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很多閥門能夠適應(yīng)多種工況,但是如果選擇閥門材料不合理,閥門的性能和使用壽命會(huì)大打折扣。首先根據(jù)各種閥門材質(zhì)的使用范圍進(jìn)行選擇,才能使其發(fā)揮性能。
閥體、閥蓋和閥瓣的材料
閥體、閥蓋和閥瓣是閥門主要零件,直接承受介質(zhì)壓力,所用材料必須符合“閥門的壓力與溫度等級(jí)”的規(guī)定。
常用材料有下面幾種:
1
灰鑄鐵
灰鑄鐵適用于公稱壓力PN≤1.0MPa,溫度為-10℃~200℃的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質(zhì)。
灰鑄鐵常用牌號(hào):HT200、HT250、HT300、HT350。
2
可鍛鑄鐵
適用于公稱壓力PN≤2.5MPa,溫度為-30~300℃的水、蒸汽、空氣及油品介質(zhì)。
常用牌號(hào):KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。
3
球墨鑄鐵
適用于PN≤4.0MPa,溫度為-30~350℃的水、蒸汽、空氣及油品等介質(zhì)。
常用牌號(hào):QT400—15、QT450—10、QT500—7。
4
耐酸高硅球墨鑄鐵
適用于公稱壓力PN≤0.25MPa,溫度低于120℃的腐蝕性介質(zhì)。
5
碳素鋼
適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30~425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。
常用牌號(hào):WC1、WCB、ZG25及專業(yè)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。
6
銅合金
適用于PN≤2.5MPa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質(zhì),以及溫度-40~250℃的蒸汽介質(zhì)。
常用牌號(hào):ZGnSn10Zn2(錫青銅),H62、Hpb59—1(黃銅)、QAZ19—2、QA19—4(鋁青銅)。
7
高溫銅
適用于公稱壓力PN≤17.0MPA、溫度≤570℃的蒸汽及石油產(chǎn)品。
常用牌號(hào):ZGCr5Mo,1Cr5M0, ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌號(hào)。
8
低溫鋼
適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯,丙烯,液態(tài)天然氣,液氮等介質(zhì)。
常用牌號(hào):
ZG1Cr18Ni9
0Cr18Ni9
1Cr18Ni9Ti
ZG0Cr18Ni9
9
不銹耐酸鋼
適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa 、溫度≤200℃硝酸,醋酸等介質(zhì)。
常用牌號(hào):
ZG0Cr18Ni9Ti
ZG0Cr18Ni10 <耐硝酸>
ZG0Cr18Ni12Mo2Ti
ZG1Cr18Ni12Mo2Ti <耐酸和尿素>
常用的閥門材質(zhì)與溫度關(guān)系
密封面材料
密封面是閥門關(guān)鍵的工作面,密封面質(zhì)量的好壞關(guān)系到閥門的使用壽命。通常密封面材料要考慮耐腐蝕,耐擦傷,耐沖蝕,抗氧化等因素。
橡膠(包括丁睛橡膠,氟橡膠等)
塑料(聚四氟乙烯,尼龍等)
銅合金(用于低壓閥門)
鉻不銹鋼(用于普通高中壓閥門)
司太立合金(用于高溫高壓閥門及強(qiáng)腐蝕閥門)
鎳基合金(用于腐蝕性介質(zhì))
閥桿材料
閥桿在閥門開啟和關(guān)閉過程中,承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力,并與介質(zhì)直接接觸,同時(shí)和填料之間還有相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)。
因此閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性,有一定的耐腐蝕性和抗擦傷性,以及良好的工藝性。
1
碳素鋼
用于低壓和介質(zhì)溫度不超過300℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí),一般選用A5普通碳素鋼。
用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí),一般選用35專業(yè)碳素鋼。
合金鋼
用于中壓和高壓,介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時(shí),一般選用40Cr(鉻鋼)。
用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時(shí),可選用38CrMoALA滲氮鋼。
用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570℃的蒸汽介質(zhì)時(shí),一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。
不銹耐酸鋼
用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過450℃的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì),可選用1Cr13、2Cr13、3Cr13鉻不銹鋼。
用于腐蝕性介質(zhì)時(shí),可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo沉淀硬化鋼。
耐熱鋼
用于介質(zhì)溫度不超過600℃的高溫閥門時(shí),可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。
閥桿螺母材料
閥桿螺母在閥門開啟和關(guān)閉過程中,直接承受閥桿軸向力,因此必須具備一定的強(qiáng)度。
同時(shí)它與閥桿是螺紋傳動(dòng),要求摩擦系數(shù)小,不生銹和避免咬死現(xiàn)象。
1
銅合金
銅合金的摩擦系數(shù)較小,不生銹,是目前普遍采用的材料之一。
對(duì)于Pg<1.6Mpa的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅。
對(duì)于Pg16-6.4Mpa的中壓閥門可采用ZQAL9-4無錫青銅。
對(duì)于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。
鋼
當(dāng)工作條件不允許采用銅合金時(shí),可選用35、40等專業(yè)炭素鋼,2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不銹耐酸鋼。
工作條件不允許指下列情況。
用于電動(dòng)閥門上,帶有瓜形離合器的閥桿螺母,需要進(jìn)行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。
工作介質(zhì)對(duì)銅有腐蝕, 選用鋼制閥桿螺母時(shí),要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。
填料材料
在閥門上,填料是用來充填閥蓋填料室的空間,以防止介質(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。
1
軟質(zhì)填料
植物質(zhì)填料較便宜,常用于100℃以下的低壓閥門。
礦物質(zhì)填料可用于450-500℃的閥門。
橡膠O型圈填料介質(zhì)溫度一般限制在60℃以下。
高溫高壓閥門上的填料也有采用純石棉加片狀石墨粉壓緊而成的。
2
硬質(zhì)填料
由植物質(zhì),即亞麻、棉、黃麻等,或由礦物質(zhì),即石棉纖維, 或由石棉纖維內(nèi)夾金屬絲和外涂石墨粉等編織的線繩,也有壓成的成型的填料,以及近年來新發(fā)展的柔性石墨填料材料
常用填料使用溫度選擇
常用介質(zhì)選用的填料