耐蚀耐压阀门的材质分析

豪森博格 · 发表于 2011-4-14 12:43:41

当阀门通过的介质和工况不一样时（腐蚀性的，有高温、高压等）阀门的材质（阀体、阀板、阀杆等）方面有什么要求呢？
（一）：
阀体、阀板
阀体、阀板（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。常用材料有下面几种：
一、灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力PN≤1.0MPa，温度为-10℃～200℃的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为：HT200、HT250、HT300、HT350。
二、可锻铸铁：适用于公称压力PN≤2.5MPa，温度为-30～300℃的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有：KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。
三、球墨铸铁：适用于PN≤4.0MPa，温度为-30～350℃的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有：QT400-15、QT450-10、QT500-7。
鉴于目前国内工艺水平，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：适用于公称压力PN≤0.25MPa，温度低于120℃的腐蚀性介质。
五、碳素钢：适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为-30～425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25 及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
六、铜合金：适用于PN≤2.5MPa 的水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度-40～250℃的蒸汽介质，常用牌号为ZGnSn10Zn2(锡青铜），H62、Hpb59-1（黄铜）、QAZ19-2、QA19-4(铝青铜)。
七、高温铜：适用于公称压力PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽及石油产品。常用牌号有ZGCr5Mo,1Cr5Mo，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，适用于公称压力PN≤6.4Mpa,温度≥-196℃乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质，常用牌号有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9。
九、不锈耐酸钢，适用于公称压力PN≤6.4Mpa 、温度≤200℃硝酸，醋酸等介质，常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni10（耐硝酸）， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti（耐酸和尿素）
阀杆
' `7 n# ]# q3 ], {4 Q0 Y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。常用的阀杆材料有以下几种。
一、碳素钢
用于低压和介质温度不超过300℃的水、蒸汽介质时，一般选用A5 普通碳素钢。
用于中压和介质温度不超过450℃的水、蒸汽介质时，一般选用35 优质碳素钢。
二、合金钢
用于中压和高压，介质温度不超过450℃的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用40Cr（铬钢）。
用于高压、介质温度不超过540℃的水、蒸汽等介质时，可选用38CrMoALA渗氮钢。
用于高压、介质温度不超过570℃的蒸汽介质时，一般选用25Cr2MoVA铬钼钒钢。
三、不锈耐酸钢
用于中压和高压、介质温度不超过450℃的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 铬不锈钢。
用于腐蚀性介质时，可选用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和PH15-7Mo沉淀硬化钢。
四、耐热钢
用于介质温度不超过600℃的高温阀门时，可选用4Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢。
（二）：
选择阀门主要零件的材料，首先应考虑到工作介质的物理性能（温度、压力）和化学性能（腐蚀性）等。同时还应了解介质的清洁程度（有无固体颗粒）。除此之外，还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是，正确的、合理的选择阀门的材料，可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。在阀门零件材料的划分中，最一般的方法是按壳体所使用的材料划分：如铸铁阀，壳体材料用灰铸铁、可锻铸铁或球墨铸铁制成的阀门；钢阀，壳体用碳素钢、合金钢或不锈耐酸钢制成的闪；钛阀，壳体用钛合金制成的阀门；铜阀，壳体用铜合金制成的阀门；铝阀，壳体用铝合金制的阀门；塑料阀，壳体用塑料制成的阀门；陶瓷阀，壳体内衬有陶瓷的阀门，等等。 1、铸铁阀铸铁阀以其价格低廉，制造工艺简单，有较好的耐腐蚀性能，广泛应用于国民经济各个部门，是水道、建筑设备、煤气设备、船舶、消防设备、石油化工设备、炼铁设备、食品加工设备等不可缺少的管路附件。铸铁阀的工作温度范围通常中从环境（室温）温度到225℃以下。但是，由于灰铸铁是脆性材料，限制了铸铁阀的使用范围。在铸铁阀门中，由于可锻铸铁和球铸铁内部显微组织的改变，可锻铸铁的组织近表层为铁素体，中心部为珠光体，与软钢的组织大致相同。