阀门材料基本知识00001.docx

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阀门材料基本知识00001

阀门材料基本知识

阀门材料基本知识

1主体材料

1.1材料温度压力等级

ASTMA216WCB工作压力（psi）1psi=0.006895MPa

温度°F

150LB

300LB

600LB

900LB

1500LB

2500LB

-20~100

285

740

1480

2220

3705

6170

200

260

675

1350

2025

3375

5625

300

230

655

1315

1970

3280

5470

400

200

635

1270

1900

3170

5280

500

170

600

1200

1795

2995

4990

600

140

550

1095

1640

2735

4560

650

125

535

1075

1610

2685

4475

700

110

535

1065

1600

2665

4440

750

95

505

1010

1510

2520

4200

800

80

410

825

1235

2060

3430

850

65

270

535

905

1340

2230

阀门的试验压力：

根据ASMEB16.34规定，壳体强度试验压力按1.5倍的工作压力并圆整到下一个25PSI，水密封试验压力按1.1倍的工作压力，气密封试验压力按0.6Mpa

1.2常用ASTM主体材料

ASTM铸件

ASTM锻件

对应中国牌号

适用温度范围°C

适用介质

碳钢

A216WCB

A105

20

-29~427

水、液化气体、蒸汽、油品、天然气

低温碳钢

A352LCB

A350LF2

16Mn

-46~343

低温介质

A352LCC

A350LF2

16Mn

-46~343

低温介质

高温合金钢

A217WC1

A182F1

-29~468

高温介质

A217WC6

A182F11

15CrMo

-29~593

高温介质

A217WC9

A182F22

10Cr2Mo1

-29~593

高温介质

A217C5

A182F5

1Cr5Mo

-29~593

腐蚀性高温介质

A217C12

A182F9

-29~593

高硫氧化性介质

马氏体不锈钢

A217CA15

A182F6a

1Cr13

-29~371

450°C以上强度比304低

奥氏体不锈钢（C≤0.08）

A351CF8

A182F304

0Cr18Ni9

-196~537

腐蚀性介质

A351CF8M

A182F316

0Cr18Ni12Mo2Ti

-196~537

腐蚀性介质

超低碳奥氏体不锈钢（C≤0.03）

A351CF3

A182F304L

00Cr18Ni10

-196~427

腐蚀性介质

A351CF3M

A182F316L

00Cr18Ni14Mo2

-196~454

腐蚀性介质

特殊合金

A351CN7M

UNSN08020

（ALLOY20）

-29~149

氧化性介质和各种浓度的硫酸

蒙乃尔合金M-30C

UNSN04400

MONEL400

-29~482

氢氟酸，海水

哈氏合金H.BH.C

H.B耐盐酸，稀硫酸，磷酸、甲酸，醋酸

H.C耐硝酸，硝酸和硫酸的混酸

INCONEL合金

热碱液和碱性硫化物

2内件材料

内件（Trim）：

阀瓣密封面、阀座密封面、阀杆（销轴）、上密封座及与介质接触的小零件。

常用内件材料列表

内件号

阀瓣密封面

阀座密封面

阀杆

上密封座

1

ER410

ER410

1Cr13

2Cr13

8

ER410

EDCoCr-A

1Cr13

2Cr13

5

EDCoCr-A

EDCoCr-A

1Cr13

2Cr13

2

304

304

F304

F304

15

EDCoCr-A

EDCoCr-A

F304

F304

10

316

316

F316

F316

12

316

EDCoCr-A

F316

F316

16

EDCoCr-A

EDCoCr-A

F316

F316

9

MONEL

MONEL

MONELK500

MONEL400

20

HSCuZn-3

HSCuZn-3

HPb59-1

HPb59-1

阀门常用内件材料及使用温度

内件材料

使用温度°C

内件材料

使用温度

304、316

-268~316

17-4PH

-40~427

青铜

-273~232

钴基合金（STELLITE6）

-273~816

因科镍合金（INCONEL）

-240~649

化学镀镍（ENP）

-268~427

蒙乃尔合金

MONEL

-240~-482

镀铬

-273~316

哈氏合金H.B

-198~371

丁晴橡胶（NBR）

-40~93

哈氏合金H.C

-198~538

氟橡胶（VITON）

-23~204

钛合金

-29~316

聚四氟乙烯（PTFE）

-268~232

镍基合金

-198~316

尼龙（NYLON）

-73~93

20号合金（ALLOY20）

-46~316

聚乙烯

-73~93

416型不锈钢40RC

-29~427

氯丁橡胶

-40~82

440型不锈钢60RC

-29~427

阀门常用密封面材料及适用介质

密封面材料

使用温度°C

硬度（HRC）

适用介质

青铜

-273~232

水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽

304、316、304L、316L

-268~316

14

蒸汽、水、油品、气体、液化气体、轻微腐蚀且无冲蚀的介质

17-4PH

-40~400

40~45

轻微腐蚀且有冲蚀的介质

CR13

-101~400

37~42

