阀门部件材料选择Word格式.docx
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特种不锈钢阀门有很好的耐腐蚀性能,通常用于输送各种温度和浓度的硫酸的管道和装置上。
“蒙乃尔”合金阀门,主要用于输送碱、盐溶液,食品和许多无机酸,特别是硫酸和氢氟酸的管道和装置上。
此外,这类阀门还可用于蒸汽和海水的管道上。
镍阀,对于碱和盐溶液具有极强的耐腐蚀能力,通常用在产品输送中,要求确保高纯度的工况。
“哈氏”合金阀门,主要用于输送氯化铵、氯化锌、硫酸铝、硫酸铵、盐酸等强腐蚀性介质的管道和装置上。
阀门按阀体材料分类
1)金属材料阀门:
其阀体等零件由金属材料制成。
如铸铁阀、碳钢阀、合金钢阀、铜合金阀、铝合金阀、铅合金阀、钛合金阀、蒙乃尔合金阀等。
2)非金属材料阀门:
其阀体等零件由非金属材料制成。
如塑料阀、陶瓷阀、搪阀、玻璃钢阀等。
3)金属阀体衬里阀门:
阀体外形为金属,内部凡与介质接触的主要表面均为衬里,如衬胶阀、衬塑料阀、衬陶阀等。
阀体的材料种类和适用工况
阀体的材料种类繁多,适用于各种不同的工况。
阀体的常用材料有灰铸铁、黑心可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、低温碳钢、合金钢、奥氏体不锈钢、蒙乃尔合金、铸铜合金等:
1.灰铸铁
灰铸铁,适用于工作温度在-15~+200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。
2.黑心可锻铸铁
黑心可锻铸铁,适用于工作温度在-15~+250℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。
3.球墨铸铁
球墨铸铁,适用于工作温度在-30~+350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa的中低压阀门。
4.碳素钢
碳素钢(WCA、WCB、WCC),适用于工作温度在-29~+425℃之间的中、高压阀门,其中16Mn、30Mn工作温度为-40~+450℃之间,常用来代替ASTMA105。
5.低温碳钢
低温碳钢(LCB),适用于工作温度在-46~+345℃之间的低温阀门。
6.合金钢
合金钢阀门(WC6、WC9),适用于工作温度在-29~+595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;
WC5、WC12适用于工作温度在-29~+650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。
7.奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢,适用于工作温度在-196~600℃之间的腐蚀性介质的阀门。
8.蒙乃尔合金
蒙乃尔合金阀门,主要适用于含氢氟介质的阀门。
9.铸铜合金
铸铜合金,主要适用于工作温度在-273~+200℃之间的氧气管路用阀门。
以上列举的是阀体常用材料中的大类,具体每类材料中,又有很多不同牌号,各种不同牌号又适用于各种不同的压力等级。
因此,在选择阀门的阀体材料时,应根据不同的用途和不同的压力等级,确定适合于工况需要的阀体材料。
此外,阀体材料还有哈氏合金、钛合金(钛阀门)、铝合金(铝阀门);
塑料(塑料阀门);
陶瓷(陶瓷阀门)等等。
紧固件材料
紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。
紧固件在阀门上直接承受压力,对防止介质外流起关重要作用,因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。
根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按下表选择。
名称
公称压力PN(MPa)
介质温度(℃)
300
350
400
425
450
530
螺栓
双头螺栓
1.6—2.5
A3
35
30CrMoA
—
4.0—10.0
35CrMoA
25Cr2MoVA
16.0—20.0
螺母
30
选用合金钢材料时必须经过热处理。
对紧固件有特殊耐腐蚀要求时,可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不锈耐酸钢。
垫片材料
垫片是用来充填两个结合面(如阀体和阀盖之间的密封面)间所有凹凸不平处,以防止介质从结合面间泄漏。
1、对垫片的要求
垫片材料在工作温度下具有一定的弹性和塑性以及足够的强度,以保证密封。
同时要具有良好的耐腐蚀性。
2、垫片材料的种类和选择
垫片可分为软质和硬质两种,软质一般为非金属材料,如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板,聚四氟乙烯等。
硬质一般为金属材料或者金属包石棉、金属与石棉缠绕的等。
垫片的形状有很多,有扁平的、圆形的、椭圆形的、齿形的、透镜式的以及其他特殊形状的。
垫片材料选择见下表:
介质
应用范围
压力(MPa)
温度(℃)
厚纸板
水、油类
≤10
40
油浸纸板
橡胶板
水、空气
≤6
50
石棉板
蒸汽、煤气
聚四氟乙烯
腐蚀性介质
≤25
200
