耐蝕耐壓閥門的材質(zhì)分析

豪森博格

當(dāng)閥門通過的介質(zhì)和工況不一樣時(shí)（腐蝕性的,，有高溫,、高壓等）閥門的材質(zhì)（閥體,、閥板,、閥桿等）方面有什么要求呢,？
' e: e# c! T9 k0 [6 B（一）：
閥體,、閥板
4 U7 O- a. J- H1 p7 h' y閥體、閥板（閥瓣）是閥門主要零件之一，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：
. l# p9 P* {: }& b, W* t一、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)為：HT200,、HT250,、HT300、HT350,。
二,、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)有：KTH300-06,、KTH330-08,、KTH350-10。
三,、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)有：QT400-15、QT450-10,、QT500-7,。
3 K, H; [2 x6 J4 U* n/ W鑒于目前國內(nèi)工藝水平，各廠參差不齊,，用戶又往往不易檢驗(yàn),。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建議PN≤2.5MPa,，閥門還是采用鋼制閥門為安全,。
四、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),。
五,、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)有WC1,、WCB,、ZG25 及優(yōu)質(zhì)鋼20、25,、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn,。
六、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)為ZGnSn10Zn2(錫青銅）,，H62,、Hpb59-1（黃銅）、QAZ19-2,、QA19-4(鋁青銅),。
' M9 Y. W  `6 g2 E七、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)有ZGCr5Mo,1Cr5Mo，ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9 等牌號(hào),。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定,。
八、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)有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9,、1Cr18Ni9Ti ,、ZG0Cr18Ni9。
" ?7 T" ^1 ~' @九,、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)有ZG0Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni10（耐硝酸） ,， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti ,、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（耐酸和尿素）
9 _. n. I0 B+ i  K6 M2 d1 \: b閥桿
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,。常用的閥桿材料有以下幾種,。
  r& }; [; D3 Q. v* A; ]/ U一、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 優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
二,、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,。
) p  Q9 d' h  z: b# F9 y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,。
& k% M* P& D% m3 o# R三,、不銹耐酸鋼
5 C; Q8 n; V' W+ F; d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,。
; j2 N( V& S$ ]% F" y四、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,。
