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(men)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不銹鋼、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(zhu)鐵
灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(A126-B)一般使用(yong)在低(di)壓閥(fa)門上,不推薦在工(gong)藝管道上使用(yong)。球墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(A395)的(de)性能(neng)(強度和(he)韌性)要比灰(hui)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)好。
②. 碳(tan)鋼
在閥(fa)門(men)制(zhi)造中最常見(jian)的(de)(de)碳鋼(gang)材料有A216-WCB(鑄件)和A105(鍛件)。應特別注意碳鋼(gang)長時間在400℃以上工作,會影響到閥(fa)門(men)的(de)(de)壽(shou)命。對于(yu)低溫(wen)工況(kuang)的(de)(de)閥(fa)門(men),常用(yong)的(de)(de)有A352-LCB(鑄件)和A350-LF2(鍛件)。
③. 奧氏體不銹鋼
奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼材料通常應用在具有(you)(you)腐蝕性工況或超低溫(wen)工況。其中常用的鑄件有(you)(you)A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和A351-CF3M。常用的鍛件有(you)(you)A182-F304、A182-F316、A182-F304L和A182-F316L。
④. 合金(jin)鋼材料
對于(yu)(yu)低溫工況(kuang)的(de)(de)(de)閥門,常(chang)用的(de)(de)(de)有A352-LC3(鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)),A350-LF3(鍛件(jian)(jian)(jian))。對于(yu)(yu)高(gao)溫工況(kuang)的(de)(de)(de)閥門,常(chang)用的(de)(de)(de)有A217-WC6(鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)),A182-F11(鍛件(jian)(jian)(jian))和A217-WC9(鑄(zhu)件(jian)(jian)(jian)),A182-F22(鍛件(jian)(jian)(jian))。由于(yu)(yu)WC9、F22屬于(yu)(yu)2-1/4Cr-1Mo系(xi)列,相比(bi)屬于(yu)(yu)1-1/4Cr-1/2Mo系(xi)列的(de)(de)(de)WC6、F11含有更高(gao)的(de)(de)(de)Cr、Mo,所(suo)以具(ju)有更好(hao)的(de)(de)(de)抗高(gao)溫蠕(ru)變性能。
閥(fa)(fa)(fa)(fa)門材(cai)質的(de)選用主要包括:閥(fa)(fa)(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)(fa)(fa)蓋材(cai)料(liao)的(de)選用、閥(fa)(fa)(fa)(fa)門密封(feng)面(閥(fa)(fa)(fa)(fa)座和關閉件(jian)(jian)相互(hu)接觸形成(cheng)密封(feng)的(de)部分)材(cai)料(liao)的(de)選用、閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)用填(tian)料(liao)密封(feng)材(cai)料(liao)的(de)選用、閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿(gan)用低泄漏填(tian)料(liao)材(cai)料(liao)的(de)選用、閥(fa)(fa)(fa)(fa)門中(zhong)法(fa)蘭用的(de)螺(luo)(luo)栓和螺(luo)(luo)母(mu)緊固件(jian)(jian)材(cai)料(liao)的(de)選用。
①. 閥體和閥蓋
閥(fa)體(ti)和閥(fa)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. 閥門密封面(mian)
閥門(men)密(mi)封面應耐磨損、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(lie)入了鋼制閘閥(fa)密封面材料的18種(zhong)不同組合(he)及最(zui)低的硬度要求。選用(yong)時,應根據(ju)材料的性能綜合(he)考慮。目前國內最(zui)常用(yong)的內件號(hao)(hao)是1,2,5,8,10。API 600列(lie)入的內件號(hao)(hao)除用(yong)于(yu)API 600閘閥(fa)外,還經常用(yong)于(yu)其他各種(zhong)金屬(shu)(shu)閥(fa)門,作(zuo)為閥(fa)門金屬(shu)(shu)密封面材料組合(he)的代號(hao)(hao)。
軟(ruan)密封(feng)面最(zui)常用的材料是橡膠(jiao)和聚四氟乙烯。
③. 閥桿與閥芯材質的選(xuan)擇
閥(fa)桿(gan)(gan)與閥(fa)芯(xin)在(zai)閥(fa)門開(kai)啟和(he)關閉(bi)過(guo)程中,除(chu)承受拉力(li)、摩(mo)擦、壓力(li)和(he)扭矩的(de)作(zuo)用外(wai)(wai),還(huan)與流體直(zhi)接接觸。因此(ci),對閥(fa)桿(gan)(gan)和(he)閥(fa)芯(xin)除(chu)要(yao)求具(ju)有(you)一定的(de)機械性(xing)能外(wai)(wai),還(huan)要(yao)具(ju)有(you)良好的(de)耐腐蝕性(xing)能和(he)耐摩(mo)擦性(xing)能。閥(fa)桿(gan)(gan)與閥(fa)芯(xin)材(cai)質(zhi)的(de)選擇(ze)(ze)通常應(ying)根據閥(fa)門的(de)使用場合來(lai)選擇(ze)(ze),首先其材(cai)質(zhi)應(ying)具(ju)有(you)良好的(de)耐腐蝕性(xing)能,其次應(ying)考慮工(gong)(gong)作(zuo)溫度,第三應(ying)考慮工(gong)(gong)作(zuo)壓力(li)的(de)高低。
④. 墊(dian)片與(yu)填料材質的選擇(ze)
正確選(xuan)用墊(dian)片和填料材質(zhi)是(shi)避免跑(pao)、冒、滴、漏的有(you)效辦法(fa)。墊(dian)片和填料的材質(zhi)選(xuan)擇同閥(fa)體材質(zhi)的選(xuan)擇一樣,流體的工(gong)(gong)作溫度、工(gong)(gong)作壓力是(shi)選(xuan)擇墊(dian)片和填料的重要(yao)因素。閥(fa)門用閥(fa)桿填料主要(yao)有(you)盤根填料和成型填料。