橡胶石棉板XB-450
水蒸气、空气、煤气
≤60
XB-350
≤40
XB-200
≤15
耐油橡胶石棉板
油类
160
08钢与XB-450充填
蒸汽
100
08钢与XB-350充填
1Cr13、0Cr13石棉充填
08钢与耐油橡胶石棉充填
铜
水蒸气、空气
250
铝
64
10钢、20钢
水蒸气、油类
1Cr13
550
1Cr13Ni9
600
金属垫片的材料一般用08、10、20优质碳素钢和1Cr13、1Cr18Ni9不锈钢,加工精度和表面光洁度要求较高,适用于高温高压阀门。
非金属垫片材料一般塑性较好,用不大的压力就能达到密封。
适用于低温低压阀门。
阀门密封面材料
密封面是阀门产品最关键的工作面,阀门密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命,通常阀门密封面材料要考虑耐腐蚀,耐擦伤,耐冲蚀,抗氧化等因素。
阀门密封面材料通常分软质材料和硬密封材料两大类:
一、软质材料
1、橡胶(包括丁睛橡胶,氟橡胶等)
2、塑料(聚四氟乙烯,尼龙等)
二、硬密封材料
1、铜合金(用于低压阀门)
2、铬不锈钢(用于普通高中压阀门)
3、司太立合金(用于高温高压阀门及强腐蚀阀门)
4、镍基合金(用于腐蚀性介质)
阀门衬里防腐材料的使用温度和适用介质
各类衬里管道阀门其同公称通径的壳体和连接尺寸都相同,但其衬里防腐材料根据不同介质,可采用以下不同衬里材料:
聚四氟乙烯PTFE(F4)
使用介质:
强酸、强碱、强氧化剂等。
使用温度:
-200~180℃。
特点:
具有优异的化学稳定性,有很高的耐热性,耐寒性:
摩擦系数很低,是极好的自润滑材料,但机械性能较低,流动性差,热膨胀大。
聚全氟乙丙稀FEP(F46)
适用介质:
任何有机溶剂或试剂,稀或浓无机酸、碱、酮、芳烃、氯化等。
-85~150℃。
力学、电性能和化学稳定性基本与F4相同,但突出优点是动击韧性高,有极好的耐候性和辐射性。
聚散据乙烯PCTEF(F3)
各种有机溶剂,无机腐蚀夜(氧化性酸类)。
-195~120℃。
耐热性烃、电性能和化学稳定性仅次于F4机械强度、糯动性能、硬度比F4好些。
聚偏氟乙烯PVDF(F2)
耐大多数化学药品和溶剂。
-70~100℃。
拉伸强度与压缩强度比F4好,耐弯折、耐候、耐辐射,耐光和老化等,最大特点是韧性好,易成型。
聚丙烯RPP
无机盐类的水溶液,无机酸类、碱类的熄火弄溶液。
-14~80℃。
最轻的塑料之一,其屈服、拉伸和压缩强度、硬度均优于低压聚乙烯,有很突出的刚性,耐热性好,易成型,优廉,改好后动击性、流动性、弯曲弹性模数提高。
聚烯烃PO
各种浓度的酸碱盐及某些有机溶剂。
-58~80℃。
是目前世界上最理想的防腐材料,已广泛用于旋转成型的大型设备和管道件内衬。
聚氟乙烯(硬质)PCV
耐水、浓碱、非氧化性酸、链烃、油和臭氧等。
0~55℃。
机械强度较高,化学稳定性及介电性能优良,耐油性和抗老性也教好,易熔接及粘合,价格较低。
硬橡胶NR
盐酸、30%硫酸、50%氢氟酸、80%磷酸、碱、盐类、镀金属溶液、氢氧化钠、氢氧化钾、中性盐水溶液、10%次氯酸钠、湿氯气、氨水、大部分醇类有机酸及醛类等。
-10~85℃
软橡胶BR
水泥、粘土、炉渣灰、颗粒状化肥及磨损性较强的固态流体、各种浓度稠黏液等。
氯丁橡胶CR
动植物油类、润滑剂及PH值变化范围很大的腐蚀性泥浆等。
丁基橡胶HR
有机酸、碱合氢氧化合物、无机盐及无机酸、元素气体醇类、醛类、醚类、酮类、酯类等。
-10~120℃
聚偏氟乙丙烯塑料FEP
除熔融碱金属、元素氟及芳香烃类外的盐酸、硫酸、王水、有机酸、强氧化剂、浓烯酸交替、酸碱交替和各种有机溶液等。
≤150℃
聚偏氟乙烯塑料PVDF
≤100℃
聚四氟乙烯和乙烯共聚物ETFE
≤120℃
可溶性聚四氟乙烯塑料PFA
≤180℃
聚三氟氯乙烯塑料PCTFE
搪瓷
除氢氟酸、浓磷酸及强碱外的其它低度耐蚀性介质
铸铁无衬里
非腐蚀性介质
使用温度按隔膜材料定
不锈钢无衬里
一般腐蚀性介质
阀体、阀盖和阀板(阀瓣)的零件材料
阀体、阀盖和闸板(阀瓣)是阀门主要零件之一,直接承受介质压力,所用零件材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。
常用阀门零件材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、耐酸高硅球墨铸铁、碳素钢、铜合金、高温铜、低温钢、不锈耐酸钢等几种:
一、灰铸铁:
公称压力:
PN≤1.0MPa;
-10℃~200℃;
水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质;
常用牌号:
HT200、HT250、HT300、HT350。
二、可锻铸铁:
PN≤2.5MPa;
-30~300℃;
水、蒸汽、空气及油品介质;
KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。
三、球墨铸铁:
PN≤4.0MPa;
-30~350℃;
水、蒸汽、空气及油品等介质;
QT400-15、QT450-10、QT500-7。
鉴于目前国内阀门制造企业工艺水平,各厂参差不齐,用户又往往不易检验。
根据经验,建议PN≥2.5MPa,阀门还是采用钢制阀门为安全。
四、耐酸高硅球墨铸铁:
