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阀门阀体常用的材质

阀门材料
阀门主要零件的材质,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时,还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参?#23637;?#23478;和使用部门的有关规定和要求。
许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是,正确、合理的选择阀门的材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。
阀门的材质,种类繁多,适用于各种不同工况。现把常用?#30446;?#20307;材质、内件材质和密封面材质介绍如下。
一、壳体常用的材质
1.灰铸铁灰铸铁阀以其价格低廉、适用范围广而应用在工业的各个领域。它们通常用在水、蒸汽、油和气体为介质的情况下,并广泛地应用于化工、印染、油化、纺织和许多其它对铁污染影响少或没有影响到的工业产品上。
适用于工作温度在–15~200之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。
2.黑?#30446;?#38203;铸铁适用于工作温度在–15~300之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。适用介质为水、海水、煤气、氨等。
3.球墨铸铁球墨铸铁是铸铁的一种,这种铸铁,团状或球状石墨取代了灰铸铁中的片状石墨。这种金属内部结构的改变使它的机械性能比普通的灰铸铁要好,而且不损伤其它性能。所以,用球墨铸铁制造的阀门比?#20999;?#29992;灰铸铁制造的阀门使用压力更高。适用于工作温度在–30~350之间,公称压力PN≤4.0MPa的中低压阀门。
适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。
4.碳素钢(WCA、WCB、WCC)起初发展铸?#36136;?#20026;适应?#20999;?#36229;出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要。但由于碳钢阀总的使用性能好,并对由热膨胀、冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大,就使它的使用范围扩大,通常包括了用铸铁阀和青铜阀的工况条件。
适用于工作温度在–29~425之间的中高压阀门。其中16Mn、30Mn作温度为–40~400之间,常?#32654;?#26367;代ASTM  A105。适用介质为饱和蒸汽和过热蒸汽。高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天燃气等。
5.低温碳钢(LCB)低温碳钢和低镍合金钢可以用于低于零度的温度范围,但不能扩大使用到深冷区域。用这些材料制造的阀门适用于以下介质,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
适用于工作温度在–46~345之间的低温阀门。
6.低合金钢(WC6、WC9)低合金钢(如碳钼钢和铬钼钢)制造的阀门可以适用许多?#27490;?#20316;介质,包括饱和和过热蒸汽、冷的和热的油、天然气和空气。碳钢阀的工作温度可以用到500,低合金钢阀可用到600以上。在高温下,低合金钢的机械性能比碳钢要高。
适用于工作温度在–29~595之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;C5、C12适用于工作温度在–29~650之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。
7.奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢大约含18%的铬和8%的镍。18-8奥氏体不锈钢经常?#32654;?#20351;用在温度过高和过低以及很强的腐蚀条件下作为阀体和阀盖材料。以18-8不锈钢为基体加入钼并稍微增加镍的含量,实质上就增加其抗腐蚀能力。用这?#25351;?#21046;造的阀门可以大量地应用在化工上,如输送醋酸、硝酸、碱、漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和许多其它的化工产品。
为了适用高温范围,进一步改变材料成分,在这不锈钢内加入铌,就是我们所知的18-10-Nb,温度可以用到800
奥氏体不锈钢通常用在很低的温度下也?#25442;?#21464;脆,所以用这种材料(如18-8和18-10-3Mo)制造的阀门很适于低温下工作。例如输送液态的气体,象天然气、沼气、氧气和氮气。
适用于工作温度在–196~600之间的腐蚀性介质的阀门。奥氏体不锈钢也是非常理想的低温阀门材料。
8.蒙乃尔合金‘蒙乃尔’是一种具有很好耐蚀性的高镍—铜合金。这种材料经常被用在输?#22270;睢?#30416;溶液、食品和许多无气酸的阀门上,特别是硫酸和氢氟酸。‘蒙乃尔’合金非常适合于蒸汽、海水和海洋环境。主要适用于含氟?#20154;?#20171;质的阀门中。
9.哈氏合金 主要适用于稀硫酸等的强腐蚀性介质的阀门中。
(1)‘哈氏’合金B
这种合金含有60%的镍、30%?#24565;?#21644;5%的铁。它特别能抵抗无机酸的强腐蚀,‘哈氏’合金‘B’对于各种浓度的盐酸可以用到?#26800;?#28201;度,而对于硫酸?#27492;擔?#22312;腐蚀性最强的浓度下可以用到70。对于磷酸,它可以在各种条件下,而且‘哈氏’合金‘B’对于氯化铵、氯化锌、硫酸铝和硫酸铵也很适用。
在氧化性气氛中,‘哈氏’合金‘B’可以用到大约800,在还原气氛中,使用温度可以更高一些。
(2)‘哈氏’合金C
这种合金是含有15%的铬和17%?#24565;?#30340;镍基合金。在氧化和还原两?#21046;?#27675;下,它可以用到1100。它对于盐酸、硫酸和磷酸有很好?#30446;?#33104;蚀性。而且在许多情况下,它?#37096;?#29992;于硝酸。
‘哈氏’合金‘C’对于氯化物、氢氯化物、硫化物、氧化盐溶液和许多其它的腐蚀性介质有很强?#30446;?#33104;蚀性。还特别适用于氢卤酸类介质,例如氢氟酸。
10.钛合金  主要适用于各种强腐蚀介质的阀门中。
11.铸造铜合金工业用的阀门很多是由有色金属材料制成,主要是青铜和黄铜。制造阀门的青铜合金?#22411;?#38177;、铅、锌的比例通常为85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要无?#22771;?#38108;,必须加以?#24471;鰲?#38738;铜的物理强度、结构稳定性、抗腐蚀性使它特别适合工业生产。工业用的青铜阀门?#30446;?#24452;可达100mm。
青铜阀常用在相对中等温度的场合,有些牌号的青铜可用到280左右。在低温方面,多数铜合金具有在很低的温度下不变脆的特性,这使得青铜广泛地应用在低温工况下,例如液氧、液氮,其温度在-180以下。
12.20号合金在普通不锈钢不能胜任的非常严格的情况下,使人最?#34892;?#36259;的一类钢就是高合金不锈钢。也许最常见的一种就是20号合金钢。它含有29%的镍、20%的铬、外加钼和铜。这种合金对于各种温度?#22242;?#24230;的硫酸都有很强的抵抗能力。另外,在大多数情况下,它还可用于磷酸和醋酸介质,特别是有氯化物和其它杂质的场合。
13.双向不锈钢双向不锈钢(铁素体结构或奥氏体结构)的应用发展趋势。这?#25351;?#21547;有20%或更多的铬和5%左?#19994;?#38221;,以及一定量?#24565;猓?#36825;些合金的强度和硬度比普通的奥氏体不锈钢好,而且在硫酸和磷酸的非常恶劣的工况下,抗局部腐蚀的能力很强。
主要适用于工作温度在–273~200之间氧气管路和海水管路用的阀门中。
14.塑料、陶瓷这两种材料都属于非金属。非金属材料阀门的最大特点是耐腐蚀性强,甚至有金属材料阀门所不能具备的优点。一般适用于公称压力PN≤1.6MPa,工作温度不超过60的腐蚀性介质中,无毒塑料阀门也适用于给水工业中。塑料、陶瓷阀门一般不能单独作为阀体材料使用,需用钢质材料作骨架,内衬塑料、陶瓷,我们将在第六章?#34892;?#36848;。常用阀体材料见表2-20。
表2-20 常用阀体材料选用表 


