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(xiu)鋼、雙相鋼(如S31803等)、蒙乃爾(er)合金(jin)、塑料等制作,也可采用防腐材料襯里等。
①. 鑄(zhu)鐵
灰鑄鐵(tie)(A126-B)一(yi)般(ban)使用在低壓閥(fa)門上,不(bu)推薦在工藝(yi)管道上使用。球墨鑄鐵(tie)(A395)的(de)性能(強度和韌性)要比灰鑄鐵(tie)好(hao)。
②. 碳鋼
在閥門制造中最常(chang)見(jian)的(de)碳鋼(gang)材料(liao)有A216-WCB(鑄件(jian)(jian)(jian))和(he)A105(鍛件(jian)(jian)(jian))。應特別注(zhu)意碳鋼(gang)長時(shi)間在400℃以上工(gong)作(zuo),會影響到閥門的(de)壽命(ming)。對于低(di)溫工(gong)況的(de)閥門,常(chang)用的(de)有A352-LCB(鑄件(jian)(jian)(jian))和(he)A350-LF2(鍛件(jian)(jian)(jian))。
③. 奧氏體不銹(xiu)鋼
奧氏體不銹鋼材料(liao)通常(chang)(chang)應(ying)用在具有腐蝕性工況(kuang)或超低溫工況(kuang)。其中常(chang)(chang)用的(de)鑄件(jian)有A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和(he)A351-CF3M。常(chang)(chang)用的(de)鍛件(jian)有A182-F304、A182-F316、A182-F304L和(he)A182-F316L。
④. 合金鋼材料(liao)
對(dui)于低溫(wen)工(gong)況的(de)閥門,常用(yong)(yong)的(de)有A352-LC3(鑄(zhu)件(jian)),A350-LF3(鍛(duan)件(jian))。對(dui)于高(gao)溫(wen)工(gong)況的(de)閥門,常用(yong)(yong)的(de)有A217-WC6(鑄(zhu)件(jian)),A182-F11(鍛(duan)件(jian))和A217-WC9(鑄(zhu)件(jian)),A182-F22(鍛(duan)件(jian))。由于WC9、F22屬于2-1/4Cr-1Mo系(xi)列,相比屬于1-1/4Cr-1/2Mo系(xi)列的(de)WC6、F11含有更(geng)高(gao)的(de)Cr、Mo,所以具(ju)有更(geng)好(hao)的(de)抗高(gao)溫(wen)蠕(ru)變性能。
閥(fa)門(men)材(cai)(cai)(cai)質的選用主要(yao)包(bao)括:閥(fa)體和(he)閥(fa)蓋材(cai)(cai)(cai)料(liao)的選用、閥(fa)門(men)密封面(閥(fa)座和(he)關閉件相(xiang)互接觸形成(cheng)密封的部(bu)分)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的選用、閥(fa)桿(gan)用填料(liao)密封材(cai)(cai)(cai)料(liao)的選用、閥(fa)桿(gan)用低(di)泄漏填料(liao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的選用、閥(fa)門(men)中法(fa)蘭用的螺栓和(he)螺母緊固件材(cai)(cai)(cai)料(liao)的選用。
①. 閥(fa)體和閥(fa)蓋(gai)
閥體(ti)和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. 閥門(men)密(mi)封面
閥門密封(feng)面(mian)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)(ru)了(le)鋼(gang)制(zhi)閘閥(fa)(fa)(fa)密(mi)封面材料的(de)18種(zhong)不同組(zu)合(he)及最低的(de)硬度(du)要求。選用時(shi),應根(gen)據材料的(de)性能綜合(he)考慮。目前國(guo)內最常(chang)用的(de)內件(jian)號(hao)是1,2,5,8,10。API 600列入(ru)(ru)的(de)內件(jian)號(hao)除用于API 600閘閥(fa)(fa)(fa)外,還經常(chang)用于其他各種(zhong)金(jin)屬閥(fa)(fa)(fa)門,作為閥(fa)(fa)(fa)門金(jin)屬密(mi)封面材料組(zu)合(he)的(de)代號(hao)。
軟(ruan)密封面最常用(yong)的材料是橡(xiang)膠和聚(ju)四(si)氟乙烯。
③. 閥桿與閥芯(xin)材質的選擇
閥(fa)桿(gan)與(yu)閥(fa)芯(xin)(xin)在(zai)閥(fa)門開啟和(he)關閉過(guo)程中,除承(cheng)受拉力(li)(li)、摩擦、壓(ya)力(li)(li)和(he)扭矩的(de)(de)作(zuo)用外,還(huan)與(yu)流體直接接觸。因此(ci),對閥(fa)桿(gan)和(he)閥(fa)芯(xin)(xin)除要(yao)求具(ju)有一定(ding)的(de)(de)機械性(xing)(xing)能(neng)外,還(huan)要(yao)具(ju)有良好的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)和(he)耐(nai)(nai)摩擦性(xing)(xing)能(neng)。閥(fa)桿(gan)與(yu)閥(fa)芯(xin)(xin)材質的(de)(de)選擇通常應根據閥(fa)門的(de)(de)使用場合來選擇,首先其(qi)材質應具(ju)有良好的(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),其(qi)次應考(kao)(kao)慮工(gong)作(zuo)溫度,第三應考(kao)(kao)慮工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)高低。
④. 墊(dian)片與填料材質的選(xuan)擇
正確選(xuan)用墊片和(he)(he)(he)填(tian)料(liao)材質是避(bi)免跑、冒(mao)、滴、漏的(de)(de)有(you)效辦法。墊片和(he)(he)(he)填(tian)料(liao)的(de)(de)材質選(xuan)擇(ze)同閥體材質的(de)(de)選(xuan)擇(ze)一樣,流體的(de)(de)工作(zuo)溫度、工作(zuo)壓力(li)是選(xuan)擇(ze)墊片和(he)(he)(he)填(tian)料(liao)的(de)(de)重(zhong)要(yao)因素。閥門用閥桿填(tian)料(liao)主(zhu)要(yao)有(you)盤根填(tian)料(liao)和(he)(he)(he)成型填(tian)料(liao)。

