這里講述的高溫閥門指使用工況溫度超過450℃的閥(fa)門。根據工作溫度,分為:425~550℃級,550~650℃級,650~750℃級,750~850℃級,>850℃級。


1. 高(gao)溫閥門的主體材料的選(xuan)用(yong)


  425~550℃級,取壓(ya)力(li)(li)-溫(wen)度(du)(du)額(e)定值高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫(wen)鋼,優選(xuan)鑄(zhu)鋼WC9,其次是(shi)鑄(zhu)鋼WC6,但(dan)兩(liang)者缺點(dian)是(shi)Cr含量(liang)較低,不(bu)具備抗硫(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)的性能(neng)。C5具備一定的抗氧化(hua)、抗硫(liu)和(he)氫腐(fu)蝕(shi)(shi)的特(te)性,缺點(dian)是(shi)成本高(gao)(gao)。425~550℃級、550~650℃級,如果選(xuan)壓(ya)力(li)(li)-溫(wen)度(du)(du)額(e)定值高(gao)(gao)的耐熱不(bu)銹(xiu)鋼材料321和(he)321H,其對(dui)應的鑄(zhu)造合金牌(pai)號分別為CF8Ti、CF10Ti,因含Ti則會產生碳硫(liu)化(hua)鈦夾雜物,降低了(le)塑(su)性、沖擊韌性,并且(qie)抵抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)(li)下(xia)降,鑄(zhu)造性難度(du)(du)大(da),因此CF8、304、304H型耐熱不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)常用選(xuan)擇。425~550℃級介(jie)質無(wu)腐(fu)蝕(shi)(shi)工況下(xia),例(li)如水、蒸汽等介(jie)質,可(ke)選(xuan)用WC6和(he)WC9,由于C5的特(te)點(dian)及其成本低于高(gao)(gao)鉻(ge)鎳的耐熱不(bu)銹(xiu)鋼,因而在Cr-Mo系高(gao)(gao)溫(wen)鑄(zhu)鋼中使用最多。


  650~750℃級、750~850℃級,取(qu)壓(ya)力-溫度(du)額定值(zhi)高的(de)耐熱(re)不銹鋼(gang)材(cai)料,選用數值(zhi)最高的(de)CF8M、316和316H做閥門主體材(cai)料。CK-20、310和310H高Cr、Ni含量的(de)特點使其在高溫工況下比其他耐熱(re)不銹鋼(gang)更能(neng)(neng)抵(di)(di)抗(kang)腐蝕和氧化,同(tong)時抵(di)(di)抗(kang)高溫蠕變及抵(di)(di)抗(kang)高溫斷(duan)裂(lie)的(de)性(xing)能(neng)(neng)也優(you)于其他耐熱(re)不銹鋼(gang)。由(you)于材(cai)料價格高,一般(ban)只用于特殊場合。


  >850℃級,必須應用增加隔熱襯里或通介質冷(leng)卻等(deng)特殊(shu)的結構設(she)計。使用最多的是高(gao)性(xing)能的耐火陶瓷。在此(ci)溫(wen)度下(xia),控制閥門的溫(wen)度不僅僅靠材(cai)料,還要采用特殊(shu)的結構。


2. 閥(fa)門內件


  高溫閥門內件材料的(de)(de)選(xuan)(xuan)擇要考慮(lv)材料的(de)(de)膨脹性質,同(tong)時考慮(lv)運動部件的(de)(de)擦傷(shang)可能。在(zai)無特別要求工況下,材料一(yi)般選(xuan)(xuan)用耐腐(fu)蝕、強度高的(de)(de)材料,像316不銹鋼,并且(qie)要在(zai)表面進行堆焊(han)處理(li),采用堆焊(han)鎢鉻鉆硬質合金(jin)或噴焊(han)陶(tao)瓷(ci)。


3. 密(mi)封副設計(ji)


  閥(fa)體(ti)和密(mi)封件銜接的地方,利用(yong)(yong)堆焊硬質合(he)金來提(ti)升密(mi)封機構(gou)(gou)的硬度(du)。密(mi)封環(huan)(huan)內表面采(cai)用(yong)(yong)不銹耐(nai)酸(suan)性鋼,型(xing)(xing)式(shi)采(cai)用(yong)(yong)外圓柱面加工(gong)環(huan)(huan)型(xing)(xing)溝槽,以便后續使用(yong)(yong)。為符(fu)合(he)塑(su)性變形和強度(du)方面的要(yao)求,密(mi)封環(huan)(huan)表面相(xiang)對比(bi)閥(fa)蓋和閥(fa)體(ti)工(gong)作面,硬度(du)要(yao)小(xiao)。填(tian)料處(chu)結(jie)構(gou)(gou)上采(cai)用(yong)(yong)動負載結(jie)構(gou)(gou),材料采(cai)用(yong)(yong)柔性石墨增強填(tian)料,提(ti)升密(mi)封效(xiao)果。


4. 上(shang)密封結構的設計


  上(shang)(shang)密封(feng)的(de)結構通(tong)常有兩(liang)種(zhong)方式(shi),整體(ti)堆焊(han)和分體(ti)式(shi)上(shang)(shang)密封(feng)座螺紋(wen)對接。分體(ti)螺紋(wen)對接,高溫下(xia),上(shang)(shang)密封(feng)座和閥蓋兩(liang)者(zhe)(zhe)材料不同,因(yin)此熱(re)膨(peng)脹系(xi)數不同,螺紋(wen)容易出(chu)現松動。為避免上(shang)(shang)述問題,一般采用點(dian)焊(han)的(de)做法將(jiang)兩(liang)者(zhe)(zhe)固(gu)定。


5. 高溫螺(luo)栓


  在高溫下,螺栓緊固件容易出現應力松弛或螺栓咬死。結構上,采用粗牙螺紋,并合理加大中徑間隙可有效避免問題出現。


6. 法蘭端(duan)部


  高(gao)溫高(gao)壓閥門端部如選用法蘭,容(rong)易泄漏,因(yin)此,工程(cheng)上常用焊(han)接。


7. 工程應用


  某蒸汽管道設計溫度580℃,設計壓力14.5MPa,口徑(jing)NPS20,管子選(xuan)用A234-WP9,閥(fa)門主體材料選(xuan)用A217-C12A,閥(fa)門標(biao)準(zhun)選(xuan)用ASME B16.34。




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