改(gǎi)變材料成(chéng)分,在這不鏽鋼内(nèi)加入铌,就是我們所知的18-10-Nb,溫度可以用到800℃。
奧氏體不鏽鋼通常用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(mén)很适于低溫下工作。例如輸送液态的氣體,象天然氣、沼氣、氧氣和(hé)氮氣。
适用于工作溫度在–196~600℃之間的腐蝕性介質的閥門。奧氏體不鏽鋼也是非常理(lǐ)想的低溫閥門材料(liào)。
8、蒙乃爾合金‘蒙乃爾’是一種具有很好耐蝕性的高鎳—銅合金。這(zhè)種材料(liào)經常被用在輸(shū)送堿、鹽溶液、食(shí)品和許多無氣酸的(de)閥門上,特别是(shì)硫酸和氫氟酸。‘蒙乃爾’合金非常适合于蒸汽、海水和海洋環境。主(zhǔ)要适用于含氟氯酸介質的閥門中。
9、哈氏合金主要适用于(yú)稀硫酸等的強腐蝕性介質的閥門中。
(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)機酸的強腐蝕,‘哈氏’合金‘B’對于各種濃度的鹽(yán)酸可以用(yòng)到(dào)沸點溫(wēn)度(dù),而對于硫酸來說(shuō),在腐(fǔ)蝕性最強的濃(nóng)度下可以用到70℃。對于磷酸,它可以在(zài)各種條件下,而且‘哈氏’合金(jīn)‘B’對于氯化铵(ǎn)、氯化鋅、硫酸鋁和硫酸铵也很适用。
在氧化性氣(qì)氛中,‘哈氏’合金‘B’可(kě)以(yǐ)用到大約800℃,在還原氣氛中,使用溫(wēn)度可(kě)以更高一些。
(2)‘哈氏’合金C
這種合金是含有15%的鉻和17%的钼的鎳基合金(jīn)。在氧化和還原兩(liǎng)種氣氛下,它可以用到1100℃。它對于鹽酸、硫(liú)酸和磷酸有很好的抗腐蝕性。而且在許多情況下(xià),它也可用于硝(xiāo)酸。
‘哈氏’合金‘C’對于氯(lǜ)化物、氫氯化物、硫(liú)化物、氧化鹽溶液(yè)和許(xǔ)多其它的(de)腐蝕性介質有很強(qiáng)的抗腐蝕性。還特别适用(yòng)于氫鹵酸(suān)類介質,例(lì)如氫氟酸。
10、钛合金主要适(shì)用于(yú)各種強腐蝕(shí)介質的(de)閥門中。
11、鑄造銅合金(jīn)工業用的閥門很多是由有色金屬材料制成,主要是青銅和黃銅。制造閥門的青銅合金中(zhōng)銅、錫、鉛、鋅的比例通常為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需(xū)要無(wú)鋅青銅,必須加以說明。青(qīng)銅的物理強度、結構穩定性(xìng)、抗腐蝕性使它特别适(shì)合工業生産(chǎn)。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(yǒu)些(xiē)牌号的(de)青銅(tóng)可用到280℃左右。在低(dī)溫方面,多數銅合金具有在很低的溫度下不變脆的特性(xìng),這使得青銅(tóng)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号合金在普通不鏽鋼不能勝(shèng)任(rèn)的非常嚴格的情況下,使人最感興趣的一類鋼(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(gè)、外加钼和銅。這種(zhǒng)合金對于各種溫(wēn)度和濃度的(de)硫酸(suān)都有很強的抵抗能力。另外,在大多(duō)數情況下,它還可用于磷酸和(hé)醋酸介質,特别是有氯化物和其它雜質(zhì)的場合。
13、雙向不鏽鋼(gāng)雙向不鏽鋼(鐵(tiě)素體結構或奧氏(shì)體結構)的應用發展趨勢。這種鋼含有20%或更多的鉻和5%左右的鎳,以及一定量的钼,這些合金的強度和硬度(dù)比普通的奧氏體不鏽鋼好,而且在硫酸和磷酸的非常惡劣的工(gōng)況下,抗(kàng)局部腐蝕的能(néng)力很強。
主要适用于工作溫度在–273~200℃之(zhī)間氧氣管(guǎn)路和海水(shuǐ)管路用的閥門中。
14、塑(sù)料、陶瓷這兩(liǎng)種材料都屬于非金(jīn)屬。非金屬材料閥(fá)門的最大特點是耐腐蝕性強,甚至有金屬材料閥(fá)門所不能具(jù)備的優點。一般适用于(yú)公稱壓力PN≤1.6MPa,工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質中,無毒塑料閥門也适用于(yú)給水(shuǐ)工業中。閥門主要零件的材質,首先應(yīng)考慮到工作(zuò)介質的物理性能(溫度、壓力)和化(huà)學性能(腐蝕性)等。同時(shí),還應了解介質的清潔程度(有無固體顆粒)。除(chú)此之外,還要參照國家和使用部門的有(yǒu)關規定和要求(qiú)。
許多種(zhǒng)材料可以滿足閥門在多種不同工況的使用(yòng)要求。但是,正确、合理的選擇閥門的材料,可(kě)以獲得閥門最經濟(jì)的使用(yòng)壽命和最佳的性能。