閥門主要零件的材質,首(Shou)先應(Ying)考慮到[Dao]工作介(Jie)質的(De)物理性能(Neng)(溫(Wen)度、壓力)和化[Hua]學性能(腐蝕性)等。同時(Shi),還應了(Le)解介質的清潔[Jie]程度(有無固體顆粒(Li))。除此之外(Wai),還要參照(Zhao)國家[Jia]和[He]使用部門的有關(Guan)規定和要求。
許[Xu]多[Duo]種材料可(Ke)以滿足閥門[Men]在多種不同工[Gong]況的使用要求[Qiu]。但是,正确、合理的選擇閥門的材料,可以獲得[De]閥門最經濟(Ji)的使用壽命和最佳的性能。
閥門的材[Cai]質,種類繁多,适用于各種(Zhong)不[Bu]同工況。現把常用的閥[Fa]體材質、内件材質和密封[Feng]面材質介紹如下。
閥體常(Chang)用的材質
1、灰(Hui)鑄[Zhu]鐵灰鑄鐵閥以其價格低廉、适用範(Fan)圍廣而應用在工業[Ye]的各個領域。它們(Men)通(Tong)常用在水、蒸汽、油和氣體為介(Jie)質的情況下,并廣泛地應用于化工[Gong]、印染、油化[Hua]、紡織和(He)許多其它對鐵污(Wu)染影(Ying)響少(Shao)或沒有影[Ying]響到的工業産[Chan]品上。
适用于工[Gong]作溫度在[Zai]–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低(Di)壓閥門。
2、黑心可鍛鑄鐵适用于(Yu)工作溫度在(Zai)–15~300℃之(Zhi)間,公稱壓[Ya]力PN≤2.5MPa的[De]中低壓閥門。
适(Shi)用[Yong]介[Jie]質為水、海水[Shui]、煤氣、氨等。
3、球墨鑄鐵球墨(Mo)鑄鐵是鑄鐵[Tie]的一[Yi]種,這種鑄鐵,團狀或球狀石墨(Mo)取代了灰鑄鐵[Tie]中的片狀石墨。這種[Zhong]金屬内部結構的改[Gai]變使它的機械[Xie]性能(Neng)比普通的灰鑄[Zhu]鐵要(Yao)好,而且不損傷其它性能(Neng)。所以,用球墨鑄(Zhu)鐵制[Zhi]造的閥門[Men]比那(Na)些用灰鑄鐵制造的(De)閥門(Men)使用壓力更高。适用于工作溫度在[Zai]–30~350℃之間,公稱壓(Ya)力PN≤4.0MPa的中低壓(Ya)閥門。
适用介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣[Qi]、油品等。
4、碳素鋼[Gang](WCA、WCB、WCC)起(Qi)初發展鑄鋼是為(Wei)适應那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生産需要(Yao)。但由于碳鋼(Gang)閥總的使用性能好,并對(Dui)由熱膨脹、沖擊載[Zai]荷和管線變形[Xing]而産生應力的抵抗強度大,就使它的(De)使用範圍擴大,通常包[Bao]括了用鑄鐵閥和青銅閥門的工(Gong)況條件。
适用[Yong]于工作溫度在–29~425℃之間的中高壓閥門[Men]。其[Qi]中16Mn、30Mn作溫度為(Wei)–40~400℃之間(Jian),常用[Yong]來替代ASTMA105。适用[Yong]介[Jie]質為飽和蒸[Zheng]汽(Qi)和過熱蒸(Zheng)汽。高溫和低[Di]溫油品、液化氣體、壓縮空[Kong]氣、水、天燃氣等。
5、低[Di]溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和(He)低鎳(Nie)合金鋼可以用[Yong]于低于零度的溫度範圍,但不[Bu]能擴大使用到深冷區域。用這些材料制造的閥門(Men)适用于[Yu]以下介質,如海水(Shui)、二氧化碳、乙炔(Que)、丙(Bing)烯和乙烯。
