当阀门的压力、温度、等级和流体特性确定后,就应选择合适的材质。阀门的不同部位:阀体、压盖,阀瓣、阀座等,可能是由几种不同材质制造的,按照技术经济的最优效果,确定阀门的壳体及内部零件的材料(铸铁、铸钢、锻造阀门、合金钢、不锈钢等)。


  对于小口径(DN≤40)一般选用锻件,大口径(DN>40)一般选用铸件。锻件阀体的端法兰,应该优先选择整体锻制阀体,如果法兰是焊接在阀体上,则对焊缝应该进行100%射线检验。对焊和承插焊碳钢阀体的含碳量应不大于0.25%,并且碳当量应不大于0.45%。


  铸铁阀体最高允许200℃;钢阀体可以到425℃,超过425℃就要考虑使用合金阀;超过550℃ 就应选用耐高温的Cr-Ni不锈钢。当流体腐蚀性强,普通奥氏体不锈钢不能使用时,应考虑采用一些特种材料,如904L不锈钢、双相钢(如S31803等)、蒙乃尔合金、塑料等制作,也可采用防腐材料衬里等。


 ①. 铸铁


    灰铸铁(A126-B)一般使用在低压阀门上,不推荐在工艺管道上使用。球墨铸铁(A395)的性能(强度和韧性)要比灰铸铁好。


 ②. 碳钢


    在阀门制造中最常见的碳钢材料有A216-WCB(铸件)和A105(锻件)。应特别注意碳钢长时间在400℃以上工作,会影响到阀门的寿命。对于低温工况的阀门,常用的有A352-LCB(铸件)和A350-LF2(锻件)。


 ③. 奥氏体不锈钢


    奥氏体不锈钢材料通常应用在具有腐蚀性工况或超低温工况。其中常用的铸件有A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和A351-CF3M。常用的锻件有A182-F304、A182-F316、A182-F304L和A182-F316L。


 ④. 合金钢材料


    对于低温工况的阀门,常用的有A352-LC3(铸件),A350-LF3(锻件)。对于高温工况的阀门,常用的有A217-WC6(铸件),A182-F11(锻件)和A217-WC9(铸件),A182-F22(锻件)。由于WC9、F22属于2-1/4Cr-1Mo系列,相比属于1-1/4Cr-1/2Mo系列的WC6、F11含有更高的Cr、Mo,所以具有更好的抗高温蠕变性能。




  阀门材质的选用主要包括:阀体和阀盖材料的选用、阀门密封面(阀座和关闭件相互接触形成密封的部分)材料的选用、阀杆用填料密封材料的选用、阀杆用低泄漏填料材料的选用、阀门中法兰用的螺栓和螺母紧固件材料的选用。


  ①. 阀体和阀盖


    阀体和阀盖是阀门的主要承压件,不同工况条件下阀体和阀盖等承压件材料选用是否合理,将直接影响阀门使用的安全可靠性和使用寿命,是阀门质量的关键因素之一。阀体材质的选择首先取决于流体对阀体材质的腐蚀性大小;其次应考虑流体的设计温度。国内外阀门常用的承压件材料按工况条件主要分为五大类:铸铁、碳素钢、低温钢、高温钢、不锈钢;按材料的成型工艺主要也分为五大类:铸件、锻件、锻焊件、板焊件、管件。


 ②. 阀门密封面


  阀门密封面应耐磨损、耐腐蚀、耐冲蚀、耐擦伤,有足够的挤压强度,在高温下有足够的抗氧化性和热疲劳性,密封面与阀体的热膨胀系数相近,具有良好的加工性能和焊接性能,且应在价格和材料性能之间综合考虑。阀门的密封面分为金属密封面、软密封面和密封剂密封三种。


   API 600列入了钢制闸阀密封面材料的18种不同组合及最低的硬度要求。选用时,应根据材料的性能综合考虑。目前国内最常用的内件号是1,2,5,8,10。API 600列入的内件号除用于API 600闸阀外,还经常用于其他各种金属阀门,作为阀门金属密封面材料组合的代号。


    软密封面最常用的材料是橡胶和聚四氟乙烯。


  ③. 阀杆与阀芯材质的选择


    阀杆与阀芯在阀门开启和关闭过程中,除承受拉力、摩擦、压力和扭矩的作用外,还与流体直接接触。因此,对阀杆和阀芯除要求具有一定的机械性能外,还要具有良好的耐腐蚀性能和耐摩擦性能。阀杆与阀芯材质的选择通常应根据阀门的使用场合来选择,首先其材质应具有良好的耐腐蚀性能,其次应考虑工作温度,第三应考虑工作压力的高低。


  ④. 垫片与填料材质的选择


    正确选用垫片和填料材质是避免跑、冒、滴、漏的有效办法。垫片和填料的材质选择同阀体材质的选择一样,流体的工作温度、工作压力是选择垫片和填料的重要因素。阀门用阀杆填料主要有盘根填料和成型填料。




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