球墨铸铁是经过添加元素和变质处理，且在铸过程中获得球状石墨，因此，其力学性能比普通灰铸铁要好得多，其使用工作压力可更高些。通常，铸铁阀门的使用范围规定如下：（1）当用于公称压力PN≤1.0MPa，工作温度为—10～200℃，工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等，通常选用牌号为HT200、HT250、HT300、HT350的灰铸铁阀。（2）当用于公称压力PN≤2.5MPa，工作温度为—30～300℃，工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等，通常选用牌号为KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10的可锻铸铁阀。（3）当用于公称压力PN≤4.0MPa，工作温度为—30～350℃，工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等，通常选用牌号为QT400-15、QT450-10、QT500-7的球墨铸铁阀。
2、钢阀由于使用钢材的种类不同，钢阀所适用的介质也大不相同，尽管钢阀的价格比较昂贵，但由于钢是一种塑性材料，适用范围广，可以在多种介质中应用，如钨、饱和蒸汽和热蒸汽、高温和低温油品、液化气体、腐蚀性强的介质等，因此应用非常广泛。碳钢，由于其力学性能和综合使用性能优异，因此，其使用范围更广，通常还包括铸铁阀及青铜阀（广泛应用于—180℃以下）使用的工况条件。一般在重要的设备、装置和管道上都采用坚固可靠的钢制阀门。在介质为可燃性气体、液体，毒性气体、液体，易燃易爆性介质，压缩气体，液化气体，动力装置的管道上，以及其它类似的场合，必须使用钢制阀门。特碳钢和低镍合金钢可用于工作温度低于零度的工况，但不能使用到深冷的区域。用这些材料制造的阀门，可能适用于海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯等介质。耐腐蚀钢材包括不锈钢、特种不锈钢、“蒙乃尔”合金，哈斯特洛依“B”，哈斯特洛依“C”，不锈耐酸钢等。不锈钢耐酸钢阀门可以广泛应用于化工和食品行业。如输关醋酸、硝酸、硫酸、碱、西漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和其它许多化工产品的管路上。超低碳奥氏体不锈耐酸钢阀门，通常用于在低温下输送液态气体，如天然气、沼气、氧气和氢气等。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。
耐腐蚀材料制成的阀门，由于工艺复杂，价格昂贵，因此，在选用时，应有足够的依据，以便获得最经济的使用价什。通常，各种钢制阀门的使用范围规定如下：（1）用于公称压力PN≤32.00MPa，工作温度为—30～450℃，工作介质为水、蒸汽、空气、氨、氢气、氮气及石油产品等，通常选用牌号为WCA、WCB、WCC的碳素钢；牌号为20、25、30、35的优质碳素结构钢锻件；或牌号为16Mn的低合金结构钢锻件。（2）用于工作压力PN≤17.00MPa，工作温度小于或等于550℃，工作介质为蒸汽及石油产品等，通常选用牌号为ZG15Cr5Mo的铬钼钢铸件；牌号为ZG20Cr1Mo1V、ZG15Cr1Mo1V的铬钼钒钢铸件；牌号为1Cr5Mo的铬钼钢锻件，或牌号为12Cr1Mo1V，12Cr1Mo1VA的铬钼钒钢锻件。（3）用于公称压力PN≤6.4MPa，工作温度于或等于—196℃，工作介质为乙烯、丙烯、液态天然气及液氮等。通常选用牌号为ZG0Cr18Ni19、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢铸件，或牌号为0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、00Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢锻件。（4）用于公称压力PN≤6.4MPa，工作温度小于等于200℃、工作介质为硝酸等，通常选用牌号为ZG0Cr18Ni9、ZGCr18Ni9、ZG0Cr18Ni9Ti，以及ZG1Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢铸件，牌号为0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti的奥氏体不锈耐酸钢锻件。（5）用于公称压力PN≤6.4MPa，工作温度小于等于200℃、工作介质为醋酸等，通常选用牌号为ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、的奥氏体不锈耐酸钢铸件，牌号为0Cr18Ni12Mo2Ti，1Cr18Ni12Mo3Ti的奥氏体不锈耐酸钢锻件。用于制造阀门的钢材牌号很多，采购人员在选择阀门时，应根据工况条件，合理选择不同材料的阀门。
3、有色金属及其合金阀门有色金属及其合金包括铜合金、铝合金以及钛和钛合金。钛和钛合金阀适用于腐蚀性介质和有特殊要求的阀门。（1）铜合金阀：用于公称压力PN≤2.5MPa的水、海水、氧气、空气、油品等介质。当工作温度为—40～250℃的蒸汽时，常选用牌号为ZCuSn3Zn11Pb4、ZCuSn10Zn2的铸锡青铜；牌号为H62、HPb59-1的黄铜；牌号为QA19-2、QA19-4的铝青铜。（2）铝合金阀：用于公称压力PN≤1.0MPa的腐蚀性介质工况时，常用牌号为ZL7、ZL10。（3）钛和钛合金阀：工业纯钛和钛合金有很好的耐腐蚀性能，它的相对密度小、强度高，低温和高温性能都较稳定，是一种很好的耐腐蚀阀门。但由于钛和钛合金阀的成本比较高，铸造工艺性不好，目前仅有西安高压阀门厂生产。
4、塑料阀门、陶瓷阀门这两种阀门都属于非金属材料阀门。非金属材料阀门的最大特点是耐腐蚀性强，甚至有金属材料阀门所不能具备的优点。非金属材料的阀门品种较多，其性能亦有很大差异，一般用于公称压力PN≤1.6MPa，工作温度不超过60℃的腐蚀性介质。

丫儿 · 发表于 2012-7-16 15:23:58

谢谢楼主分享，好东西，先收着了

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