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耐蚀耐压阀门的材质分析

当阀门通过的介质和工况不一样时(腐蚀性的,有高温、高压等)阀门的材质(阀体、阀板、阀杆等)方面有什么要求呢?
(一):阀体、阀板, s+ N. l# ?, t
阀体、阀板(阀瓣)是阀门主要零件之一,直接承受介质压力,所用材料必须符合阀门的压力与温度等级的规定。常用材料有下面几种:
一、灰铸铁:灰铸铁适用于公称压力PN≤1.0MPa,温度为-10
200的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为:HT200HT250HT300HT350
二、可锻铸铁:适用于公称压力PN≤2.5MPa,温度为-30300
的水、蒸汽、空气及油品介质,常用牌号有:KTH300-06KTH330-08KTH350-10' Z. x& O) z7 L+ U
三、球墨铸铁:适用于PN≤4.0MPa,温度为-30350
的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有:QT400-15QT450-10QT500-74 w4 N0 r2 e; f6 [! T
鉴于目前国内工艺水平,各厂参差不齐,用户又往往不易检验。根据经验,建议PN≤2.5MPa,阀门还是采用钢制阀门为安全。
四、耐酸高硅球墨铸铁:适用于公称压力PN≤0.25MPa,温度低于120
的腐蚀性介质。
五、碳素钢:适用于公称压力PN≤32.0MPa,温度为-30425
的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1WCBZG25 及优质钢202530及低合金结构钢16Mn
六、铜合金:适用于PN≤2.5MPa 的水、海水、氧气、空气、油品等介质,以及温度-40250
的蒸汽介质,常用牌号为ZGnSn10Zn2(锡青铜),H62Hpb59-1(黄铜)、QAZ19-2QA19-4(铝青铜)
七、高温铜:适用于公称压力PN≤17.0MPA、温度≤570
的蒸汽及石油产品。常用牌号有ZGCr5Mo,1Cr5MoZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9 等牌号。具体选用必须按照阀门压力与温度规范的规定。
八、低温钢,适用于公称压力PN≤6.4Mpa,温度≥-196
乙烯,丙烯,液态天然气,液氮等介质,常用牌号有ZG1Cr18Ni9 0Cr18Ni91Cr18Ni9Ti ZG0Cr18Ni9/ n/ F  n2 i1 u1 [8 J3 v& t. n
九、不锈耐酸钢,适用于公称压力PN≤6.4Mpa 、温度≤200
硝酸,醋酸等介质,常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti ZG0Cr18Ni10(耐硝酸) , ZG0Cr18Ni12Mo2Ti ZG1Cr18Ni12Mo2Ti(耐酸和尿素)
阀杆
阀杆在阀门开启和关闭过程中,承受拉、压和扭转作用力,并与介质直接接触,同时和填料之间还有相对的摩擦运动,因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性,有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性,以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。
一、碳素钢1 y& f8 F# @# j2 r6 _
用于低压和介质温度不超过300
的水、蒸汽介质时,一般选用A5 普通碳素钢。
用于中压和介质温度不超过450
的水、蒸汽介质时,一般选用35 优质碳素钢。
二、合金钢  Z$ c/ _; j  t0 G2 }2 v
用于中压和高压,介质温度不超过450
的水、蒸汽、石油等介质时,一般选用40Cr(铬钢)。4 _/ G3 N用于高压、介质温度不超过540的水、蒸汽等介质时,可选用38CrMoALA渗氮钢。
用于高压、介质温度不超过570
的蒸汽介质时,一般选用25Cr2MoVA铬钼钒钢。  w9 ?# Q. h: ~1 `6 三、不锈耐酸钢
用于中压和高压、介质温度不超过450
的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质,可选用 1Cr132Cr133Cr13 铬不锈钢。
用于腐蚀性介质时,可选用Cr17Ni21Cr18Ni9TiCr18Ni12Mo2TiCr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和PH15-7Mo沉淀硬化钢。
四、耐热钢1 T. m+ i# s4 W7 x) `
用于介质温度不超过600
的高温阀门时,可选用4Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢。* i8 @& }( z+ P+ R/ b
(二):
选择阀门主要零件的材料,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,还要参照国家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,正确的、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。 在阀门零件材料的划分中,最一般的方法是按壳体所使用的材料划分:如铸铁阀,壳体材料用灰铸铁、可锻铸铁或球墨铸铁制成的阀门;钢阀,壳体用碳素钢、合金钢或不锈耐酸钢制成的闪;钛阀,壳体用钛合金制成的阀门;铜阀,壳体用铜合金制成的阀门;铝阀,壳体用铝合金制的阀门;塑料阀,壳体用塑料制成的阀门;陶瓷阀,壳体内衬有陶瓷的阀门,等等。      

