閥門內件和密封面常用的材質
閥門內件通常是指閥瓣、閥座和閥杆，但在有些情況它也包括其它零件，如襯套、螺栓和螺母等。（注：『閥瓣』這一名詞，對於大多數型式的閥門，通用名詞把它叫關閉件。
但也有例外，如就旋塞閥來說，關閉件叫旋塞。）閥門的密封面主要是指閥瓣和閥座接觸面。常用的內件材質如表2-21、表2-22。
表2-21 閥門內件常用的材質及使用溫度
閥門密封面常用材料及適用介質和允許使用的溫度範圍如表2-22：
表2-22 閥門密封面常用材料及適用介質
以下給出的是經過短暫的調查，閥門內件使用最頻繁的材料。
1. 青銅
使用最廣的青銅閥、鑄鐵閥門和鋼閥門的最高工作溫度在280℃左右。適用介質包括蒸汽、水、油、空氣和天然氣輸送管線。閥瓣和閥門座也可以使用適當牌號的青銅（閥桿用不鏽鋼）可以適應那些溫度極低的介質，如液化氣、液態氧和液態氮。
不含鋅的青銅，通常是鋁青銅。在特定的情況下也常被應用。
1. 鐵
除閥桿用鋼製成，閥門的其餘全部零件都用鐵製作（『全鐵』）。通常閥瓣和閥體兩者都有整體密封面。『全鐵』閥門對於濃硫酸和碳氫化合物的混合酸介質來說是一種比較經濟的選擇，並且對於許多其它與工業有關的化學液體如滷水、氨水、酒精、洗滌液和氯化物溶液使用情況也很令人滿意。
1. 鉻13不鏽鋼
這種材料廣泛地應用於閥杆、閥座密封圈和閥瓣上。它使用在含有一定比例的潤滑劑的介質，具有很高的耐磨、抗擦傷、抗腐蝕和抗沖蝕等特點。它還有很強的抗氧化能力和抗熱硫化潤滑油的腐蝕能力。
這種材料在油品和蒸氣管線上，工作溫度達到600℃的情況下已成功的使用了許多年。
1. 鎳合金
『鎳合金』（這裡指鎳、銅和錫合金的組合），用它做閥門座環；用鉻13不鏽鋼做閥瓣，特別適合於沒有潤滑劑，腐蝕性相對不大的氣體和液體介質。其它的適用介質包括過熱蒸汽和飽和蒸汽、天然氣、燃油、汽油和低粘度油。對於蒸汽來說，工作介質限制在450℃以下，對於其它介質限制在260℃以下。
用組合鎳合金做閥座和閥瓣也適合於蒸汽、水和其它介質使用。
1. 奧氏體不鏽鋼
前面閥體材料裡已經介紹過奧氏體不鏽鋼，以18-8鉻一鎳為基礎的鋼材，廣泛地用在閥門內件製造上。無論是在極強的腐蝕還是極高的溫度下，或者即強腐蝕又高溫下的介質都適用。
1. 特種不鏽鋼
這些『20』合金、『耐熱鎳鉻鐵合金825』和『carpenter 20cb3』經常被用來做閥門內件。這些特種不鏽鋼的內件經常用在普通不鏽鋼閥門上，而且有時也只在鐵閥和鋼閥上。
1. 『蒙乃爾』合金
用這種合金做閥門內件，大多數用在鐵閥和鋼閥上。其介質多為海水，鹽溶液或蒸汽。
1. 『哈氏』合金，『b』和『c』
這些材料用在閥門內件上的不多，而在整個閥門上經常應用。然而，介質為硫酸或稀鹽酸時，有時用『哈氏』合金『b』作為閥門內件材料，而『哈氏』合金『c』的典型應用是在專用的氨閥和混合酸介質的閥門內件上。
1. 硬質合金
在閥瓣和閥體座上堆焊一層堅硬的硬質合金，這樣就可以使密封面具有很高的耐磨性和抗擦傷能力。這種材料尤其適用於介質溫度公升高和乾燥的場合。
密封面的材料通常從鈷基和鎳基合金中挑選，而且與之相配對的表面通常鍍有相似的材料，但要有硬度差，以便在工作中減少擦傷。然而，相配的兩面並不總是都採用堆焊的型式，採用什麼型式還要取決於所用硬質合金的效能。
鈷基和鎳基硬質合金的類似的效能規範可以從一些閥門製造商那裡得到。選擇材料時要依靠許多評價因素。乙個重要的因素是所給的材料要能夠容易地附著在特定的零件上。
1. 塑料和合成橡膠
塑料和合成橡膠被使用在許多不同種類閥門的以一種型式或另一種型式布置的密封面和閥座上。
應用最廣泛的塑料材料是聚四氟乙烯（ptef）。在球閥和蝶閥中用它做閥座，在隔膜閥中用它做隔膜表面。在許多種類的閥門中，聚四氟乙烯被用來做閥杆密封填料。
作為閥座和密封件的材料，聚四氟乙烯是最好的；它幾乎能適用所有介質，並且耐磨性很好，而且使用溫度可達250℃。經常使用純的聚四氟乙烯，但在許多情況下，為了改善它的壓縮永久變形的效能，可加入一些化學性質不活潑的填料，如玻璃。
聚四氟乙烯的抗化學腐蝕性質使它成為一種很理想的隔膜材料。它的剛性和抗疲勞性質也是有用的特性。在多數使用隔膜的閥中，一層薄的聚四氟乙烯與合成橡膠基底聯合使用，聚四氟乙烯與合成橡膠可以是分離的，也可以是粘接的。
在閥門內件中應用合成橡膠大多數是作為『o』形圈、墊片、閥座和座襯套、隔膜和蝶閥的襯套。
