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標(biāo)題:
耐蝕耐壓閥門的材質(zhì)分析
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作者:
豪森博格
時(shí)間:
2011-4-14 12:43
標(biāo)題:
耐蝕耐壓閥門的材質(zhì)分析
當(dāng)閥門通過(guò)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?
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(一):
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閥體、閥板
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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:
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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);诣T鐵常用牌號(hào)為:HT200、HT250、HT300、HT350。
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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。
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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。
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鑒于目前國(guó)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。
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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)。
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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。
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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)。
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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。
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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。
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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)
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閥桿
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閥桿在閥門開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)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。
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一、
碳素鋼
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用于低壓和介質(zhì)溫度不超過(guò)300℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí),一般選用A5 普通碳素鋼。
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用于中壓和介質(zhì)溫度不超過(guò)450℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí),一般選用35 優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
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二、
合金鋼
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用于中壓和高壓,介質(zhì)溫度不超過(guò)450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時(shí),一般選用40Cr(鉻鋼)。
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用于高壓、介質(zhì)溫度不超過(guò)540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時(shí),可選用38CrMoALA滲氮鋼。
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用于高壓、介質(zhì)溫度不超過(guò)570℃的蒸汽介質(zhì)時(shí),一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。
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三、
不銹耐酸鋼
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用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過(guò)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。
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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。
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四、
耐熱鋼
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用于介質(zhì)溫度不超過(guò)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。
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(二):
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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(wú)固體顆粒)。除此之外,還要參照國(guó)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(jiǎn)單,有較好的耐腐蝕性能,廣泛應(yīng)用于國(guó)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(guò)添加元素和變質(zhì)處理,且在鑄過(guò)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。
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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(chǎng)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(wú)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!肮稀焙辖痖y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。
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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)饧笆彤a(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(gòu)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。
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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)。
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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(guò)60℃的腐蝕性介質(zhì)。
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作者:
丫兒
時(shí)間:
2012-7-16 15:23
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