7 Z9 _- Z8 s5 `4 {4 V（二）：
8 y8 T) K& F- R0 z選擇閥門主要零件的材料，首先應(yīng)考慮到工作介質(zhì)的物理性能（溫度,、壓力）和化學(xué)性能（腐蝕性）等,。同時(shí)還應(yīng)了解介質(zhì)的清潔程度（有無固體顆粒）。除此之外,，還要參照國家和使用部門的有關(guān)規(guī)定和要求,。 許多種材料可以滿足閥門在多種不同工況的使用要求。但是,，正確的,、合理的選擇閥門的材料，可以獲得閥門最經(jīng)濟(jì)的使用壽命和最佳的性能,。 在閥門零件材料的劃分中,，最一般的方法是按殼體所使用的材料劃分：如鑄鐵閥，殼體材料用灰鑄鐵,、可鍛鑄鐵或球墨鑄鐵制成的閥門,；鋼閥，殼體用碳素鋼,、合金鋼或不銹耐酸鋼制成的閃,；鈦閥，殼體用鈦合金制成的閥門,；銅閥,，殼體用銅合金制成的閥門；鋁閥,，殼體用鋁合金制的閥門,；塑料閥，殼體用塑料制成的閥門；陶瓷閥,，殼體內(nèi)襯有陶瓷的閥門,，等等。       1,、鑄鐵閥鑄鐵閥以其價(jià)格低廉,，制造工藝簡單，有較好的耐腐蝕性能,，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，是水道,、建筑設(shè)備,、煤氣設(shè)備、船舶,、消防設(shè)備,、石油化工設(shè)備、煉鐵設(shè)備,、食品加工設(shè)備等不可缺少的管路附件,。鑄鐵閥的工作溫度范圍通常中從環(huán)境（室溫）溫度到225℃以下。但是,，由于灰鑄鐵是脆性材料,，限制了鑄鐵閥的使用范圍。 在鑄鐵閥門中,，由于可鍛鑄鐵和球鑄鐵內(nèi)部顯微組織的改變,，可鍛鑄鐵的組織近表層為鐵素體，中心部為珠光體,，與軟鋼的組織大致相同,。球墨鑄鐵是經(jīng)過添加元素和變質(zhì)處理，且在鑄過程中獲得球狀石墨,，因此,，其力學(xué)性能比普通灰鑄鐵要好得多，其使用工作壓力可更高些,。 通常,，鑄鐵閥門的使用范圍規(guī)定如下： （1）當(dāng)用于公稱壓力PN≤1.0MPa，工作溫度為—10～200℃,，工作介質(zhì)為水,、海水、蒸汽,、空氣,、煤氣、油品等,，通常選用牌號(hào)為HT200,、HT250,、HT300、HT350的灰鑄鐵閥,。 （2）當(dāng)用于公稱壓力PN≤2.5MPa,，工作溫度為—30～300℃，工作介質(zhì)為水,、海水,、蒸汽、空氣,、煤氣,、油品等，通常選用牌號(hào)為KTH300-06,、KTH330-08,、KTH350-10的可鍛鑄鐵閥。 （3）當(dāng)用于公稱壓力PN≤4.0MPa,，工作溫度為—30～350℃,，工作介質(zhì)為水、海水,、蒸汽,、空氣、煤氣,、油品等,，通常選用牌號(hào)為QT400-15、QT450-10,、QT500-7的球墨鑄鐵閥,。
2、鋼閥由于使用鋼材的種類不同,，鋼閥所適用的介質(zhì)也大不相同,，盡管鋼閥的價(jià)格比較昂貴，但由于鋼是一種塑性材料,，適用范圍廣,，可以在多種介質(zhì)中應(yīng)用，如鎢,、飽和蒸汽和熱蒸汽,、高溫和低溫油品、液化氣體,、腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)等,，因此應(yīng)用非常廣泛。 碳鋼，由于其力學(xué)性能和綜合使用性能優(yōu)異,，因此,，其使用范圍更廣，通常還包括鑄鐵閥及青銅閥（廣泛應(yīng)用于—180℃以下）使用的工況條件,。一般在重要的設(shè)備,、裝置和管道上都采用堅(jiān)固可靠的鋼制閥門。在介質(zhì)為可燃性氣體,、液體,，毒性氣體、液體,，易燃易爆性介質(zhì),，壓縮氣體，液化氣體,，動(dòng)力裝置的管道上，以及其它類似的場合,，必須使用鋼制閥門,。 特碳鋼和低鎳合金鋼可用于工作溫度低于零度的工況，但不能使用到深冷的區(qū)域,。用這些材料制造的閥門,，可能適用于海水、二氧化碳,、乙炔,、丙烯和乙烯等介質(zhì)。耐腐蝕鋼材包括不銹鋼,、特種不銹鋼,、“蒙乃爾”合金，哈斯特洛依“B”,，哈斯特洛依“C”,，不銹耐酸鋼等。 不銹鋼耐酸鋼閥門可以廣泛應(yīng)用于化工和食品行業(yè),。如輸關(guān)醋酸,、硝酸、硫酸,、堿,、西漂白液、食品,、果汁,、碳酸、制革液和其它許多化工產(chǎn)品的管路上。超低碳奧氏體不銹耐酸鋼閥門,，通常用于在低溫下輸送液態(tài)氣體,，如天然氣、沼氣,、氧氣和氫氣等,。特種不銹鋼閥門有很好的耐腐蝕性能，通常用于輸送各種溫度和濃度的硫酸的管道和裝置上,�,！懊赡藸枴焙辖痖y門，主要用于輸送堿,、鹽溶液,，食品和許多無機(jī)酸，特別是硫酸和氫氟酸的管道和裝置上,。此外,，這類閥門還可用于蒸汽和海水的管道上。鎳閥,，對(duì)于堿和鹽溶液具有極強(qiáng)的耐腐蝕能力,，通常用在產(chǎn)品輸送中，要求確保高純度的工況,�,！肮�氏”合金閥門，主要用于輸送氯化銨,、氯化鋅,、硫酸鋁、硫酸銨,、鹽酸等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的管道和裝置上,。
