閥門主要(yào)零件的材質,首(shǒu)先(xiān)應考慮到工作介質的物理性能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性(xìng))等。同時,還(hái)應了解介質(zhì)的清(qīng)潔程度(有無固體顆粒)。除此之外,還要參照國家和使用(yòng)部門的(de)有關規定和要求。
許(xǔ)多種材料可以滿足閥門在多種不同(tóng)工況的使用(yòng)要求(qiú)。但是(shì),正确、合理(lǐ)的選擇閥門的材料(liào),可以獲得(dé)閥門最(zuì)經濟的使用(yòng)壽命和最佳的性能。
閥(fá)門的材質,種類繁(fán)多,适用于各種不同(tóng)工況。現把常用的閥體材(cái)質、内件材質和密封面材質介紹如下。
閥體(tǐ)常用的材質
1、灰鑄鐵灰鑄鐵(tiě)閥以其價格低廉、适(shì)用範(fàn)圍廣而應用在工業的各個領域。它(tā)們通常用在水、蒸汽、油和氣(qì)體為介質的(de)情況下,并廣泛地應用于(yú)化工、印染、油(yóu)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(chǎn)品上(shàng)。
适用于工作溫度(dù)在(zài)–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓閥(fá)門(mén)。
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的中低壓閥門。
适用介質為水、海(hǎi)水、煤氣、氨等。
3、球墨鑄鐵球墨鑄(zhù)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(mò)。這種(zhǒng)金屬(shǔ)内部結構的改變使它的機械(xiè)性能比普通的灰鑄鐵要(yào)好,而且不(bú)損傷其(qí)它性能。所以,用球墨鑄鐵制造的閥門比那些用灰鑄鐵制造的(de)閥門使用壓力更高(gāo)。适用于工作溫度在–30~350℃之間,公稱壓力PN≤4.0MPa的中低壓閥門。
适用介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣(qì)、油品等。
4、碳素鋼(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄鋼是為适應那些超(chāo)出鑄鐵閥和青銅閥能(néng)力的生産需要。但由于碳鋼閥總的使用性能好,并對由熱膨脹、沖(chòng)擊載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,通常包括了用鑄鐵閥和青銅閥門的(de)工況條件(jiàn)。
适用于工作溫度在(zài)–29~425℃之間的中高壓閥門。其中16Mn、30Mn作溫度為–40~400℃之間,常用來替代ASTMA105。适用介質為(wéi)飽和蒸汽(qì)和過(guò)熱蒸(zhēng)汽。高溫和低溫油品、液化氣體、壓縮空氣、水(shuǐ)、天燃氣等。
5、低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用于低于零度的溫度範圍,但不能擴(kuò)大使(shǐ)用到深冷區域(yù)。用這些材料制造的閥門适用于以下介質,如(rú)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(hé)金鋼(gāng)(WC6、WC9)低合金鋼(如碳钼鋼和鉻钼鋼)制造的閥門可以(yǐ)适用許多種(zhǒng)工作介質,包括飽和和(hé)過熱蒸(zhēng)汽、冷的和熱的油、天然氣和空(kōng)氣。碳鋼(gāng)閥的(de)工(gōng)作溫(wēn)度可以用到(dào)500℃,低合金鋼閥可用到600℃以上。在(zài)高溫下,低合金鋼的機械性能比碳鋼要高。
适用于工作溫度在–29~595℃之間(jiān)的非腐蝕性介質的高(gāo)溫高(gāo)壓閥門;C5、C12适用于工(gōng)作溫度在–29~650℃之間的(de)腐蝕性介(jiè)質的(de)高溫高壓閥門。
7、奧氏(shì)體不鏽鋼奧氏體(tǐ)不鏽鋼大約含18%的(de)鉻和8%的鎳(niè)。18-8奧氏體不(bú)鏽鋼經常用來使用在溫度過高和過低(dī)以及很強(qiáng)的腐蝕條件下作為閥體和閥蓋材料。以18-8不鏽鋼為(wéi)基體加入钼并稍微增加(jiā)鎳的含量,實質上就增加其抗(kàng)腐蝕能力。用這種鋼制造的閥門可以大量地(dì)應用在化工上,如輸送醋(cù)酸、硝酸、堿、漂白液、食品、果汁、碳酸、制(zhì)革液和許多其它的(de)化工産品。