1、铸铁阀铸铁阀以其价格低廉,制造工艺简单,有较好的耐腐蚀性能,广泛应用于国民经济各个部门,是水道、建筑设备、煤气设备、船舶、消防设备、石油化工设备、炼铁设备、食品加工设备等不可缺少的管路附件。铸铁阀的工作温度范围通常中从环境(室温)温度到225以下。但是,由于灰铸铁是脆性材料,限制了铸铁阀的使用范围。在铸铁阀门中,由于可锻铸铁和球铸铁内部显微组织的改变,可锻铸铁的组织近表层为铁素体,中心部为珠光体,与软钢的组织大致相同。球墨铸铁是经过添加元素和变质处理,且在铸过程中获得球状石墨,因此,其力学性能比普通灰铸铁要好得多,其使用工作压力可更高些。通常,铸铁阀门的使用范围规定如下: (1)当用于公称压力PN≤1.0MPa,工作温度为—10200,工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等,通常选用牌号为HT200HT250HT300HT350的灰铸铁阀。 (2)当用于公称压力PN≤2.5MPa,工作温度为—30300,工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等,通常选用牌号为KTH300-06KTH330-08KTH350-10的可锻铸铁阀。 (3)当用于公称压力PN≤4.0MPa,工作温度为—30350,工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等,通常选用牌号为QT400-15QT450-10QT500-7的球墨铸铁阀。) L/ x# b; H' `1 W2 T% @( L
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、钢阀由于使用钢材的种类不同,钢阀所适用的介质也大不相同,尽管钢阀的价格比较昂贵,但由于钢是一种塑性材料,适用范围广,可以在多种介质中应用,如钨、饱和蒸汽和热蒸汽、高温和低温油品、液化气体、腐蚀性强的介质等,因此应用非常广泛。 碳钢,由于其力学性能和综合使用性能优异,因此,其使用范围更广,通常还包括铸铁阀及青铜阀(广泛应用于—180
以下)使用的工况条件。一般在重要的设备、装置和管道上都采用坚固可靠的钢制阀门。在介质为可燃性气体、液体,毒性气体、液体,易燃易爆性介质,压缩气体,液化气体,动力装置的管道上,以及其它类似的场合,必须使用钢制阀门。特碳钢和低镍合金钢可用于工作温度低于零度的工况,但不能使用到深冷的区域。用这些材料制造的阀门,可能适用于海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯等介质。耐腐蚀钢材包括不锈钢、特种不锈钢、蒙乃尔合金,哈斯特洛依“B”,哈斯特洛依“C”,不锈耐酸钢等。 不锈钢耐酸钢阀门可以广泛应用于化工和食品行业。如输关醋酸、硝酸、硫酸、碱、西漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和其它许多化工产品的管路上。超低碳奥氏体不锈耐酸钢阀门,通常用于在低温下输送液态气体,如天然气、沼气、氧气和氢气等。特种不锈钢阀门有很好的耐腐蚀性能,通常用于输送各种温度和浓度的硫酸的管道和装置上。蒙乃尔合金阀门,主要用于输送碱、盐溶液,食品和许多无机酸,特别是硫酸和氢氟酸的管道和装置上。此外,这类阀门还可用于蒸汽和海水的管道上。镍阀,对于碱和盐溶液具有极强的耐腐蚀能力,通常用在产品输送中,要求确保高纯度的工况。哈氏合金阀门,主要用于输送氯化铵、氯化锌、硫酸铝、硫酸铵、盐酸等强腐蚀性介质的管道和装置上。
耐腐蚀材料制成的阀门,由于工艺复杂,价格昂贵,因此,在选用时,应有足够的依据,以便获得最经济的使用价什。通常,各种钢制阀门的使用范围规定如下:(1)用于公称压力PN≤32.00MPa,工作温度为—30450
,工作介质为水、蒸汽、空气、氨、氢气、氮气及石油产品等,通常选用牌号为WCAWCBWCC的碳素钢;牌号为20253035的优质碳素结构钢锻件;或牌号为16Mn的低合金结构钢锻件。(2)用于工作压力PN≤17.00MPa,工作温度小于或等于550,工作介质为蒸汽及石油产品等,通常选用牌号为ZG15Cr5Mo的铬钼钢铸件;牌号为ZG20Cr1Mo1VZG15Cr1Mo1V的铬钼钒钢铸件;牌号为1Cr5Mo的铬钼钢锻件,或牌号为12Cr1Mo1V12Cr1Mo1VA的铬钼钒钢锻件。(3)用于公称压力PN≤6.4MPa,工作温度于或等于—196,工作介质为乙烯、丙烯、液态天然气及液氮等。通常选用牌号为ZG0Cr18Ni19ZG1Cr18Ni9TiZG1Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢铸件,或牌号为0Cr18Ni91Cr18Ni900Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢锻件。(4)用于公称压力PN≤6.4MPa,工作温度小于等于200、工作介质为硝酸等,通常选用牌号为ZG0Cr18Ni9ZGCr18Ni9ZG0Cr18Ni9Ti,以及ZG1Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢铸件,牌号为0Cr18Ni91Cr18Ni90Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢锻件。(5)用于公称压力PN≤6.4MPa,工作温度小于等于200、工作介质为醋酸等,通常选用牌号为ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、的奥氏体不锈耐酸钢铸件,牌号为0Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo3Ti的奥氏体不锈耐酸钢锻件。用于制造阀门的钢材牌号很多,采购人员在选择阀门时,应根据工况条件,合理选择不同材料的阀门。
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、有色金属及其合金阀门有色金属及其合金包括铜合金、铝合金以及钛和钛合金。钛和钛合金阀适用于腐蚀性介质和有特殊要求的阀门。(1)铜合金阀:用于公称压力PN≤2.5MPa的水、海水、氧气、空气、油品等介质。当工作温度为—40250
的蒸汽时,常选用牌号为ZCuSn3Zn11Pb4ZCuSn10Zn2的铸锡青铜;牌号为H62HPb59-1的黄铜;牌号为QA19-2QA19-4的铝青铜。(2)铝合金阀:用于公称压力PN≤1.0MPa的腐蚀性介质工况时,常用牌号为ZL7ZL10。(3)钛和钛合金阀:工业纯钛和钛合金有很好的耐腐蚀性能,它的相对密度小、强度高,低温和高温性能都较稳定,是一种很好的耐腐蚀阀门。但由于钛和钛合金阀的成本比较高,铸造工艺性不好,目前仅有西安高压阀门厂生产。
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、塑料阀门、陶瓷阀门这两种阀门都属于非金属材料阀门。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。非金属材料的阀门品种较多,其性能亦有很大差异,一般用于公称压力PN≤1.6MPa,工作温度不超过60
的腐蚀性介质。

 
 
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