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(er)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)用(yong)在低壓閥門上(shang),不推薦在工藝管道上(shang)使(shi)用(yong)。球(qiu)墨鑄鐵(tie)(A395)的性能(強(qiang)度和韌性)要比(bi)灰鑄鐵(tie)好。
②. 碳鋼
在閥門制(zhi)造(zao)中最常見(jian)的(de)(de)碳鋼材料有A216-WCB(鑄(zhu)件(jian))和A105(鍛件(jian))。應特別注意(yi)碳鋼長時間在400℃以上(shang)工作(zuo),會影響到閥門的(de)(de)壽(shou)命。對(dui)于低溫工況的(de)(de)閥門,常用的(de)(de)有A352-LCB(鑄(zhu)件(jian))和A350-LF2(鍛件(jian))。
③. 奧氏體不銹鋼(gang)
奧氏體不銹(xiu)鋼材料通常應用(yong)在具有腐蝕(shi)性工(gong)況或超(chao)低溫工(gong)況。其中常用(yong)的(de)鑄件有A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和(he)(he)A351-CF3M。常用(yong)的(de)鍛件有A182-F304、A182-F316、A182-F304L和(he)(he)A182-F316L。
④. 合金鋼(gang)材(cai)料
對于(yu)(yu)(yu)(yu)低溫工況的(de)閥門,常用(yong)的(de)有(you)A352-LC3(鑄件),A350-LF3(鍛(duan)件)。對于(yu)(yu)(yu)(yu)高溫工況的(de)閥門,常用(yong)的(de)有(you)A217-WC6(鑄件),A182-F11(鍛(duan)件)和A217-WC9(鑄件),A182-F22(鍛(duan)件)。由于(yu)(yu)(yu)(yu)WC9、F22屬(shu)(shu)于(yu)(yu)(yu)(yu)2-1/4Cr-1Mo系列(lie),相比屬(shu)(shu)于(yu)(yu)(yu)(yu)1-1/4Cr-1/2Mo系列(lie)的(de)WC6、F11含有(you)更(geng)高的(de)Cr、Mo,所以(yi)具有(you)更(geng)好的(de)抗高溫蠕變性(xing)能。
閥(fa)(fa)(fa)門(men)材(cai)質的(de)(de)選用(yong)主(zhu)要包(bao)括:閥(fa)(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)(fa)蓋材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選用(yong)、閥(fa)(fa)(fa)門(men)密(mi)封面(閥(fa)(fa)(fa)座和關(guan)閉(bi)件(jian)相互接觸形成(cheng)密(mi)封的(de)(de)部分)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選用(yong)、閥(fa)(fa)(fa)桿用(yong)填料(liao)(liao)密(mi)封材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選用(yong)、閥(fa)(fa)(fa)桿用(yong)低泄(xie)漏填料(liao)(liao)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選用(yong)、閥(fa)(fa)(fa)門(men)中(zhong)法蘭用(yong)的(de)(de)螺栓和螺母緊固件(jian)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選用(yong)。
①. 閥體和閥蓋
閥體和閥蓋(gai)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列入了鋼制閘閥(fa)密封面材料的(de)(de)18種不同組合(he)及最(zui)低的(de)(de)硬度要求。選用時,應根據材料的(de)(de)性(xing)能綜(zong)合(he)考慮。目(mu)前國內最(zui)常用的(de)(de)內件(jian)號(hao)是1,2,5,8,10。API 600列入的(de)(de)內件(jian)號(hao)除用于API 600閘閥(fa)外(wai),還經常用于其他各種金屬閥(fa)門,作(zuo)為閥(fa)門金屬密封面材料組合(he)的(de)(de)代號(hao)。
軟(ruan)密封面最常用的(de)材料是橡膠和聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯。
③. 閥桿與(yu)閥芯材質的選擇
閥(fa)桿(gan)與閥(fa)芯在閥(fa)門開(kai)啟和關閉過程中,除(chu)(chu)承受拉力、摩擦(ca)、壓力和扭(niu)矩的作用外,還與流體(ti)直接接觸。因(yin)此,對閥(fa)桿(gan)和閥(fa)芯除(chu)(chu)要求具有一定的機械性(xing)能外,還要具有良好的耐腐蝕性(xing)能和耐摩擦(ca)性(xing)能。閥(fa)桿(gan)與閥(fa)芯材質的選擇通常應根(gen)據閥(fa)門的使用場合來選擇,首先其材質應具有良好的耐腐蝕性(xing)能,其次應考慮工(gong)作溫度,第三應考慮工(gong)作壓力的高低。
④. 墊片與填(tian)料材(cai)質的(de)選擇(ze)
正確選用墊(dian)片(pian)和(he)(he)填料材(cai)質是避免(mian)跑、冒、滴、漏的(de)有(you)效(xiao)辦(ban)法。墊(dian)片(pian)和(he)(he)填料的(de)材(cai)質選擇(ze)(ze)同閥(fa)體材(cai)質的(de)選擇(ze)(ze)一(yi)樣(yang),流體的(de)工作(zuo)溫度、工作(zuo)壓力(li)是選擇(ze)(ze)墊(dian)片(pian)和(he)(he)填料的(de)重要因素。閥(fa)門(men)用閥(fa)桿(gan)填料主(zhu)要有(you)盤根填料和(he)(he)成型填料。