PN≤0.25MPa;
≤120℃;
腐蚀性介质。
五、碳素钢:
PN≤32.0MPa;
-30~425℃;
水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质;
WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
六、铜合金:
-40~250℃;
水、海水、氧气、空气、油品等介质,以及温度-40~250℃的蒸汽介质;
ZGnSn10Zn2(锡青铜)、H62、Hpb59-1(黄铜)、QAZ19-2、QA19-4(铝青铜)。
七、高温铜:
PN≤17.0MPa;
≤570℃;
蒸汽及石油产品;
ZGCr5Mo、1Cr5M0、ZG20CrMoV、ZG15Gr1Mo1V、12CrMoV、WC6、WC9等牌号。
具体选用必须按照阀门压力与温度规范的规定。
八、低温钢:
PN≤6.4Mpa;
≥—196℃;
乙烯,丙烯,液态天然气,液氮等介质;
常用牌号;
ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni9。
九、不锈耐酸钢:
PN≤6.4Mpa;
≤200℃;
硝酸,醋酸等介质;
ZG0Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni10<
耐硝酸>
,ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<
耐酸和尿素>
。
阀杆螺母
阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中,直接承受阀杆轴向力,因此必须具备一定的强度。
同时阀杆螺母与阀杆是螺纹传动,要求摩擦系数小,不生锈和避免咬死现象。
一、铜合金材料
铜合金的摩擦系数较小,不生锈,是目前普遍采用的材料之一。
对于Pg<
1.6Mpa的低压阀门可采用ZHMn58-2-2铸黄铜。
对于Pg16-6.4Mpa的中压阀门可采用ZQAL9-4无锡青铜。
对于高压阀门可采用ZHAL66-6-3-2铸黄铜。
二、钢材料
当工作条件不允许采用铜合金时,可选用35、40等优质炭素钢,2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不锈耐酸钢。
工作条件不允许指下列情况。
1、用于电动阀门上,带有瓜形离合器的阀杆螺母,需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。
2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时,如对铜有腐蚀的氨介质。
选用钢制阀杆螺母时,要特别注意螺纹的咬死现象。
阀门零件的制造材料
阀门零件制造材料很多,包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。
制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择:
1、工作介质的压力、温度和特性。
2、该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。
3、有较好的工艺性。
4、在满足以上条件情况下,要有较低的成本。
第一节阀体、阀盖和阀板(阀瓣)的材料
阀体、阀盖和闸板(阀瓣)是阀门主要零件之一,直接承受介质压力,所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。
第二节密封面材料密封面材料密封面材料密封面材料
密封面是阀门最关键的工作面,密封面质量的好坏关系到的阀门使用寿命,通常密封面材料要考虑耐腐蚀,耐擦伤,耐冲蚀,抗氧化等因素。
第三节阀杆材料
阀杆在阀门开启和关闭过程中,承受拉、压和扭转作用力,并与介质直接接触,同时和填料之间还有相对的摩擦运动,因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性,有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性,以及良好的工艺性。
第四节阀杆螺母材料
同时它与阀杆是螺纹传动,要求摩擦系数小,不生锈和避免咬死现象。
第五节紧固、填料及垫片材料
在阀门上,填料是用来充填阀盖填料室的空间,以防止介质经由阀杆和阀盖填料室空间泄漏。
各种介质的阀门材料选用表
符号:
A-能够或正被成功应用B-应用过程应注意C-不能应用LL-缺乏资料
流体介质
阀门材料
碳钢
铸铁
302
或
304
不锈钢
316
青铜
蒙乃尔合金
哈氏合金B
哈氏合金C
不锈钢﹟20
钛
钴铬合金﹟
6
416
440
C
17
-4
PH不锈钢
乙醛
A
A
LL
醋酸(无气的)
C
B
醋酸(充气的)
醋酸蒸汽
丙酮
乙炔
乙醇
硫酸铝
氨
氯化铵
硝酸铵
磷酸铵(一价)
硫酸铵
亚硫酸铵
苯胺
沥青
啤酒
苯
苯甲酸
硼酸
丁烷
氯化钙(碱)
次氯酸钙
石碳酸
二氧化碳(干)
二氧化碳(湿)
二硫化碳
四氯化碳
碳酸
氯,气体(干)
氯,气体(湿)
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- 阀门 部件 材料 选择