阀门选阀体材料是关键,一定要先了解阀体材料适用范围和工作温度压力范围
阀体
阀体,英文:valve body.是阀门中的一个主要零部件;根据压力等级有不同的机械制造方法。例如:铸造、锻造等。
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、合理的选择阀门的材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。
阀体材质代号一览表
| 阀体材料 | 代号 |
| A105(碳钢锻件) WCB(碳钢铸件) WCC | C |
| LCB LCC | CB CC |
| LC2 LC3 | C2 C3 |
| 304.( CF8;CF8C) | PNb |
| 316 ( CF8M) | R |
| WCB-304;CF8(内件) | C-P |
| WCB-316;CF8M(内件) | C-R |
| 1Cr5Mo;ZGCr5Mo;C5 | I |
| 304L;(CF3) | PL |
| 316L;(CF3M) | RL |
| WC6;WC9 | C6;C9 |
| A-20;CN7M;SMo合金 | S;SM |
| Monel合金 | MM |
| WCB-Monel(内件) | C-M |
| CZ-100(铸镍合金) | Ni |
| H62;ZCuZn16Si4 | T |
| ZTA2(铸钛) | TA |
| HK30;HK40 | HK |
F8---304, CF8M---316, CF3---304L, CF3M---316L 这些是常用阀门材料代号,表示铸件!对应的锻钢代号是:F304、F316、F304L、F316L
以下为几种不锈钢阀门材料参数及具体运用:
| 材料代号 | 中文简称 | 应用介质 | 工作温度范围 |
| WCB | 碳钢 | 无腐蚀性应用,包括水,油和气 | 温度范围:-30℃至+425℃ |
| LCB | 低温碳钢 | 低温应用,温度低至-46℃ 不能用于温度高于+340℃的场合 | |
| LC3 | 3.5%镍钢 | 低温应用,温度低至-101℃ 不能用于温度高于+340℃的场合 | |
| WC6 | 1.25%铬0.5%钼钢 | 无腐蚀性应用,包括水,油和气 | 温度范围:-30℃至+593℃ |
| WC9 | 2.25铬 | 无腐蚀性应用, 包括水,油等级WC9和气 | 温度范围:-30℃至+593℃ |
| C5 | 5%铬0.5%钼 | 轻度腐蚀性或侵蚀性应用 及无腐蚀性应用 | 温度范围:-30℃至+649℃ |
| C12 | 9%铬1%钼 | 轻度腐蚀性或侵蚀性应用 及无腐蚀性应用 | 温度范围:-30℃至+649℃ |
| CA6NM(4) | 12%铬钢 | 腐蚀性应用 | 温度范围:-30℃至+482℃ |
| CA15(4) | 12%铬 | 腐蚀性应用 | 温度范围高达+704℃ |
| CF8M 3 | 16不锈钢 | 腐蚀性或超低温或高温 无腐蚀性应用 | 温度范围:-268℃至+649℃ 温度+425℃以上要指定碳含量 0.04%及以上 |
| CF8C | 347不锈钢 | 主要用于高温,腐蚀性应用 | 温度范围:-268℃至+649℃ 温度+540℃以上要指定碳含量 0.04%及以上 |
| CF8 | 304不锈钢 | 腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用 | 温度范围:-268℃至+649℃ 温度+425℃以上要指定碳含量 0.04%及以上 |
| CF3 | 304L不锈钢 | 腐蚀性或无腐蚀性应用 | 温度范围高达+425℃ |
| CF3M | 316L不锈钢 | 腐蚀性或无腐蚀性应用 | 温度范围高达+454℃ |
| CN7M | 合金钢 | 具有很好的抗热硫酸腐蚀性能 | 温度高达+425℃ |
| M35-1 | 蒙乃尔 | 可焊接等级,具有很好的抗所有普通 有机酸和盐水腐蚀的性能,也具有很 高的抗大多数碱性溶液腐蚀的性能 | 温度高达+400℃ |
| N7M | 哈斯特镍合金B | 特别适用于处理器各种浓度和温度的氢 氟酸,具有很好的抗硫酸和磷酸腐蚀的性能 | 温度高达+649℃ |