适用于工作溫度在–46~345℃之(Zhi)間的低溫[Wen]閥門。
6、低合金鋼(Gang)(WC6、WC9)低合金鋼(如(Ru)碳[Tan]钼鋼[Gang]和鉻钼鋼(Gang))制造的閥門可以适[Shi]用許多種工作介質,包括飽和[He]和[He]過熱蒸汽、冷的和[He]熱的油、天然氣和空[Kong]氣。碳鋼閥的工[Gong]作[Zuo]溫度可以用[Yong]到500℃,低合金[Jin]鋼閥可用到600℃以上。在[Zai]高溫下(Xia),低合金[Jin]鋼的(De)機械性能比碳鋼要高。
适用于工作溫度在–29~595℃之間的非腐蝕性介質的高(Gao)溫高[Gao]壓閥[Fa]門;C5、C12适用于工作溫度(Du)在–29~650℃之間的腐(Fu)蝕性介質的高溫(Wen)高壓閥門。
7、奧氏體不鏽鋼奧氏體不鏽鋼大約[Yue]含18%的[De]鉻和8%的鎳(Nie)。18-8奧氏體不[Bu]鏽鋼經常用來使用在溫度過高[Gao]和過低以及很強的腐蝕條件(Jian)下作為閥體(Ti)和閥蓋材料。以18-8不鏽鋼為基(Ji)體加入(Ru)钼并稍微增加鎳的含量,實(Shi)質(Zhi)上就增加(Jia)其抗腐蝕能力。用這種鋼(Gang)制造的閥門可以大量地(Di)應用在化工上[Shang],如輸(Shu)送醋酸、硝酸、堿、漂[Piao]白液、食品、果汁、碳酸、制(Zhi)革液和許多其它的[De]化工産[Chan]品。
為了适用高溫範圍,進(Jin)一步改[Gai]變材[Cai]料成分,在這(Zhe)不鏽鋼内[Nei]加(Jia)入铌,就是我[Wo]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(Cui),所以用這(Zhe)種材(Cai)料(如18-8和[He]18-10-3Mo)制造的閥門很适于低溫[Wen]下工作。例如輸送液态的氣體,象[Xiang]天然氣、沼氣、氧氣和氮氣。
适用于工作[Zuo]溫(Wen)度在–196~600℃之間的腐[Fu]蝕性介質的[De]閥門。奧氏體不鏽鋼也是非常理[Li]想的[De]低溫閥門材料。
8、蒙乃(Nai)爾合(He)金‘蒙乃爾’是(Shi)一(Yi)種具有很(Hen)好耐(Nai)蝕性的高鎳—銅合金。這種材料經常被用在輸(Shu)送堿、鹽溶液、食品和許多[Duo]無氣[Qi]酸的閥[Fa]門上,特别是硫酸和氫[Qing]氟酸。‘蒙乃爾’合金非常适合(He)于蒸汽、海水和海洋環境[Jing]。主要适用于[Yu]含氟氯酸[Suan]介質的閥門[Men]中。
9、哈氏合金主要[Yao]适用于稀硫酸等的強腐蝕性[Xing]介質(Zhi)的閥門中。
(1)‘哈氏’合(He)金B
這種(Zhong)合金含有60%的(De)鎳、30%的钼和5%的鐵。它[Ta]特别能抵抗無(Wu)機酸的強腐蝕[Shi],‘哈(Ha)氏’合金‘B’對于各種[Zhong]濃度的鹽(Yan)酸可以用到沸點溫度,而對于(Yu)硫酸來說,在腐[Fu]蝕[Shi]性最強的濃[Nong]度下可以用[Yong]到70℃。對于磷酸,它可以在各種(Zhong)條件下,而且(Qie)‘哈氏’合(He)金‘B’對于氯化铵[An]、氯化鋅、硫酸鋁和硫酸铵也很适用。
在氧化性(Xing)氣氛中,‘哈氏’合(He)金‘B’可以用到大[Da]約800℃,在還(Hai)原氣[Qi]氛(Fen)中,使用溫[Wen]度可以更高一些。
(2)‘哈(Ha)氏’合[He]金C
這種合金(Jin)是含有15%的鉻[Ge]和17%的钼的鎳基(Ji)合金。在氧化和[He]還原[Yuan]兩種氣氛(Fen)下,它可以[Yi]用到1100℃。它對于鹽酸、硫酸和磷酸有(You)很(Hen)好的[De]抗腐蝕性。而且在許多情況下[Xia],它也可用(Yong)于硝酸[Suan]。
