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        閥門材料選擇建議


        選擇閥門主要零件的材料,首先應考慮到工作介質的物理性能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性)等。同時還應了解介質的清潔程度(有無固體顆粒)。除此之外,還要參照國家和使用部門的有關規定和要求。

        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,可以獲得閥門最經濟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,廣泛應用于國民經濟各個部門,是水道、建筑設備、煤氣設備、船舶、消防設備、石油化工設備、煉鐵設備、食品加工設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。球墨鑄鐵是經過添加元素和變質處理,且在鑄過程中獲得球狀石墨,因此,其力學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定如下:
        (1)當用于公稱壓力PN≤1.0MPa,工作溫度為—10~200℃,工作介質為水、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)當用于公稱壓力PN≤2.5MPa,工作溫度為—30~300℃,工作介質為水、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)當用于公稱壓力PN≤4.0MPa,工作溫度為—30~350℃,工作介質為水、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。
        2、鋼閥
        由于使用鋼材的種類不同,鋼閥所適用的介質也大不相同,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,可以在多種介質中應用,如鎢、飽和蒸汽和熱蒸汽、高溫和低溫油品、液化氣體、腐蝕性強的介質等,因此應用非常廣泛。
        碳鋼,由于其力學性能和綜合使用性能優異,因此,其使用范圍更廣,通常還包括鑄鐵閥及青銅閥(廣泛應用于—180℃以下)使用的工況條件。一般在重要的設備、裝置和管道上都采用堅固可靠的鋼制閥門。在介質為可燃性氣體、液體,毒性氣體、液體,易燃易爆性介質,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。
        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用于化工和食品行業。如輸關醋酸、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的耐腐蝕能力,通常用在產品輸送中,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、鹽酸等強腐蝕性介質的管道和裝置上。
        耐腐蝕材料制成的閥門,由于工藝復雜,價格昂貴,因此,在選 用時,應有足夠的依據,以便獲得最經濟的使用價什。
        通常,各種鋼制閥門的使用范圍規定如下:
        1)用于公稱壓力PN32.00MPa,工作溫度為—30450℃,工作介質為水、蒸汽、空氣、氨、氫氣、氮氣及石油產品等,通常選用牌號為WCA、WCB、WCC的碳素鋼;牌號為20、25、30、35的優質碳素結構鋼鍛件;或牌號為16Mn的低合金結構鋼鍛件。
        2)用于工作壓力PN17.00MPa,工作溫度小于或等于550℃,工作介質為蒸汽及石油產品等,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PN6.4MPa,工作溫度于或等于—196℃,工作介質為乙烯、丙烯、液態天然氣及液氮等。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PN6.4MPa,工作溫度小于等于200℃、工作介質為硝酸等,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PN6.4MPa,工作溫度小于等于200℃、工作介質為醋酸等,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,應根據工況條件,合理選擇不同材料的閥門。
        3、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和有特殊要求的閥門。
        1)銅合金閥:用于公稱壓力PN2.5MPa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質。當工作溫度為—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PN1.0MPa的腐蝕性介質工況時,常用牌號為ZL7、ZL10。
        3)鈦和鈦合金閥:工業純鈦和鈦合金有很好的耐腐蝕性能,它的相對密度小、強度高,低溫和高溫性能都較穩定,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。
        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是耐腐蝕性強,甚至有金屬材料閥門所不能具備的優點。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PN1.6MPa,工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質。