閥門材料的選擇方法

2022-08-31 14:36:07 字數 3188 閱讀 1785

選擇閥門主要零件的材料,首先應考慮到工作介質的物理效能(溫度、壓力)和化學效能(腐蝕性)等。同時還應了解介質的清潔程度(有無固體顆粒)。除此之外,還要參照國家和使用部門的有關規定和要求。

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,可以獲得閥門最經濟的使用壽命和最佳的效能。

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製成的閥門;鋼閥,殼體用碳素鋼、合金鋼或不鏽耐酸鋼製成的閃;鈦閥,殼體用鈦合金製成的閥門;銅閥,殼體用銅合金製成的閥門;鋁閥,殼體用鋁合金制的閥門;塑料閥,殼體用塑料製成的閥門;陶瓷閥,殼體內襯有陶瓷的閥門,等等。

1、鑄鐵閥

鑄鐵閥以其**低廉,製造工藝簡單,有較好的耐腐蝕性能,廣泛應用於國民經濟各個部門,是水道、建築裝置、煤氣裝置、船舶、消防裝置、石油化工裝置、煉鐵裝置、食品加工裝置等不可缺少的管路附件。鑄鐵閥的工作溫度範圍通常中從環境(室溫)溫度到225℃以下。但是,由於灰鑄鐵是脆性材料,限制了鑄鐵閥的使用範圍。

在鑄鐵閥門中,由於可鍛鑄鐵和球鑄鐵內部顯微組織的改變,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。球墨鑄鐵是經過新增元素和變質處理,且在鑄過程中獲得球狀石墨,因此,其力學效能比普通灰鑄鐵要好得多,其使用工作壓力可更高些。

通常,鑄鐵閥門的使用範圍規定如下:

(1)當用於公稱壓力pn≤1.0mpa,工作溫度為—10~200℃,工作介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等,通常選用牌號為ht200、ht250、ht300、ht350的灰鑄鐵閥。

(2)當用於公稱壓力pn≤2.5mpa,工作溫度為—30~300℃,工作介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等,通常選用牌號為kth300-06、kth330-08、kth350-10的可鍛鑄鐵閥。

(3)當用於公稱壓力pn≤4.0mpa,工作溫度為—30~350℃,工作介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等,通常選用牌號為qt400-15、qt450-10、qt500-7的球墨鑄鐵閥。

2、鋼閥

由於使用鋼材的種類不同,鋼閥所適用的介質也大不相同,儘管鋼閥的**比較昂貴,但由於鋼是一種塑性材料,適用範圍廣,可以在多種介質中應用,如鎢、飽和蒸汽和熱蒸汽、高溫和低溫油品、液化氣體、腐蝕性強的介質等,因此應用非常廣泛。

碳鋼,由於其力學效能和綜合使用效能優異,因此,其使用範圍更廣,通常還包括鑄鐵閥及青銅閥(廣泛應用於—180℃以下)使用的工況條件。一般在重要的裝置、裝置和管道上都採用堅固可靠的鋼製閥門。在介質為可燃性氣體、液體,毒性氣體、液體,易燃易爆性介質,壓縮氣體,液化氣體,動力裝置的管道上,以及其它類似的場合,必須使用鋼製閥門。

特碳鋼和低鎳合金鋼可用於工作溫度低於零度的工況,但不能使用到深冷的區域。用這些材料製造的閥門,可能適用於海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯等介質。

耐腐蝕鋼材包括不鏽鋼、特種不鏽鋼、「蒙乃爾」合金,哈斯特洛依「b」,哈斯特洛依「c」,不鏽耐酸鋼等。

不鏽鋼耐酸鋼閥門可以廣泛應用於化工和食品行業。如輸關醋酸、硝酸、硫酸、鹼、西漂白液、食品、果汁、碳酸、製革液和其它許多化工產品的管路上。超低碳奧氏體不鏽耐酸鋼閥門,通常用於在低溫下輸送液態氣體,如天然氣、沼氣、氧氣和氫氣等。

