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調(diào)節(jié)閥的材料選用

時(shí)間:2008/4/11閱讀:1103
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調(diào)節(jié)閥的材料選用

      
調(diào)節(jié)閥材料
  調(diào)節(jié)閥各個(gè)零部件,特別是與流體接觸的閥體和閥內(nèi)組件,材料的正確選擇與調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式和公稱通徑的選擇,同樣
重要。選擇調(diào)節(jié)閥材料必須考慮以下各個(gè)因素。
  1流體的壓力和溫度對(duì)材料的影響。
  2流體腐蝕性對(duì)材料影響。
  3流體的空化現(xiàn)象或泥漿流體對(duì)材料的影響。
  4成本材料價(jià)格與市場(chǎng)供應(yīng)、加工性能等。
  5從結(jié)構(gòu)上考慮,材料組配是否有問(wèn)題。
閥體材料
  閥體材料的選擇一般要于管道材料,或者根據(jù)上述幾點(diǎn)因素來(lái)選擇。
1.溫材料
  作為溫材料,必須充分考慮溫強(qiáng)度、溫下的金相組織變化及耐腐蝕性問(wèn)題。一般要求合金鋼材料含有鉻、鎳,鉬無(wú)素
  常用的閥體材料和標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍如下表所示。
名稱鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍℃
鑄鐵MT2000~+200
碳鋼ZG230-450-5~425
不銹鋼1Cr18Ni9-195~+600
不銹鋼1Cr19Ni12Mo2Ti-195~+600
  另外,在溫壓下,鋼受到氫氣的浸蝕,一般會(huì)造成脫碳





kg
·m
溫度℃
各種材料的低溫沖擊5mmU型缺口    圖2
現(xiàn)象,引起脆化。鋼中加入鉻、鎳、鉬等金屬元素后,它與碳元
素結(jié)合,可提鋼的抗氫腐蝕性。
 圖1是碳鋼、合金鋼在溫、壓氫氣下的使用范圍。


氧氣分壓atm
碳鋼:合金在溫壓氫氣下的使用范圍   圖1
2.低溫材料
  選低溫材料時(shí),要充分考慮材料的低溫沖擊值,還要考慮材料在低溫下出現(xiàn)韌性下降的脆性問(wèn)題。
  材料韌性下降那點(diǎn)的溫度稱做遷移溫度。常把15ft-Lb2.07kg-m夏氏沖擊值的溫度叫做15ft-Lb遷移溫度,這個(gè)度為結(jié)構(gòu)材
料的Z溫度。
  低溫壓鑄鋼有數(shù)種材料,但市場(chǎng)供應(yīng)緊張。
  奧氏體不銹鋼的低溫機(jī)械性能比較穩(wěn)定,所以經(jīng)常采用。
3.耐汽蝕材料
  當(dāng)流體是液體,特別是熱水時(shí),必須充分考慮材料的耐汽蝕問(wèn)題。
  耐汽蝕材料有二大類:
  a硬度材料或化學(xué)鍍鎳材料等
  b有堅(jiān)固的氧化層,韌性和疲勞強(qiáng)度大的材料。Cr-Mo鋼,不銹鋼等。
  但一般多選用b類材料。特別當(dāng)流體是大于100℃的熱水時(shí),用Cr-Mo鋼。體選擇時(shí)還要考慮到成本,可用下面公式計(jì)
算進(jìn)行選擇。
  
  P1-Ps 
 Cf=
 
  △P 
式中:Cf—空化系數(shù)
   P1—進(jìn)口壓力
   Ps—在進(jìn)口溫度下液體飽和壓力kgf/cm2abs
   △P—常用壓差kgf/cm2
   當(dāng)Cf>2時(shí),可選用碳鋼。
    Cf≤時(shí);可選用Cr-Mo鋼,不銹鋼。
4.耐腐蝕材料
  金屬材料的腐蝕一般分為全面腐蝕、間隙腐蝕、晶間腐蝕、孔腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。沒(méi)有一種材料能耐上述各種腐蝕。
  實(shí)際上,材料的腐蝕性還與流體種類、深度、溫度有關(guān),還與流體是否含有氧化劑和流速等因數(shù)有關(guān),這使得材料的選擇更
復(fù)雜。
  常用材料耐腐蝕一覽表是腐蝕試驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)。這些試驗(yàn)在規(guī)定的流體種類、溫度、濃度下進(jìn)行的。僅從表上選擇還是不大
,實(shí)際選用時(shí),不僅要參照材料耐腐蝕一覽表,主要還應(yīng)結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)選材。
  調(diào)節(jié)閥常用耐腐蝕材料主要有不銹鋼、20°合金鋼哈斯洛依Haslog“B"、“C"、及鈦鋼等。
閥內(nèi)組件材料
  閥內(nèi)組件材料一般用SUS304、SUS316不銹鋼,有時(shí)根據(jù)流體情況,
要進(jìn)行硬化處理。
  不用說(shuō),控制空化流體和含有固體顆料的流體,有時(shí)根據(jù)流體硬化
處理,對(duì)于一般的常溫、常壓差流體也要參參照?qǐng)D3進(jìn)行硬化處理。
  有時(shí)根據(jù)常壓差·常溫范圍判斷可以不做硬化處理,但是,要是閥
長(zhǎng)期在苛刻條件下工作,或者閥座要求度、泄漏量,與應(yīng)考慮硬化
處理。硬化處理有如下幾種方法:
1.熱處理
  ●SCS2417Cr—4Ni析出硬化不銹鋼
  當(dāng)籠式閥閥體為碳鋼或Cr-Mo鋼時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的閥內(nèi)組件材料是5CS24,它的耐腐蝕性與SCS13相近。
  標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍-40—425℃
  ●SUS440C 17Cr碳不銹鋼
  本材料用于100℃以上的熱水或溫蒸氣場(chǎng)合,是一種良的耐汽蝕材料,但其耐腐蝕性比SUS304差、用于腐蝕性流體時(shí),表
面要司太萊堆焊。標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍-5+530℃
局部司太萊堆焊    圖4
全部司太萊堆焊   圖5
局部司太萊堆焊   圖6
2.堆焊硬化屋
  司太萊堆焊主要成份Co、Cr、W是一種常用的硬化處理方法,有良的耐腐蝕性能。
  司太萊堆焊分全面堆焊和密封面局部堆焊兩種方法。實(shí)際上,究竟要采用哪一種堆焊方式,要視流體的壓力、溫度及流體是
否是含顆料而定。因此,沒(méi)有一個(gè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),而要根據(jù)裝置的全面設(shè)計(jì)來(lái)決定。
標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍,基材為SUS304、SUS316時(shí),為195~+800℃
  另外,也有采用鎳基合金堆焊的,其性能和用途與上述鈷基司太萊合金堆焊相同。
3.表面硬化處理
  指采用多元素,W、MO、Cr、V、Ti等金屬。共滲的阿托鉻依表面硬化處理。
  主要用于籠式閥閥芯材料SUS14的硬化處理,也適用于水、蒸氣等無(wú)腐蝕性氣體。
  標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍:Z低溫度為基體材料的Z低溫度、Z溫度+500℃

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