『o』形圈大量的用在閥杆密封上，最常用的材料是腈橡膠。碳一氟化合橡膠、乙烯丙基橡膠和矽橡膠，尤其適合在高溫下使用。
各種各樣的合成橡膠廣泛地應用在閥座、襯套、隔膜和導套上。基本聚合物的化合可以得到更廣泛的物理和化學效能。以下是最常用的合成橡膠。
天然橡膠
丁基橡膠
乙烯丙基橡膠
氯丁橡膠
腈橡膠苯乙烯—聚丁橡膠
應用塑料和合成橡膠作為閥門內件材料的優點是它具有很好的抗腐蝕性和抗沖蝕性，而且可以達到無漏損密封。而這些材料的缺點是在使用中工作溫度受到所用材料的限制。此外，給定的材料是否適用還要取決於若干因素。
作者：大連誠高科技股份****孫娜董純策
摘要：本文闡述了控制閥在嚴苛工況下設計與製造的部分注意事項，主要針對高溫、高壓差、高流速及氣蝕狀況下的閥門在設計時，對材料的選擇、結構的設計和製造的工藝需要設計人員考慮的幾個問題點。
關鍵字：熱膨脹塑變振動氣蝕閃蒸
控制閥是過程控制工業裡最常用的終端控制項，控制閥調節流動的流體，以補償負載擾動並使得被控制的過程盡可能地靠近需要的設定點，基於其在工業自動化領域裡的重要性，使得控制閥的設計及製造尤為重要，特別是某些嚴苛的工況，如高溫、高壓差、高流速、氣蝕等，筆者將從材料、結構、製造等方面加以論述。
一、閥門材料的選擇
1、金屬材料
材料是至關重要的因素，如材料的效能、蠕變、熱膨脹率、抗氧化性、耐磨性、熱擦傷性及熱處理溫度等，這些是首先應注意的事項。在高溫（427°c）狀況下，蠕變和斷裂是材料破壞的主要因素之一，特別是碳素鋼，當長期暴露在427°c以上時，鋼中的碳化相可能轉變為石墨，而對於奧氏體不鏽鋼只有當含碳量超過0.4%時，才可以用於528°c以上。
因此，在高溫下使用時，應分別計算閥體材料的抗拉強度、蠕變、高溫時效等引數。而對於閥內件的設計，還應該附加考慮材料在高溫的硬度、配合部件的熱膨脹係數、導向部件的熱硬度差、彈性變形、塑性變形等。在設計中，應給予相應的安全係數和可靠係數，以確保避免在多因素下所產生的破壞。
並要熟悉高溫下材料的蠕變率，以選取合適的應力，使材料總的蠕變在正常使用壽命範圍內不擴充套件至斷裂或允許其產生微變形而不影響導向零件的正常使用。
為避免閥內件（閥芯、閥座）表面的磨損、沖蝕及氣蝕，高溫情況下要考慮材料的熱硬度，防止金屬硬度變化。在高壓差下，流體的大部分能量集中於閥內件進行釋放，對閥內件有超負載的可能，而高溫下，大部分材料的機械效能變差，材料變軟，大大影響了閥內件的使用壽命。因此，應正確選擇合適的材料，延長閥門的使用壽命。
另外，還要考慮高溫時效對材料物理效能的影響，如韌性和晶間腐蝕的變化。當使用溫度達到或超過熱處理溫度時，閥內件會產生退火，硬度降低等問題，為防止材料硬度發生變化，最高溫度極限的選擇必須在乙個安全的範圍內。而相同的介質，在高溫狀況下，其分子的活動性相對活躍，某些具有一般腐蝕性的介質可能對閥體及閥內件金屬材質帶來嚴重的腐蝕破壞，介質以高速的離子狀態滲入金屬內部，使材料的特性發生改變，如熱膨脹性、晶間腐蝕等，因此，對材料的選擇，除了價效比之外，還應考慮多因素下所產生的失效性。
高壓差、高流速情況下，即使溫度是常溫，也應評估材料的特性，使材料可以滿足該工況。一般來說，常溫下，當壓差超過15bar時，應將閥芯、閥座的材料由316ss調整為司太萊合金堆焊或更高要求的合金，對於弱腐蝕性的介質，可選用420qt（淬火+回火）、440qt等。
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一 材料一般要求 閥體 閥蓋 法蘭的材料，應根據使用條件和製造要求選用，並應符合 gb 12228 gb 12229 gb 12230 和 gb 3077 的規定。螺母 螺栓 螺柱材料可用 a5 25 35 30crmoa 和 40mnvb 等，應根據使用壓力和溫度選用，並應符合 gb 700 gb...
選用閥門往往從閥體材料出發
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內容 自網路 styledefinitions table.msonormaltable 零件名稱材 料名 稱 牌 號標 準閥體 閥蓋 啟閉件 鉻鎳鈦鑄鋼 zg0 cr18 ni9ti zg1 cr18 ni9ti gb 12230 鉻鎳鑄鋼 zg0 cr18 ni9 zg00 cr18 ni10 ...