‘哈氏’合[He]金‘C’對(Dui)于氯化物、氫氯化物、硫化物、氧化鹽溶液和許多其它的腐蝕(Shi)性介質有很強(Qiang)的抗腐蝕性。還特别适用[Yong]于氫鹵酸類介[Jie]質,例(Li)如氫氟酸。
10、钛合金主(Zhu)要适用于各種強腐[Fu]蝕介質的閥門中。
11、鑄造銅合金工業用的閥門很多是由有色金屬材料制成(Cheng),主要是青銅和[He]黃銅。制造閥門[Men]的青銅合金中銅、錫、鉛、鋅的比例通[Tong]常(Chang)為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要無[Wu]鋅青銅,必須(Xu)加以(Yi)說(Shuo)明。青銅的物理強度、結構穩定[Ding]性、抗腐蝕性[Xing]使(Shi)它特[Te]别适(Shi)合工[Gong]業生産。工業用的青(Qing)銅閥門的口(Kou)徑可達[Da]100mm。
青銅[Tong]閥常用在相對(Dui)中等溫度的場合,有些牌号的青銅(Tong)可用[Yong]到280℃左右。在低[Di]溫方面[Mian],多數銅合金具有在很低的[De]溫度下不變脆的特性,這使得青[Qing]銅廣泛地應用(Yong)在低(Di)溫工況下,例如液氧(Yang)、液氮(Dan),其溫度在-180℃以下[Xia]。
12、20号合金在普通不鏽(Xiu)鋼不能勝任的非常嚴格的情況下,使人最感興(Xing)趣的一(Yi)類鋼[Gang]就是高合金(Jin)不鏽鋼[Gang]。也許最常見的一種(Zhong)就是20号合金鋼[Gang]。它含有(You)29%的鎳、20%的(De)鉻、外加钼(Mu)和銅(Tong)。這種[Zhong]合金對于[Yu]各種溫度和濃(Nong)度的[De]硫酸都有很強的抵抗能力。另外,在大多[Duo]數(Shu)情況下,它還可用于磷酸和[He]醋酸介質(Zhi),特别是有氯化物和[He]其它雜質的場[Chang]合。
13、雙(Shuang)向不鏽鋼雙向不鏽[Xiu]鋼(鐵素體結構(Gou)或奧(Ao)氏體結(Jie)構)的應用發[Fa]展趨勢。這(Zhe)種鋼含有20%或更多的鉻和[He]5%左右的鎳,以及(Ji)一定(Ding)量的钼,這些合金的強度和硬(Ying)度(Du)比普通的奧(Ao)氏體不鏽鋼好,而且在硫酸和磷酸的(De)非常惡劣的工況下[Xia],抗局(Ju)部腐蝕的能[Neng]力很強。
主要适用[Yong]于工作[Zuo]溫度在–273~200℃之[Zhi]間氧氣管路和(He)海水管路用的閥門中。
14、塑料、陶瓷這兩種材料都屬于非(Fei)金屬。非[Fei]金屬材料[Liao]閥門的最大特點[Dian]是耐[Nai]腐蝕(Shi)性強,甚至有金(Jin)屬材料閥門所不能具(Ju)備的優點。一[Yi]般适[Shi]用于[Yu]公稱壓力PN≤1.6MPa,工作(Zuo)溫度不超過60℃的腐蝕性介質中(Zhong),無毒塑料閥門也适(Shi)用于給水(Shui)工(Gong)業中。閥門主(Zhu)要零件的材質(Zhi),首先應考(Kao)慮到工作介(Jie)質的物(Wu)理性能(溫度、壓(Ya)力)和[He]化學性能(腐蝕性)等[Deng]。同時,還應了解介質的清潔[Jie]程度(有無固體顆粒)。除[Chu]此之外,還(Hai)要參照國家和使用[Yong]部門的(De)有關規定和要[Yao]求。
許多種材料可[Ke]以(Yi)滿足閥門在多種(Zhong)不同工況的使用要[Yao]求。但是,正(Zheng)确、合理的[De]選擇閥門[Men]的(De)材料,可[Ke]以獲得閥門最經濟的使用(Yong)壽命和最佳的性能。