特種不鏽鋼閥門有很好的耐腐蝕性能,通常用於輸送各種溫度和濃度的硫酸的管道和裝置上。「蒙乃爾」合金閥門,主要用於輸送鹼、鹽溶液,食品和許多無機酸,特別是硫酸和氫氟酸的管道和裝置上。此外,這類閥門還可用於蒸汽和海水的管道上。

鎳閥,對於鹼和鹽溶液具有極強的耐腐蝕能力,通常用在產品輸送中,要求確保高純度的工況。「哈氏」合金閥門,主要用於輸送氯化銨、氯化鋅、硫酸鋁、硫酸銨、鹽酸等強腐蝕性介質的管道和裝置上。

耐腐蝕材料製成的閥門,由於工藝複雜,**昂貴,因此,在選用時,應有足夠的依據,以便獲得最經濟的使用價什。

通常,各種鋼製閥門的使用範圍規定如下:

(1)用於公稱壓力pn≤32.00mpa,工作溫度為—30~450℃,工作介質為水、蒸汽、空氣、氨、氫氣、氮氣及石油產品等,通常選用牌號為wca、wcb、wcc的碳素鋼;牌號為20、25、30、35的優質碳素結構鋼鍛件;或牌號為16mn的低合金結構鋼鍛件。

(2)用於工作壓力pn≤17.00mpa,工作溫度小於或等於550℃,工作介質為蒸汽及石油產品等,通常選用牌號為zg15cr5mo的鉻鉬鋼鑄件;牌號為zg20cr1mo1v、zg15cr1mo1v的鉻鉬釩鋼鑄件;牌號為1cr5mo的鉻鉬鋼鍛件,或牌號為12cr1mo1v,12cr1mo1va的鉻鉬釩鋼鍛件。

(3)用於公稱壓力pn≤6.4mpa,工作溫度於或等於—196℃,工作介質為乙烯、丙烯、液態天然氣及液氮等。通常選用牌號為zg0cr18ni19、zg1cr18ni9ti、zg1cr18ni9ti的奧氏體不鏽耐酸鋼鑄件,或牌號為0cr18ni9、1cr18ni9、00cr18ni9ti的奧氏體不鏽耐酸鋼鍛件。

(4)用於公稱壓力pn≤6.4mpa,工作溫度小於等於200℃、工作介質為硝酸等,通常選用牌號為zg0cr18ni9、zgcr18ni9、zg0cr18ni9ti,以及zg1cr18ni9ti的奧氏體不鏽耐酸鋼鑄件,牌號為0cr18ni9、1cr18ni9、0cr18ni9ti、1cr18ni9ti的奧氏體不鏽耐酸鋼鍛件。

(5)用於公稱壓力pn≤6.4mpa,工作溫度小於等於200℃、工作介質為醋酸等,通常選用牌號為zg0cr18ni12mo2ti、的奧氏體不鏽耐酸鋼鑄件,牌號為0cr18ni12mo2ti,1cr18ni12mo3ti的奧氏體不鏽耐酸鋼鍛件。

用於製造閥門的鋼材牌號很多,採購人員在選擇閥門時,應根據工況條件,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。鈦和鈦合金閥適用於腐蝕性介質和有特殊要求的閥門。

(1)銅合金閥:用於公稱壓力pn≤2.5mpa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質。

當工作溫度為—40~250℃的蒸汽時,常選用牌號為zcusn3zn11pb4、zcusn10zn2的鑄錫青銅;牌號為h62、hpb59-1的黃銅;牌號為qa19-2、qa19-4的鋁青銅。

(2)鋁合金閥:用於公稱壓力pn≤1.0mpa的腐蝕性介質工況時,常用牌號為zl7、zl10。

(3)鈦和鈦合金閥:工業純鈦和鈦合金有很好的耐腐蝕性能,它的相對密度小、強度高,低溫和高溫效能都較穩定,是一種很好的耐腐蝕閥門。但由於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。

4、塑料閥門、陶瓷閥門

這兩種閥門都屬於非金屬材料閥門。非金屬材料閥門的最大特點是耐腐蝕性強,甚至有金屬材料閥門所不能具備的優點。非金屬材料的閥門品種較多,其效能亦有很大差異,一般用於公稱壓力pn≤1.

6mpa,工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質。

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