| CW6M | 哈斯特镍合金C | 具有很好的抗强氧化环境腐蚀的性能, 在高温下具有很好的特性,对甲酸(蚁 酸)、磷酸、亚硫酸和硫酸具有很高的抗腐蚀性能 | 温度高达+649℃ |
| CY40 | 因科镍合金 | 在高温应用中表现很好,对于强腐蚀流体 介质具有很好的抗腐蚀性能 |
PFA树脂相对来说是比较新的可熔融加工的氟塑料。
PFA的熔点大约为580F,密度为2.13— 2.16g/cc(克/立方厘米)。PFA与 PTFE和FEP相似,但在302T以上时,机械性能略优于FEP,且可在高达500F下的温度下使用,它的耐化学品性与PTEF相当。PFA的产品形式有用于模塑和挤塑的粒状产品,用于旋转模塑和涂料的粉状产品;其半成品有膜、板、棒和管材。美国市场经销的PFA树脂有DUPOut公司的Teflon牌、Daikin公司的Neoflon牌、Ansimont公司的Hthen牌、HOechst Celanese公司的 Hostafl牌。PFA的用途与FEP类似。
阀门按阀体材料分类
1、金属材料阀门:其阀体等零件由金属材料制成。如铸铁阀、碳钢阀、合金钢阀、铜合金阀、铝合金阀、铅合金阀、钛合金阀、蒙乃尔合金阀等。
2、非金属材料阀门:其阀体等零件由非金属材料制成。如塑料阀、陶阀、搪 阀、玻璃钢阀等。
3、金属阀体衬里阀门:阀体外形为金属,内部凡与介质接触的主要表面均为衬里,如衬胶阀、衬塑料阀、衬陶阀等。
阀门阀体的常用材料
阀体的常用材料及各种材料热处理分析,阀体的材料种类繁多,适用于各种不同的工况。
1、灰铸铁,适用于工作温度在-15~+200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。
2、黑心可锻铸铁,适用于工作温度在-15~+250℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。
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。
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,其中16Mn、30Mn工作温度为-40~+450℃之间,常用来代替ASTMA105。
5、低温碳钢(LCB),适用于工作温度在-46~+345℃之间的低温阀门阀门。
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阀门;WC5、WC12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℃之间的腐蚀性介质的阀门。
8、蒙乃尔合金,主要适用于含氢氟介质的阀门。
9、铸铜合金,主要适用于工作温度在-273~+200℃之间的氧气管路用阀门。
以上列举的是阀体常用材料中的大类,具体每类材料中,又有很多不同牌号,各种不同牌号又适用于各种不同的压力等级。因此,在选择阀门的阀体材料时,应根据不同的用途和不同的压力等级,确定适合于工况需要的阀体材料。
此外,阀体材料还有钛合金(钛阀)、铝合金(铝阀);塑料(塑料阀);陶瓷(陶瓷阀)等等。
阀门材质应用范围
以上列举的是阀体常用材料中的大类,具体每类材料中,又有很多不同牌号,各种不同牌号又适用于各种不同的压力等级。因此,在选择阀门的阀体材料时,应根据不同的用途和不同的压力等级,确定适合于工阀门材质应用范围表:
| WCB | 碳钢 | ASTM A216 | 无腐蚀性应用,包括水,油和气,温度范围:-30oC至+425oC |
| LCB | 低温碳钢 | ASTM A352 | 低温应用,温度低至-46oC 不能用于温度高于+340oC的场合 |
| LC3 | 3.5%镍钢 | ASTM A352 | 低温应用,温度低至-101oC 不能用于温度高于+340oC的场合 |
| WC6 | 1.25%铬0.5%钼钢 | ASTM A217 | 无腐蚀性应用,包括水,油和气,温度范围:-30oC至+593oC |
| WC9 | 2.25铬 | ASTM A217 | 无腐蚀性应用,包括水,油等级WC9和气,温度范围:-30oC至+593oC |
