阀门材质
选择阀门主要零件的材质,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时,还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。
许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是,正确、合理地选择阀门材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。
阀门的材质,种类繁多,适用于各种不同工况。现把常用的壳体材质、内件材质和密封材质介绍如下:
一、壳体常用的材质
1.灰铸铁 适用于工作温度在-1 5~200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。适用介质为水、煤气等。
2. 黑心可锻铸铁 适用于工作温度在-15~300℃之间。公称压力PN≤2.5MPa的中压阀门。适用介质为水、海水、煤气、氨等。
3. 球墨铸铁 适用于工作温度在-30~350℃之间。公称压力PN≤4.0MPa的中低压阀门。适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。
4. 碳素钢(WCA,WCB,WCC) 适用于工作温度在-29~425℃之间的中高压阀门。工作温度为-40~450℃之间,常用来替代ASTM A105(一种冷锻钢)。适用介质为饱和蒸汽和过热蒸汽。高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天然气等.
5. 低温碳钢(LCB) 适用于工作温度在-46~345℃之间的低温阀门。
6. 合金钢 WC6、WC9适用于工作温度在-29~595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压C5、C12适用于工作温度在-29~650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门.
7. 奥氏体不锈钢 适用于工作温度在-196~600℃之间的腐蚀任介质的阀门。
8. 蒙乃尔合金 主要适用于含氢氟酸介质的阀门中。
9. 哈氏合金 主要适用于稀硫酸等的强腐蚀性介质的阀门中。
10. 钛合金 主要适用于各种强腐蚀介质的阀门中。
11. 铸造铜合金 主要适用于工作温度在-27~200℃之间氧气管路和海水管路用的阀门中。
12. 塑料、陶瓷 这两材料都属于非金属材料。非金属材料阀门的最大特点是耐腐蚀性强,甚至有金属材料阀门所不具备的优点。
一般适用于公称压力PN≤1.6MPa,工作温度不超过60℃的腐蚀性介质中,无毒塑料阀也适用于给水工业中。
二、阀门内件常用的材质
阀门内件常用的材质及使用温度范围如下表所示。
三、阀门密封面常用材料及适用介质
阀门密封面常用材料及适用介质和允许使用的温度范围如下表所示。
四、阀门的阀体材料所适用的最大公称压力如下:
1. 灰铸铁阀体适用是最大公称压力PN≤1.0MPa(但对于DN≤200的截止阀、升降式止回阀,也可用于公称压力PN=1.6MPa)。
2. 可锻铸铁阀体适用的最大公称压力PN≤2.5MPa。
3. 球墨铸铁阀体适用的最大公称压力PN≤4.0MPa。
4. 高硅铸铁阀体适用的最大公称压力PN为0.25MPa。
5. 铜合金阀体适用的最大公称压力PN≤2.5MPa。
6. 铝合金阀体适用的最大公称压力PN为1MPa。
7. 钛合金阀体适用的最大公称压力PN为2.5MPa。
8. 碳素钢阀体适用的最大公称压力PN≤32MPa。
9. Cr5Mo合金钢阀体适用的最大公称压力PN为16MPa。
10. 33CrNiMoA、40CrNiMoVA合金钢阀体适用的最大公称压力PN为300MPa。
11. 不锈钢阀体适用的最大公称压力PN为6.4~32MPa。
12. 塑料阀体适用的最大公称压力PN为0.6MPa。
13. 陶瓷、玻璃、搪瓷阀体适用的最大公称压力PN为0.6MPa。
14. 玻璃钢阀体适用的最大公称压力PN为1.6MPa。
对一些高参数、特殊的阀门,它们适用的最大公称压力(及温度)应按铭牌和产品说明书上的规定执行。
五、阀门填料
填料是动密封的密封材料,用来填充阀门填料箱的空间,以防止介质经由阀杆和填料箱空间泄漏。
填料分为软质材料和硬质填料两种。
①软质填料。由植物质,即大麻、亚麻、棉、黄麻;或由矿物质,即石棉纤维;或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等纺织的线料构成。
植物质填料较便宜,常用于100度以下的低压阀;矿物质填料可用于450度以下的阀门。高温高压阀门上的填料亦有采用无石棉绒加
②硬质填料。即由金属或金属与无石棉、石墨混合而成的填料,以聚氟乙烯压合烧结的成形填料构成。金属填料使用较少。
填料要根据介质、温度和压力来选择常用的材料有以下几种:
a)油浸石棉绳,适用于蒸汽温度450度、压力6.0MPa以下的阀门。
b)橡胶石板绳,适用于蒸汽温度450度、压力6.0MPa以下的阀门。
C)石墨石板绳,石板绳上渗有石墨粉,可用于450度以上的温度,压力可达16.0MPa,一般使用于高压蒸汽上。
d)聚四氟乙烯,这是一咱目前使用较广的、特别是腐蚀性介质上的填料,温度不得超过200度,一般采用压制或棒料车制而成。
e)波型填料,是以多层同心圆金属波纹片组成正方型截面,在模具中压制成型,每个波谷中填充由石棉纤维纺成的石棉线,填料环的外表面涂鳞状石墨。波型填料的金属片可用不锈钢、铜、铅组成,分别适用于600度以下的各温度级,是目前推荐采用的新型填料。
f)柔性石墨,是由于然石墨经过特殊化学处理、热处理加工而成的。它保持了天然石墨良好的耐腐蚀性、耐高温、耐高压、耐辐射,优良的导热、导电性能。柔性石墨的使用温度范围为:在非氧化性介质中使用温度为-200~1600度;在氧化性介质中(一般工况)-200~700度;在强氧化性介质中为小于等于400度。
柔性石墨有好的耐蚀性能,但在浓度大于95%的硝酸中、浓度大于96%的硫酸+硝酸中以及浓度大于95的硫酸中不可使用。
阀门对填料的要求,主要有四点:①耐腐蚀;②密封性好;③磨擦系数小;④腐蚀性小(石墨石棉绳填料一定要加缓蚀剂进行防腐)。