當閥門的壓力、溫度、等級和流體特性確定后,就應選擇合適的材質。閥門(men)的不同部位:閥體、壓蓋,閥瓣、閥座等,可能是由幾種不同材質制造的,按照技術經濟的最優效果,確定閥門的殼體及內部零件的材料(鑄鐵、鑄鋼、鍛造閥門、合金鋼、不銹鋼等)。
對于小口徑(DN≤40)一般選用鍛件,大口徑(DN>40)一般選用鑄件。鍛件閥體的端法蘭,應該優先選擇整體鍛制閥體,如果法蘭是焊接在閥體上,則對焊縫應該進行100%射線檢驗。對焊和承插焊碳鋼閥體的含碳量應不大于0.25%,并且碳當量應不大于0.45%。
鑄鐵閥體最高允許200℃;鋼閥體可以到425℃,超過425℃就要考慮使用合金閥;超過550℃ 就應選用耐高溫的Cr-Ni不銹鋼。當流體腐蝕性強,普通奧氏體不銹鋼不能使用時,應考慮采用一些特種材料,如904L不銹鋼、雙相鋼(如S31803等)、蒙乃爾合金、塑料等制作,也可采用防腐材料襯里等。
①. 鑄鐵
灰鑄鐵(tie)(A126-B)一般使(shi)(shi)用在低壓閥(fa)門上,不推(tui)薦在工藝管道上使(shi)(shi)用。球(qiu)墨鑄鐵(tie)(A395)的性(xing)能(強(qiang)度(du)和韌性(xing))要比灰鑄鐵(tie)好。
②. 碳鋼
在閥門制造中(zhong)最(zui)常見的碳鋼材料有A216-WCB(鑄件(jian))和A105(鍛件(jian))。應特別注意碳鋼長時(shi)間在400℃以上工作,會影(ying)響到閥門的壽命。對于低溫工況的閥門,常用的有A352-LCB(鑄件(jian))和A350-LF2(鍛件(jian))。
③. 奧(ao)氏體不銹鋼
奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼材料通(tong)常應用(yong)(yong)在具有(you)腐蝕性(xing)工況或超(chao)低(di)溫工況。其中常用(yong)(yong)的鑄件有(you)A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和A351-CF3M。常用(yong)(yong)的鍛(duan)件有(you)A182-F304、A182-F316、A182-F304L和A182-F316L。
④. 合金(jin)鋼材料
對于(yu)低溫工(gong)況(kuang)的(de)閥門,常用的(de)有A352-LC3(鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)),A350-LF3(鍛(duan)件(jian)(jian)(jian))。對于(yu)高溫工(gong)況(kuang)的(de)閥門,常用的(de)有A217-WC6(鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)),A182-F11(鍛(duan)件(jian)(jian)(jian))和(he)A217-WC9(鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)),A182-F22(鍛(duan)件(jian)(jian)(jian))。由于(yu)WC9、F22屬于(yu)2-1/4Cr-1Mo系(xi)列,相比屬于(yu)1-1/4Cr-1/2Mo系(xi)列的(de)WC6、F11含有更高的(de)Cr、Mo,所以具有更好(hao)的(de)抗高溫蠕變性能(neng)。
閥(fa)(fa)門(men)材(cai)(cai)質的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)主要包括:閥(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)蓋材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)、閥(fa)(fa)門(men)密(mi)封面(閥(fa)(fa)座和關閉件(jian)相互接(jie)觸形成密(mi)封的(de)(de)部(bu)分)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)、閥(fa)(fa)桿用(yong)填(tian)(tian)料(liao)(liao)密(mi)封材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)、閥(fa)(fa)桿用(yong)低泄漏填(tian)(tian)料(liao)(liao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)、閥(fa)(fa)門(men)中法蘭用(yong)的(de)(de)螺(luo)栓和螺(luo)母緊固件(jian)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選(xuan)(xuan)用(yong)。
①. 閥體和(he)閥蓋
閥體和閥蓋是閥門的主要承壓件,不同工況條件下閥體和閥蓋等承壓件材料選用是否合理,將直接影響閥門使用的安全可靠性和使用壽命,是閥門質量的關鍵因素之一。閥體材質的選擇首先取決于流體對閥體材質的腐蝕性大小;其次應考慮流體的設計溫度。國內外閥門常用的承壓件材料按工況條件主要分為五大類:鑄鐵、碳素鋼、低溫鋼、高溫鋼、不銹鋼;按材料的成型工藝主要也分為五大類:鑄件、鍛件、鍛焊件、板焊件、管件。
②. 閥門密封(feng)面(mian)
閥門密封面應耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕、耐擦傷,有足夠的擠壓強度,在高溫下有足夠的抗氧化性和熱疲勞性,密封面與閥體的熱膨脹系數相近,具有良好的加工性能和焊接性能,且應在價格和材料性能之間綜合考慮。閥門的密封面分為金屬密封面、軟密封面和密封劑密封三種。
API 600列入了鋼(gang)制閘閥(fa)密封面材料的18種不同組合及最低的硬(ying)度要(yao)求。選用(yong)時,應根據材料的性能(neng)綜(zong)合考慮。目前(qian)國內最常(chang)用(yong)的內件號是(shi)1,2,5,8,10。API 600列入的內件號除(chu)用(yong)于(yu)API 600閘閥(fa)外,還(huan)經常(chang)用(yong)于(yu)其他各種金屬閥(fa)門,作為閥(fa)門金屬密封面材料組合的代(dai)號。
軟(ruan)密(mi)封(feng)面最常用的材料是橡膠(jiao)和聚四氟乙烯。
③. 閥(fa)桿與閥(fa)芯材質的選擇(ze)
閥(fa)桿(gan)(gan)與閥(fa)芯(xin)在(zai)閥(fa)門開啟和(he)關閉過程中,除承受拉力(li)(li)(li)、摩擦(ca)、壓(ya)力(li)(li)(li)和(he)扭矩(ju)的(de)作用外,還與流體直接(jie)接(jie)觸。因此,對閥(fa)桿(gan)(gan)和(he)閥(fa)芯(xin)除要(yao)求具(ju)有(you)一定(ding)的(de)機(ji)械性能外,還要(yao)具(ju)有(you)良好(hao)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性能和(he)耐(nai)摩擦(ca)性能。閥(fa)桿(gan)(gan)與閥(fa)芯(xin)材(cai)(cai)質的(de)選擇(ze)通常應根據閥(fa)門的(de)使用場合(he)來選擇(ze),首先其(qi)材(cai)(cai)質應具(ju)有(you)良好(hao)的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性能,其(qi)次(ci)應考慮(lv)工作溫(wen)度(du),第(di)三(san)應考慮(lv)工作壓(ya)力(li)(li)(li)的(de)高低。
④. 墊片(pian)與填料(liao)材(cai)質的選擇
正確選用(yong)墊片(pian)(pian)和(he)填(tian)料材質是(shi)避(bi)免跑、冒、滴、漏的(de)(de)有(you)效辦法。墊片(pian)(pian)和(he)填(tian)料的(de)(de)材質選擇同閥體材質的(de)(de)選擇一(yi)樣,流(liu)體的(de)(de)工(gong)(gong)作溫度、工(gong)(gong)作壓力是(shi)選擇墊片(pian)(pian)和(he)填(tian)料的(de)(de)重(zhong)要因素。閥門用(yong)閥桿(gan)填(tian)料主要有(you)盤根填(tian)料和(he)成(cheng)型填(tian)料。