/ [1 Z: Q4 ?, \! ~; d耐腐蝕材料制成的閥門，由于工藝復(fù)雜,，價(jià)格昂貴,，因此，在選 用時(shí),，應(yīng)有足夠的依據(jù),，以便獲得最經(jīng)濟(jì)的使用價(jià)什。通常,，各種鋼制閥門的使用范圍規(guī)定如下：（1）用于公稱壓力PN≤32.00MPa,，工作溫度為—30～450℃，工作介質(zhì)為水,、蒸汽,、空氣,、氨、氫氣,、氮?dú)饧笆�油產(chǎn)品等,，通常選用牌號(hào)為WCA、WCB,、WCC的碳素鋼,；牌號(hào)為20、25,、30,、35的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鍛件；或牌號(hào)為16Mn的低合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件,。（2）用于工作壓力PN≤17.00MPa,，工作溫度小于或等于550℃，工作介質(zhì)為蒸汽及石油產(chǎn)品等,，通常選用牌號(hào)為ZG15Cr5Mo的鉻鉬鋼鑄件,；牌號(hào)為ZG20Cr1Mo1V、ZG15Cr1Mo1V的鉻鉬釩鋼鑄件,；牌號(hào)為1Cr5Mo的鉻鉬鋼鍛件,，或牌號(hào)為12Cr1Mo1V，12Cr1Mo1VA的鉻鉬釩鋼鍛件,。（3）用于公稱壓力PN≤6.4MPa，工作溫度于或等于—196℃,，工作介質(zhì)為乙烯,、丙烯、液態(tài)天然氣及液氮等,。通常選用牌號(hào)為ZG0Cr18Ni19,、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鑄件,，或牌號(hào)為0Cr18Ni9,、1Cr18Ni9、00Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鍛件,。（4）用于公稱壓力PN≤6.4MPa,，工作溫度小于等于200℃、工作介質(zhì)為硝酸等,，通常選用牌號(hào)為ZG0Cr18Ni9,、ZGCr18Ni9、ZG0Cr18Ni9Ti,，以及ZG1Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鑄件,，牌號(hào)為0Cr18Ni9,、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti,、1Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鍛件,。（5）用于公稱壓力PN≤6.4MPa，工作溫度小于等于200℃,、工作介質(zhì)為醋酸等,，通常選用牌號(hào)為ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、的奧氏體不銹耐酸鋼鑄件,，牌號(hào)為0Cr18Ni12Mo2Ti,，1Cr18Ni12Mo3Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鍛件。用于制造閥門的鋼材牌號(hào)很多,，采購人員在選擇閥門時(shí),，應(yīng)根據(jù)工況條件，合理選擇不同材料的閥門,。
3,、有色金屬及其合金閥門有色金屬及其合金包括銅合金、鋁合金以及鈦和鈦合金,。鈦和鈦合金閥適用于腐蝕性介質(zhì)和有特殊要求的閥門,。（1）銅合金閥：用于公稱壓力PN≤2.5MPa的水、海水,、氧氣,、空氣、油品等介質(zhì),。當(dāng)工作溫度為—40～250℃的蒸汽時(shí),，常選用牌號(hào)為ZCuSn3Zn11Pb4、ZCuSn10Zn2的鑄錫青銅,；牌號(hào)為H62,、HPb59-1的黃銅；牌號(hào)為QA19-2,、QA19-4的鋁青銅,。（2）鋁合金閥：用于公稱壓力PN≤1.0MPa的腐蝕性介質(zhì)工況時(shí)，常用牌號(hào)為ZL7,、ZL10,。（3）鈦和鈦合金閥：工業(yè)純鈦和鈦合金有很好的耐腐蝕性能，它的相對(duì)密度小,、強(qiáng)度高,，低溫和高溫性能都較穩(wěn)定，是一種很好的耐腐蝕閥門,。但由于鈦和鈦合金閥的成本比較高,，鑄造工藝性不好,，目前僅有西安高壓閥門廠生產(chǎn)。
4,、塑料閥門,、陶瓷閥門這兩種閥門都屬于非金屬材料閥門。非金屬材料閥門的最大特點(diǎn)是耐腐蝕性強(qiáng),，甚至有金屬材料閥門所不能具備的優(yōu)點(diǎn),。非金屬材料的閥門品種較多，其性能亦有很大差異,，一般用于公稱壓力PN≤1.6MPa,，工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質(zhì)。
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丫兒

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