阀门通常由阀体、阀盖、阀瓣(闸板)、阀座、阀杆、热片、填料及驱动件(手轮、齿轮箱或气动装置、电动装置等)组成。
我们称阀体、阀盖的材料为壳体材料(也称主体材料),闸板(阀瓣)、球体、阀座、阀杆、密封座常常称谓内件,此外还有紧固件等。按主体材料分类,人们常常把阀门分为:
1、非金属材料阀门:如
陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。
2、金属材料阀门:如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、合金钢阀门等。
3、金属阀体衬旦阀门:如衬铅阀门、衬塑阀门、衬
搪瓷阀门。
我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。
一、阀门主体材料
1阀门材料温度压力等级
ASTM A216 WCB 工作压力(psi) 1psi=0.006895MPa
阀门的试验压力:根据ASME B16.34规定,壳体强度试验压力按1.5倍的工作压力并圆整到下一个25PSI,水密封试验压力按1.1倍的工作压力,气密封试验压力按0.6Mpa
2阀门常用ASTM主体材料
ASTM铸件 | | | | |
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| | | | H.B耐盐酸,稀硫酸,磷酸、甲酸,醋酸 H.C耐硝酸,硝酸和硫酸的混酸 |
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二、阀门内件材料
1.阀门内件(Trim):阀瓣密封面、阀座密封面、阀杆(销轴)、上密封座及与介质接触的小零件。
常用内件材料列表
2.阀门常用内件材料及使用温度
3.阀门常用密封面材料及适用介质
密封面材料 | | | |
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| | | 腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿盐酸气、无氯酸溶液、强氧化性介质 |
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三、螺栓、螺母材料
常用螺栓螺母材料
ASTM螺栓/螺母材料 | |
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A193 B8A CLASS 1A/A194 8A | |
A193 B8MA CLASS 1A/A194 8MA | |
四、阀门密封件
1.填料
阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料
石墨填料可分为编织填料和成型填料
成型石墨圈 -250~650°C
夹不锈钢丝编织柔性石墨 -250~650°C
四氟乙烯浸石墨 -200~280°C
低泄漏石墨组合填料 -250~650°C
PTFE -200~200°C
2.中腔垫片
PTFE板
石墨板
强力石墨垫
含石墨不锈钢缠绕垫
含PTFE不锈钢缠绕垫
RTJ金属垫
压力密封金属密封环
3.O形圈
NBR -30~121°C
EPDM -45~120°C
VITON A -30~204°C
VITON B -30~204°C
VITON AED(anti explosion decompression) -30~204°C 高压,小分子如:CO2
HNBR(HSN) -30~180°C
4.软密封阀座
PTFE -200~200°C
PCTFE -250~150°C
NYLON 1010 ~120°C
NYLON PA12 -50~120°C
DEVLON V -100~150°C
PEEK -100~260°C
对位聚苯(聚苯撑)(Polyphenylene) ~400°C(扬中市扬子塑料厂)
5.软密封材料使用介质及温度
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Chlorinated solvents氯化物溶剂 | | | | | | | | | |
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Hydrocarbons-aliphatic脂肪烃 | | | | | | | | | |
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Leaded petrol (gasoline)含铅汽油 | | | | | | | | | |
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Fuel oils and diesel oils燃料油 | | | | | | | | | |
Lubricating oils-mineral矿物润滑油 | | | | | | | | | |
Lubricating oils-synthetic合成润滑油 | | | | | | | | | |
Silicone oils and grease硅脂 | | | | | | | | | |
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Hydraulic fluids-mineral based矿物基水性流体 | | | | | | | | | |
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Oil in water emulsions水乳液油 | | | | | | | | | |
Water in oil emulsions油乳水液 | | | | | | | | | |
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Phosphate esters-aliphatic磷酸脂 | | | | | | | | | |
Phosphate esters-aromatic芳香磷酸脂 | | | | | | | | | |
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1.灰铸铁(ASTM A216-B)
125LB 2~12”法兰允许工作压力200psi(1.4Mpa)最高不超过1.6Mpa;
14~48” 法兰允许工作压力150psi(1.0Mpa);
PTFE阀座允许工作压力125psi(0.86Mpa)
2.球墨铸铁
150LB 法兰最高许用压力250psi
六、NACE阀门材料
常用主体材料:碳钢、不锈钢
常用内件材料:CR13、304、316
材料硬度≤22HRC
对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC
17-4PH固溶淬火,二次时效≤33HRC
焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC
焊条含镍<0.1%
A105硬度≤187HB
七、低温-46°C用材料
主体材料:LCB、LCC、LF2
内件材料:304、316 (F6a不常用,低于-29°C应做冲击试验)
八、低温-196°C用材料
主体材料:CF8、CF8M、304、316
内件材料:304、316
密封面:双面钴基防止擦伤
九、高温阀用材料
主体材料:WC6、WC9、C5、C12
内件材料:1Cr13(在454°C以上的许用应力不如F304、F316)、ASTM A638 660(0Cr15Ni25Ti2MoAlVB)、20Cr1Mo1V1A
常用密封面材料:双面钴基防止擦伤
十、不锈钢材料性能对比
材料 | |
| 含Mo提高了耐氯化物和卤化物腐蚀性,它提供了优秀的高温拉伸、蠕变、应力断裂强度。 比304更耐大气和中等环境腐蚀,耐1~5%稀硫酸到48°C,对某些氧化性酸316的耐腐蚀性不如304。 当温度在427~817°C之间时易于碳化物沉淀,因而在焊接条件下易于晶间腐蚀,在焊后退火将恢复316原有的耐腐蚀性能。 316L的一般耐腐蚀性能和其他性能和316非常相似,但它在焊接条件或短期427~817°C下免于晶间腐蚀,推荐在焊接情况下碳化物不可避免析出,焊后不必退火。长期暴露于上述温度范围可以使材料变脆使它易于晶间腐蚀。 最大持续服务温度899°C,间歇温度817°C。 抗氯化物应力腐蚀。 在退火状态下不硬化、非磁性,在冷作硬化下轻微磁性。 更好的耐氯化物腐蚀。 应用范围:核能、化工、橡胶、塑料、造纸、制药、纺织;热交换器、冷凝器、蒸化器。 |
| 含Cb,推荐用于不能足够退火的焊接,也可用于短暂温度冲击从427~871°C,由于Cb的添加产生了稳定化的不锈钢消除了碳化物的沉淀造成的晶间腐蚀。 比321具有更高的耐腐蚀性,减少形成持续网状晶界的碳化铬的趋势,比304/304L有更好的高温性能,通常可用于短暂加热到817°C,可持续在899°C下使用。 347H含有更高的碳(0.04~0.10%)具有更好的高温蠕变性能,改善的耐晶间腐蚀性能。 用于高温化学工艺热交换管,炼油,高温蒸汽。 |
| 是304的含Ti改进型,在热的碳化沉淀物晶间腐蚀不起作用,Ti的添加消除了晶界碳化铬的形成。比304/304L有更好的高温性能,通常可用于短暂加热到817°C,可持续在899°C下使用。易于被氯离子应力腐蚀。 优秀的现场焊接性能,321H有更高的碳(0.04~0.10%)具有更好的高温蠕变性能。 用于高温化学工艺热交换管,炼油,高温蒸汽。 |