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(fa)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(fa)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(gang)、雙相鋼(如S31803等)、蒙乃爾合金、塑料等制作,也可采用防腐材料襯里等。
①. 鑄鐵
灰鑄鐵(tie)(tie)(A126-B)一般使用在低壓閥門上,不推(tui)薦在工藝管道上使用。球墨鑄鐵(tie)(tie)(A395)的性(xing)能(強度和韌性(xing))要比灰鑄鐵(tie)(tie)好。
②. 碳鋼(gang)
在(zai)閥(fa)門制造中最(zui)常見(jian)的(de)碳鋼材(cai)料有A216-WCB(鑄件)和A105(鍛件)。應特別(bie)注意碳鋼長時間在(zai)400℃以上工(gong)作,會影響(xiang)到閥(fa)門的(de)壽命。對于低(di)溫(wen)工(gong)況的(de)閥(fa)門,常用的(de)有A352-LCB(鑄件)和A350-LF2(鍛件)。
③. 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)
奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)材料通常應(ying)用在具有腐蝕性(xing)工況或超低(di)溫(wen)工況。其(qi)中常用的鑄(zhu)件有A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和(he)A351-CF3M。常用的鍛件有A182-F304、A182-F316、A182-F304L和(he)A182-F316L。
④. 合金鋼材料
對于(yu)低溫工(gong)況的(de)(de)閥(fa)門(men),常(chang)(chang)用(yong)的(de)(de)有A352-LC3(鑄(zhu)件(jian)),A350-LF3(鍛(duan)件(jian))。對于(yu)高(gao)溫工(gong)況的(de)(de)閥(fa)門(men),常(chang)(chang)用(yong)的(de)(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(yu)WC9、F22屬于(yu)2-1/4Cr-1Mo系(xi)列(lie),相比屬于(yu)1-1/4Cr-1/2Mo系(xi)列(lie)的(de)(de)WC6、F11含有更(geng)高(gao)的(de)(de)Cr、Mo,所(suo)以具有更(geng)好的(de)(de)抗高(gao)溫蠕變性(xing)能。
閥門(men)(men)材(cai)質的選(xuan)用(yong)主要包括:閥體和閥蓋材(cai)料的選(xuan)用(yong)、閥門(men)(men)密封面(mian)(閥座和關閉件相互接觸形(xing)成密封的部分)材(cai)料的選(xuan)用(yong)、閥桿(gan)用(yong)填料密封材(cai)料的選(xuan)用(yong)、閥桿(gan)用(yong)低(di)泄漏填料材(cai)料的選(xuan)用(yong)、閥門(men)(men)中法蘭用(yong)的螺(luo)栓(shuan)和螺(luo)母(mu)緊(jin)固件材(cai)料的選(xuan)用(yong)。
①. 閥(fa)體和閥(fa)蓋
閥(fa)體和閥(fa)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
閥門密封面(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列入了鋼制閘閥密(mi)封面(mian)材料(liao)的(de)18種(zhong)不同組(zu)合(he)及最低的(de)硬(ying)度(du)要求。選用時,應(ying)根據(ju)材料(liao)的(de)性能(neng)綜(zong)合(he)考慮。目(mu)前國內(nei)(nei)最常(chang)用的(de)內(nei)(nei)件(jian)號是1,2,5,8,10。API 600列入的(de)內(nei)(nei)件(jian)號除用于API 600閘閥外,還經常(chang)用于其他各種(zhong)金(jin)屬閥門(men),作為閥門(men)金(jin)屬密(mi)封面(mian)材料(liao)組(zu)合(he)的(de)代(dai)號。
軟密封面最常用的材(cai)料是橡膠和聚四氟乙烯。
③. 閥(fa)桿(gan)與閥(fa)芯材質的(de)選(xuan)擇
閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)與(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)在(zai)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門開啟和關閉過程中,除承受拉力(li)、摩擦(ca)、壓力(li)和扭矩的(de)作用(yong)外,還(huan)與(yu)流體直接(jie)接(jie)觸。因此(ci),對閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)和閥(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)除要(yao)求具有一(yi)定的(de)機械性能外,還(huan)要(yao)具有良(liang)好的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性能和耐摩擦(ca)性能。閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)與(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)材(cai)質的(de)選(xuan)擇通常應根據閥(fa)(fa)(fa)(fa)門的(de)使用(yong)場(chang)合(he)來(lai)選(xuan)擇,首(shou)先(xian)其材(cai)質應具有良(liang)好的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性能,其次應考(kao)慮(lv)工作溫度,第三應考(kao)慮(lv)工作壓力(li)的(de)高低(di)。
④. 墊片與填料材質(zhi)的(de)選擇
正確(que)選(xuan)用(yong)墊片(pian)和(he)填(tian)料材(cai)質是避(bi)免跑、冒、滴、漏的(de)(de)有效辦(ban)法(fa)。墊片(pian)和(he)填(tian)料的(de)(de)材(cai)質選(xuan)擇同閥體材(cai)質的(de)(de)選(xuan)擇一樣,流體的(de)(de)工作溫度(du)、工作壓力(li)是選(xuan)擇墊片(pian)和(he)填(tian)料的(de)(de)重(zhong)要因素。閥門用(yong)閥桿填(tian)料主要有盤根填(tian)料和(he)成(cheng)型(xing)填(tian)料。