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(fa)門的不同部位: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(fa)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(gang)、雙相鋼(如S31803等)、蒙(meng)乃爾合金、塑料等制作,也可采用防腐材料襯里等。
①. 鑄鐵
灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(A126-B)一(yi)般使(shi)用(yong)在(zai)低壓閥門上,不推薦在(zai)工藝管(guan)道上使(shi)用(yong)。球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(A395)的性(xing)能(強度和韌(ren)性(xing))要比(bi)灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)好。
②. 碳鋼
在閥門制造(zao)中最常(chang)見的碳鋼材料有(you)A216-WCB(鑄件(jian))和A105(鍛件(jian))。應特別注(zhu)意碳鋼長時間在400℃以上工作,會影(ying)響(xiang)到閥門的壽(shou)命。對于低溫工況的閥門,常(chang)用的有(you)A352-LCB(鑄件(jian))和A350-LF2(鍛件(jian))。
③. 奧氏體不銹鋼
奧(ao)氏體不銹鋼材料通(tong)常(chang)應用在具有腐蝕性工況或超低溫工況。其中常(chang)用的鑄(zhu)件(jian)有A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和A351-CF3M。常(chang)用的鍛件(jian)有A182-F304、A182-F316、A182-F304L和A182-F316L。
④. 合金鋼(gang)材料
對(dui)于(yu)(yu)(yu)低(di)溫工(gong)況的(de)(de)閥門(men),常用的(de)(de)有(you)(you)A352-LC3(鑄(zhu)(zhu)件),A350-LF3(鍛件)。對(dui)于(yu)(yu)(yu)高溫工(gong)況的(de)(de)閥門(men),常用的(de)(de)有(you)(you)A217-WC6(鑄(zhu)(zhu)件),A182-F11(鍛件)和A217-WC9(鑄(zhu)(zhu)件),A182-F22(鍛件)。由于(yu)(yu)(yu)WC9、F22屬(shu)于(yu)(yu)(yu)2-1/4Cr-1Mo系(xi)列,相比屬(shu)于(yu)(yu)(yu)1-1/4Cr-1/2Mo系(xi)列的(de)(de)WC6、F11含有(you)(you)更高的(de)(de)Cr、Mo,所以(yi)具有(you)(you)更好的(de)(de)抗高溫蠕變性能。
閥(fa)(fa)門材(cai)質的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)主要(yao)包括:閥(fa)(fa)體(ti)和(he)(he)閥(fa)(fa)蓋材(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)門密(mi)(mi)封面(閥(fa)(fa)座和(he)(he)關閉件相互接觸形成密(mi)(mi)封的(de)部分(fen))材(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)桿用(yong)(yong)(yong)填(tian)料密(mi)(mi)封材(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)桿用(yong)(yong)(yong)低(di)泄(xie)漏填(tian)料材(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)門中法(fa)蘭用(yong)(yong)(yong)的(de)螺栓和(he)(he)螺母緊(jin)固(gu)件材(cai)料的(de)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)。
①. 閥(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)蓋
閥體和(he)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(fa)門密封面
閥門密封(feng)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(ru)了鋼制閘閥(fa)(fa)密封面(mian)材(cai)料(liao)的18種(zhong)(zhong)不同組(zu)(zu)合及最低的硬(ying)度(du)要求。選(xuan)用時,應根(gen)據材(cai)料(liao)的性能綜合考(kao)慮。目前國內最常用的內件號是1,2,5,8,10。API 600列入(ru)的內件號除用于(yu)API 600閘閥(fa)(fa)外,還經常用于(yu)其他各種(zhong)(zhong)金屬閥(fa)(fa)門(men),作為(wei)閥(fa)(fa)門(men)金屬密封面(mian)材(cai)料(liao)組(zu)(zu)合的代號。
軟(ruan)密封面最常用的材料是橡膠和聚四氟乙烯。
③. 閥桿(gan)與閥芯材(cai)質(zhi)的選擇
閥(fa)(fa)桿與閥(fa)(fa)芯(xin)在閥(fa)(fa)門(men)開啟和關(guan)閉過程中(zhong),除承受(shou)拉(la)力、摩擦、壓(ya)力和扭矩的(de)(de)作(zuo)用(yong)外,還(huan)與流體(ti)直(zhi)接接觸。因此,對閥(fa)(fa)桿和閥(fa)(fa)芯(xin)除要求具有一定(ding)的(de)(de)機械性能(neng)外,還(huan)要具有良(liang)好的(de)(de)耐腐(fu)蝕性能(neng)和耐摩擦性能(neng)。閥(fa)(fa)桿與閥(fa)(fa)芯(xin)材質的(de)(de)選擇通常(chang)應根據閥(fa)(fa)門(men)的(de)(de)使用(yong)場合來選擇,首先其材質應具有良(liang)好的(de)(de)耐腐(fu)蝕性能(neng),其次(ci)應考(kao)慮工作(zuo)溫度(du),第三應考(kao)慮工作(zuo)壓(ya)力的(de)(de)高(gao)低。
④. 墊片與填(tian)料材質的選擇
正確選用墊(dian)片和填(tian)(tian)料材(cai)質是(shi)避免跑、冒、滴(di)、漏的(de)(de)有效辦(ban)法。墊(dian)片和填(tian)(tian)料的(de)(de)材(cai)質選擇同閥體(ti)材(cai)質的(de)(de)選擇一樣,流體(ti)的(de)(de)工作(zuo)溫度、工作(zuo)壓力是(shi)選擇墊(dian)片和填(tian)(tian)料的(de)(de)重要因素。閥門用閥桿填(tian)(tian)料主要有盤根填(tian)(tian)料和成(cheng)型填(tian)(tian)料。