為了适用高溫範圍,進(jìn)一步改變材料成分,在這不鏽鋼内加入铌,就是(shì)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)制造的閥門很适于低溫下工作。例如(rú)輸送(sòng)液态的氣體,象天然(rán)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(zhì)的閥門。奧氏體(tǐ)不鏽(xiù)鋼也是(shì)非常理想的低溫閥門材料。
8、蒙乃爾合金‘蒙乃爾’是一種具有很好耐蝕性的高鎳—銅合金。這種材料經常(cháng)被用在輸送堿、鹽溶液、食品和許多無氣酸的閥門上(shàng),特(tè)别是硫酸和氫(qīng)氟酸。‘蒙乃爾’合(hé)金非常适合于(yú)蒸汽(qì)、海水和海洋環境。主要适用于含氟氯酸(suān)介質的閥門中。
9、哈氏合金主要(yào)适用于稀硫酸等的強腐蝕性介質的(de)閥門中。
(1)‘哈氏’合(hé)金B
這種(zhǒng)合金含有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)酸可以用到沸點溫度,而(ér)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,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)以用到大約800℃,在還原氣氛中,使用(yòng)溫(wēn)度可以更高(gāo)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(jī)合金。在氧化和(hé)還原兩種氣氛下,它可以(yǐ)用到1100℃。它對于鹽酸、硫酸和磷酸有很好的(de)抗腐蝕性。而且在許(xǔ)多情況下(xià),它也可用(yòng)于硝酸。
‘哈氏’合金‘C’對于氯化物、氫氯化物、硫化物、氧化鹽溶液(yè)和許多其它的腐蝕性介質有很強的抗腐蝕性。還特别(bié)适用(yòng)于氫鹵酸(suān)類介質,例如(rú)氫氟酸。
10、钛合金主要适用于各種強腐(fǔ)蝕介質的閥門中。
11、鑄(zhù)造銅合金工業用的閥門很多是由有色金屬材料制(zhì)成,主要是青銅和黃銅。制造閥門的青銅合金中銅、錫(xī)、鉛、鋅的比例通(tōng)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。青銅的物理強度(dù)、結構穩定性、抗腐蝕性使它特别适合工業生産。工業用的青(qīng)銅閥門的口徑可(kě)達100mm。
青銅閥常用在相對(duì)中等溫度的場合,有些(xiē)牌号的青銅可用到280℃左右(yòu)。在低溫方面,多數銅合(hé)金具有在很低(dī)的(de)溫度下不變脆的(de)特性,這使得青銅廣泛地應用在低溫工況下,例如液氧、液氮,其溫度在-180℃以下(xià)。
12、20号合金在普通不鏽鋼不能勝任的非常嚴格的情況下,使人最感興趣的一類(lèi)鋼就(jiù)是高合金不鏽鋼。也許最常見的一(yī)種就是20号合金鋼。它含有29%的鎳、20%的鉻、外加钼和銅。這種合金對于(yú)各種溫度和濃度的硫酸都(dōu)有很強的抵(dǐ)抗能(néng)力。另(lìng)外,在大多(duō)數情況下,它還可用于磷酸和醋酸介質,特别是有氯(lǜ)化物和其它雜質的場合。
13、雙向不鏽(xiù)鋼雙向不鏽鋼(鐵素體結構或奧(ào)氏體結構)的應用發展趨勢。這(zhè)種鋼含(hán)有20%或更多的鉻和5%左右(yòu)的鎳,以及一定(dìng)量的钼,這(zhè)些合金的強度和硬度比普通的奧(ào)氏體(tǐ)不鏽鋼好(hǎo),而且(qiě)在硫酸和磷酸的非常惡劣的工況下,抗局部腐蝕的能(néng)力很強。
主要适用于工作溫度在–273~200℃之間氧氣管路和海水管路用的(de)閥門中。
14、塑(sù)料、陶瓷這兩種材料都(dōu)屬于非(fēi)金屬。非金屬材料閥(fá)門的最大特點是耐腐蝕性強,甚(shèn)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,工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質中(zhōng),無毒塑料閥門也适用于給水(shuǐ)工業中。閥門主(zhǔ)要零件的材質(zhì),首先應(yīng)考慮到工(gōng)作介質的物理性(xìng)能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性)等。同時(shí),還應了解介(jiè)質(zhì)的清潔程度(有(yǒu)無固體顆粒)。除(chú)此之(zhī)外,還要參照國家和使用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(dàn)是,正确、合理的選擇閥門的材料,可以獲得閥(fá)門最經濟(jì)的使用壽命和最佳(jiā)的性(xìng)能。