耐蝕耐壓閥門的材質(zhì)分析

豪森博格

當(dāng)閥門通過的介質(zhì)和工況不一樣時（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？
, d4 L+ ~- S% x4 M0 W, f9 W（一）：
# a0 y! T8 a! p閥體、閥板
! u0 Q$ E" o+ x  ^- e+ p5 B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”的規(guī)定。常用材料有下面幾種：
( p( m7 I" m" \) E  _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)。灰鑄鐵常用牌號為：HT200、HT250、HT300、HT350。
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)，常用牌號有：KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。
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)。常用牌號有：QT400-15、QT450-10、QT500-7。
鑒于目前國內(nèi)工藝水平，各廠參差不齊，用戶又往往不易檢驗。根據(jù)經(jīng)驗，建議PN≤2.5MPa，閥門還是采用鋼制閥門為安全。
! c+ N0 a& v2 a5 x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)。
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)。常用牌號有WC1、WCB、ZG25 及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。
  O/ x1 G7 A5 I1 n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)，常用牌號為ZGnSn10Zn2(錫青銅），H62、Hpb59-1（黃銅）、QAZ19-2、QA19-4(鋁青銅)。
3 u$ `% j& `. w7 |$ ]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。常用牌號有ZGCr5Mo,1Cr5Mo，ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9 等牌號。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定。
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)，常用牌號有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9。
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)，常用牌號有ZG0Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni10（耐硝酸） ， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（耐酸和尿素）
閥桿
+ I1 d$ P: L3 I- L3 C1 J' q- p閥桿在閥門開啟和關(guān)閉過程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時和填料之間還有相對的摩擦運(yùn)動，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。
一、碳素鋼
( ]* G2 k; L! }; r6 G用于低壓和介質(zhì)溫度不超過300℃的水、蒸汽介質(zhì)時，一般選用A5 普通碳素鋼。
用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽介質(zhì)時，一般選用35 優(yōu)質(zhì)碳素鋼。
二、合金鋼
/ u* b9 R' o) j用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時，一般選用40Cr（鉻鋼）。
% ]$ D& J& |2 I% i7 C' Z用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時，可選用38CrMoALA滲氮鋼。
用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570℃的蒸汽介質(zhì)時，一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。
% [7 C+ g" W3 T; M3 C三、不銹耐酸鋼
' a  p- s, W  e1 I: q用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過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。
, |! V) M4 F  s9 R# B/ a用于腐蝕性介質(zhì)時，可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo沉淀硬化鋼。
四、耐熱鋼
" r' v: q: T* O  D" ~; t+ D. _6 k9 `用于介質(zhì)溫度不超過600℃的高溫閥門時，可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。
（二）：
3 X& ]1 x. k3 s# t( }4 i, e! M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。同時還應(yīng)了解介質(zhì)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(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格低廉，制造工藝簡單，有較好的耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個部門，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)過添加元素和變質(zhì)處理，且在鑄過程中獲得球狀石墨，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，通常選用牌號為QT400-15、QT450-10、QT500-7的球墨鑄鐵閥。
% }/ o1 O. K( F# ^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，動力裝置的管道上，以及其它類似的場合，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。“蒙乃爾”合金閥門，主要用于輸送堿、鹽溶液，食品和許多無機(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。“哈氏”合金閥門，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。
耐腐蝕材料制成的閥門，由于工藝復(fù)雜，價格昂貴，因此，在選 用時，應(yīng)有足夠的依據(jù)，以便獲得最經(jīng)濟(jì)的使用價什。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�油產(chǎn)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(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鍛件；或牌號為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。通常選用牌號為ZG0Cr18Ni19、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鑄件，或牌號為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，通常選用牌號為ZG0Cr18Ni9、ZGCr18Ni9、ZG0Cr18Ni9Ti，以及ZG1Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鑄件，牌號為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，通常選用牌號為ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、的奧氏體不銹耐酸鋼鑄件，牌號為0Cr18Ni12Mo2Ti，1Cr18Ni12Mo3Ti的奧氏體不銹耐酸鋼鍛件。用于制造閥門的鋼材牌號很多，采購人員在選擇閥門時，應(yīng)根據(jù)工況條件，合理選擇不同材料的閥門。
/ K4 e# w' a$ }+ |2 j, W$ c0 V0 U3、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，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：用于公稱壓力PN≤1.0MPa的腐蝕性介質(zhì)工況時，常用牌號為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)。
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60℃的腐蝕性介質(zhì)。

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丫兒

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