材      料

常  用  工  况

适 用 介 质

类   别

材 料 牌 号

代号

PN/Mpa

t/

灰铸铁

HT200

Z

≤1.6

≤200

水、蒸汽、油类等

HT250

氨≤2.5

氨≥-40

可锻铸铁

KT30-6
KT30-8

K

≤2.5

300
氨≥-40

球墨铸铁

QT400-18
QT400-15

Q

≤4.0

≤350

高硅铸铁

NSTSi-1S

G

≤0.6

≤120

硝酸等腐蚀介质

优质碳素钢

ZG200、ZG250、WCA、WCB、WCC

C

≤16.0

≤425

水、蒸汽、油类等
氨、氮氢气等

A3、10、20、25、35

≤32.0

≤200

铬钼合金钢

12CrMo、WC6
15CrMo
ZG20CrMo

I

P5410

540

蒸汽类

Cr5Mo
ZGCr5Mo

≤16.0

≤550

油类

铬钼钒合金钢

12Cr1MoV
15Cr1MoV
ZG12Cr1MoV
ZG15Cr1MoV
WC9

V

P5714

570

蒸汽类

镍、铬、钛耐酸钢

1Cr18Ni9Ti
ZG1Cr18Ni9Ti

P

≤6.3

≤200

硝酸等腐蚀介质

-100~-196

乙烯等低温介质

≤600

高温蒸汽、气体等

镍铬钼钛耐酸钢

1Cr18Ni12Mo2Ti
ZG1Cr18Ni12Mo2Ti

R

≤20.0

≤200

尿素、醋酸等

优质锰钒钢

16Mn
15MnV

I

≤16.0

≤450

水、蒸汽、油品类

铜合金

HSi80-3

T

≤4.0

≤250

水、蒸汽、气体类

 
 
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