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常用閥門主要零部件材料選用解析

從工作壓力、介質溫度、介質特性、使用強度的角度,閥門的關鍵零部件體現在閥體、閥門密封和閥桿等三個方面,主要根據下列因素,來決定對不同牌號的黑色金屬、有色金屬、合金、非金屬材料的選用:
1、工作介質的壓力、溫度和特性。
2、該零部件在閥門結構中所要起到的作用及所要承受的壓力。
3、能夠體現較好的工藝性。
4、在滿足閥門功能要求的情況下,能達到最佳性價比。
第一部分閥體、閥蓋和閥板(閥瓣)的材料
閥體、閥蓋和閘板(閥瓣)由于直接承受介質壓力,所以該零部件的選擇,必須符合閥門的壓力與溫度等級的規定。
常用材料有以下幾種:
一、碳素鋼:適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30425的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質。常用牌號有WC1WCBZG25及優質鋼202530及低合金結構鋼16Mn
二、不銹耐酸鋼,適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa 、溫度≤200硝酸,醋酸等介質,常用牌號有ZG0Cr18Ni9Ti ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>ZG0Cr18Ni12Mo2Ti ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>
三、灰鑄鐵:灰鑄鐵適用于公稱壓力PN≤1.0MPa,溫度為-10200的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質。灰鑄鐵常用牌號為:HT200HT250HT300HT350
四、可鍛鑄鐵:適用于公稱壓力PN≤2.5MPa,溫度為-30300的水、蒸汽、空氣及油品介質,常用牌號有:KTH300—06KTH330—08KTH350—10
五、球墨鑄鐵:適用于PN≤4.0MPa,溫度為-30350的水、蒸汽、空氣及油品等介質。常用牌號有:QT400—15QT450—10QT500—7。目前國內閥門對球墨鑄鐵的選用范圍并不廣,產品量小造成無法降低成本,因此造成濫竽充數的現象比較嚴重。客戶在選用壓力大于2.5MPa的閥門時,建議采用鋼制閥門為安全。
六、耐酸高硅球墨鑄鐵:適用于公稱壓力PN≤0.25MPa,溫度低于120的腐蝕性介質。
七、低溫鋼,適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196乙烯,丙烯,液態天然氣,液氮等介質,常用牌號)有ZG1Cr18Ni9 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti ZG0Cr18Ni9
八、高溫銅:適用于公稱壓力PN≤17.0MPA、溫度≤570的蒸汽及石油***。常用牌號有ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌號。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規范的規定。
九、銅合金:適用于PN≤2.5MPa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質,以及溫度-40250的蒸汽介質,常用牌號為ZGnSn10Zn2(錫青銅),H62Hpb59—1(黃銅)、QAZ19—2QA19—4(鋁青銅)
第二部分密封面材料
閥門密封是決定閥門性能好壞的關鍵性因素,密封面材料的選用,通常要考慮耐腐蝕、耐擦傷、耐閃蒸、耐沖蝕、抗氧化等方面因素。閥門密封通常分兩大類:
(一)軟密封:1、橡膠(包括丁睛橡膠,氟橡膠等) 2塑料(聚四氟乙烯,尼龍等)
(二)硬密封材料:1、銅合金(用于低壓閥門) 2、鉻不銹鋼(用于普通高中壓閥門) 3、司太立合金(用于高溫高壓閥門及強腐蝕閥門) 4、鎳基合金(用于腐蝕性介質)
第三部分閥桿材料
當閥門在啟閉過程中,閥桿將受到上拉、下壓和扭轉的作用力,同時還承受介質自身壓力,以及與填料之間產生的的摩擦力,所以閥桿材料的選擇必須滿足在規定溫度下的保證足夠的強度、韌性、抗腐蝕性、抗擦傷性,以及良好的工藝性。常用的閥桿材料有以下幾種:
 一、碳素鋼:適用于介質溫度不超過300的水、蒸汽等壓力較低的介質(一般選用A5普通碳素鋼);介質溫度不超過450的水、蒸汽等中壓介質(一般選用35優質碳素鋼)。
 二、合金鋼:用于中壓和高壓,介質溫度不超過450的水、蒸汽、石油等介質時,一般選用40Cr(鉻鋼);用于高壓、介質溫度不超過540的水、蒸汽等介質時,可選用38CrMoALA滲氮鋼;用于高壓、介質溫度不超過570的蒸汽介質時,一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。
 三、不銹耐酸鋼:用于中壓和高壓、介質溫度不超過450的非腐蝕性介質與弱腐蝕性介質,可選用1Cr132Cr133Cr13鉻不銹鋼;用于腐蝕性介質時,可選用Cr17Ni21Cr18Ni9TiCr18Ni12Mo2TiCr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo沉淀硬化鋼。
 四、耐熱鋼:用于介質溫度不超過600的高溫閥門時,可選用Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。
第四部分閥桿螺母材料
閥桿螺母一般存在于直行程閥門中,閥桿通過上下運動達到對閥門的開啟或關閉,而這個過程全部要通過閥桿螺母,因此直接承受閥桿軸向力,必須具備一定的強度;同時閥桿螺母與閥桿是螺紋傳動,要求摩擦系數小,不生銹和避免咬死現象。閥桿螺母常用材料有以下幾種:
 一、銅合金:銅合金的摩擦系數小、不生銹,是目前普遍采用的材料之一。對于Pg<1.6Mpa的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅;對于Pg16-6.4Mpa的中壓閥門可采用ZQAL9-4無錫青銅;對于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。

 二、鋼當工作條件不允許采用銅合金時,可選用3540等優質炭素鋼,2Cr131Cr18Ni9Cr17Ni2等不銹耐酸鋼。工作條件不允許指下列情況: 1、用于電動閥門上,帶有瓜形離合器的閥桿螺母,需要進行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。 2、工作介質或周圍環境不適合選用銅合金時,如對銅有腐蝕的氨介質。

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