| C5 | 5%铬0.5%钼 | ASTM A217 | 轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用,温度范围:-30oC至+649oC |
| C12 | 9%铬1%钼 | ASTM A217 | 轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用,温度范围:-30oC至+649oC |
| CA6NM(4) | 12%铬钢 | ASTM A487 | 腐蚀性应用,温度范围:-30oC至+482oC |
| CA15(4) | 12%铬 | ASTM A217 | 腐蚀性应用,温度范围高达+704oC |
| CF8M 3 | 16不锈钢 | ASTM A351 | 腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用,温度范围:-268oC至+649oC, |
| CF8C | 347不锈钢 | ASTM A351 | 主要用于高温,腐蚀性应用,温度范围:-268oC至+649oC, |
| CF8 | 304不锈钢 | ASTM A351 | 腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用,温度范围:-268oC至+649oC, |
| CF3 | 304L不锈钢 | ASTM A351 | 腐蚀性或无腐蚀性应用,温度范围高达+425oC |
注:
CF8M相当于我国ZG0Cr17Ni12Mo2,对应于型材为316不锈钢,腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用,温度范围:-268℃至+649℃,温度+425℃以上要指定碳含量0.04%及以上
CF8相当于我国ZG0Cr18Ni9,对应于型材为304不锈钢,腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用,温度范围:-268℃至+649℃,温度+425℃以上要指定碳含量0.04%及以上
WCB是美国铸钢牌号,中碳钢,无腐蚀性应用,包括水,油和气,温度范围:-30℃至425℃
HT200中国灰铸铁牌号
1000WOG,1000指的是1000PSI(1000PSI约等于68.94公斤),WOG为WATER、OIL、GAS,也就是水、油品、气体的英文字母。
阀体的防腐蚀
虽然防腐蚀的资料十分丰富,但能否选得恰当,还是不容易的事情,因为腐蚀的问题很复杂,例如硫酸在浓度低时对钢材有很大的腐蚀性,浓度高时则使钢材产生钝化膜,能防腐蚀;氢只在高温高压下才显示对钢材的腐蚀性很强,氯气处于干燥状态时腐蚀性能并不大,而有一定湿度时腐蚀性能很强,许多材料都不能用。选择阀体材料的难处,还在于不能只考虑腐蚀问题,同时必须考虑耐压耐温能力,经济上是否合理,购买是否容易等因素。所以必须用心才是。
其次是采取衬里措施,如衬铅、衬铝、衬工程塑料、衬天然橡胶及各种合成橡胶等。如介质条件许可,这倒是一种节约的方法。
再次,在压力、温度不高的情况下,用非金属做阀门主体材料,往往能十分有效地防制腐蚀。
此外,阀体外表面还受到大气腐蚀,一般钢铁材料都以刷漆来防护。
阀门的腐蚀,通常被理解为阀门金属材料在化学的或电化学的环境作用下所受到的破坏。由于“腐蚀”现象出现于金属与周围环境自发的相互作用当中,怎样将金属与周围环境相隔绝或更多的使用非金属合成材料,便是防腐蚀的重点。
阀门的阀体(包括阀盖),占据阀门的大部分重量,又处在与介质的经常接触中,所以选用阀门,往往从阀体材料出发。
阀体的腐蚀不外两种形式,即化学腐蚀和电化学腐蚀。它的腐蚀速度决定于介质的温度、压力、化学性能以及阀体材料的抗腐蚀能力。腐蚀速度可分为六等:
1、完全耐蚀:腐蚀速度低于0.001毫米/年;
2、极耐蚀:腐蚀速度0.001至0.01毫米/年;
3、耐蚀:腐蚀速度0.01至0.1毫米/年;
4、尚耐蚀:腐蚀速度0.1至1.0毫米/年;
5、耐蚀性差:腐蚀速度1.0至10毫米/年;
6、不耐蚀:腐蚀速度大于10毫米/年。
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