轻微腐蚀且有冲蚀的介质

钴基合金（STELLITE6）

-268~650

40~45常温

38（600°C

具有冲蚀和腐蚀性介质

蒙乃尔合金K

S

-240~482

27~35

30~38

碱、盐、食品、不含空气的酸溶剂

哈氏合金H.B

H.C

371

538

14

23

腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿盐酸气、无氯酸溶液、强氧化性介质

20号合金

-45.6~316

-253~427

氧化性介质和各种浓度的硫酸

3螺栓、螺母材料

常用螺栓螺母材料

ASTM螺栓/螺母材料

适用的主体材料

A193B7/A1942H

WCB

A193B7M/A1942HM

NACE阀门WCB

A193B8/A1948

不锈钢阀门CF8CF8MCF3CF3M

A193B8M/A1948M

不锈钢阀门CF8CF8MCF3CF3M

A320L7/A1944

低温阀门LCBLCC

A320L7M/A1947M

低温阀门LCBLCC

A193B16/A1944

高温阀门WC6WC9C5C12

A193B8ACLASS1A/A1948A

NACE阀门CF8CF8MCF3CF3M

A193B8MACLASS1A/A1948MA

NACE阀门CF8CF8MCF3CF3M

4密封件

a）填料

阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料

石墨填料可分为编织填料和成型填料

成型石墨圈-250~650°C

夹不锈钢丝编织柔性石墨-250~650°C

四氟乙烯浸石墨-200~280°C

低泄漏石墨组合填料-250~650°C

PTFE-200~200°C

b）中腔垫片

PTFE板

石墨板

强力石墨垫

含石墨不锈钢缠绕垫

含PTFE不锈钢缠绕垫

RTJ金属垫

压力密封金属密封环

c）O形圈

NBR-30~121°C

EPDM-45~120°C

VITONA-30~204°C

VITONB-30~204°C

VITONAED（antiexplosiondecompression）-30~204°C高压,小分子如：

CO2

HNBR（HSN）-30~180°C

d）软密封阀座

PTFE-200~200°C

PCTFE-250~150°C

NYLON1010~120°C

NYLONPA12-50~120°C

DEVLONV-100~150°C

PEEK-100~260°C

对位聚苯（聚苯撑）（Polyphenylene）~400°C（扬中市扬子塑料厂）

e）软密封材料使用介质及温度

NBR

CR

NR

EPDM

CSMHYPALON

HNBR

FKM

PTFE

Airoroxygen空气或氧气

2

1

3

1

2

1

1

1

Waterupto80°C

1

2

2

1

1

1

1

1

Waterabove80°C

3

3

4

1

3

1

3

1

Diluteacids稀酸

3

3

3

2

4

1

1

1

Dilutealkalis稀碱

2

2

2

1

1

2

2

1

Loweralcohols低浓度酒精

1

1

2

1

1

1

4

1

Aldehydes乙醛

3

3

3

1

3

2

4

1

Amines胺

4

2

2

2

4

1

4

1

Chlorinatedsolvents氯化物溶剂

3

4

4

4

4

2

1

1

Ethers乙醚

4

4

4

3

4

4

3

1

Ketones酮

4

4

4

1

4

4

4

1

Hydrocarbons-aliphatic脂肪烃

1

2

4

4

2

1

1

1

Hydrocarbons-aromatic芳香烃

3

4

4

4

4

3

1

1

Leadedpetrol（gasoline）含铅汽油

2

3

4

4

4

2

1

1

Kerosene煤油

1

2

4

4

4

1

1

1

Animalsoilsandfats动物油

1

2

4

2

3

1

1

1

Fueloilsanddieseloils燃料油

2

3

4

4

3

2

1

1

Lubricatingoils-mineral矿物润滑油

1

2

4

4

4

1

1

1

Lubricatingoils-synthetic合成润滑油

2

3

4

4

4

1

2

1

Siliconeoilsandgrease硅脂

1

1

1

1

1

1

1

1

Vegetableoils植物油

1

3

4

3

2

1

1

1

Hydraulicfluids-mineralbased矿物基水性流体

1

3

4

4

2

1

1

1

Chlorinated氯化物

4

4

4

4

4

4

2

1

Oilinwateremulsions水乳液油

3

4

4

4

4

2

1

1

Waterinoilemulsions油乳水液

3

4

4

4

3

2

1

1

Water-glycolbased乙二醇水液

1

3

3

1

1

2

2

1

Phosphateesters-aliphatic磷酸脂

4

4

4

1

4

1

3

1

Phosphateesters-aromatic芳香磷酸脂

4

4

4

2

4

4

1

1

最低温度（°C）

-30a

-40

-50

-45

-30

-30a

-15

-200

最高持续温度（°C）

120

120

100

120

120

180

200

250

最高瞬时温度（°C）

150

150

120

150

150

200

230

硬度（IRHD）

40-90

40-90

40-85

50-90

65-80

50-90

50-98

a:

Lowacrylonitrile可用于-45°C

1：

优2：

良3：

一般4：

不推荐

5.蝶阀材料及允许压力

5．1灰铸铁（ASTMA216-B）

125LB2~12”法兰允许工作压力200psi（1.4Mpa）最高不超过1.6Mpa；

14~48”法兰允许工作压力150psi（1.0Mpa）;

PTFE阀座允许工作压力125psi（0.86Mpa）

5．2球墨铸铁

150LB法兰最高许用压力250psi

6.NACE阀门材料

常用主体材料：

碳钢、不锈钢

常用内件材料：

CR13、304、316

材料硬度≤22HRC

对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC

17-4PH固溶淬火，二次时效≤33HRC

焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC

焊条含镍<0.1%

A105硬度≤187HB

7．低温-46°C用材料

主体材料：

LCB、LCC、LF2

内件材料：

304、316（F6a不常用，低于-29°C应做冲击试验）

8．低温-196°C用材料

主体材料：

CF8、CF8M、304、316

内件材料：

304、316

密封面：

双面钴基防止擦伤

9.高温阀用材料

主体材料：

WC6、WC9、C5、C12、C12A

内件材料：

1Cr13（在454°C以上的许用应力不如F304、F316）、ASTMA638660（0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）、20Cr1Mo1V1A

常用密封面材料：

双面钴基防止擦伤

10.不锈钢材料性能对比

材料

性能对比

316/316L

含Mo提高了耐氯化物和卤化物腐蚀性，它提供了优秀的高温拉伸、蠕变、应力断裂强度。

比304更耐大气和中等环境腐蚀，耐1~5%稀硫酸到48°C，对某些氧化性酸316的耐腐蚀性不如304。

当温度在427~817°C之间时易于碳化物沉淀，因而在焊接条件下易于晶间腐蚀，在焊后退火将恢复316原有的耐腐蚀性能。

316L的一般耐腐蚀性能和其他性能和316非常相似，但它在焊接条件或短期427~817°C下免于晶间腐蚀，推荐在焊接情况下碳化物不可避免析出，焊后不必退火。

长期暴露于上述温度范围可以使材料变脆使它易于晶间腐蚀。

最大持续服务温度899°C，间歇温度817°C。

抗氯化物应力腐蚀。

在退火状态下不硬化、非磁性，在冷作硬化下轻微磁性。

更好的耐氯化物腐蚀。

应用范围：

核能、化工、橡胶、塑料、造纸、制药、纺织；热交换器、冷凝器、蒸化器。

347/347H

含Cb，推荐用于不能足够退火的焊接，也可用于短暂温度冲击从427~871°C，由于Cb的添加产生了稳定化的不锈钢消除了碳化物的沉淀造成的晶间腐蚀。

比321具有更高的耐腐蚀性，减少形成持续网状晶界的碳化铬的趋势，比304/304L有更好的高温性能，通常可用于短暂加热到817°C，可持续在899°C下使用。

347H含有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高温蠕变性能，改善的耐晶间腐蚀性能。

用于高温化学工艺热交换管，炼油，高温蒸汽。

321/321H

是304的含Ti改进型，在热的碳化沉淀物晶间腐蚀不起作用，Ti的添加消除了晶界碳化铬的形成。

比304/304L有更好的高温性能，通常可用于短暂加热到817°C，可持续在899°C下使用。

易于被氯离子应力腐蚀。

优秀的现场焊接性能，321H有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高温蠕变性能。

用于高温化学工艺热交换管，炼油，高温蒸汽。

1、ASTMA105/A105M标准中的A105与A105N在材料成份上无任何区别，只是在标准中规定，

在订单对热处理有辅助要求时，在A105后加字母区分，字母表示为：

A-退火、N-正火、NT－正火加回火、QT－淬火加回火。

2、ASTMA105/A105M中的A105与A105M没有多大区别，不要以为是材料有变化，其实只是供货时的单位不一样，不带M的表示以英制单位供货，而带M的表示以公制单位供货，同样其它标准如ASTMA193/A193M、A351/A351M等等均为此意义。