調節(jié)閥的材料選用

時間：2008/4/11閱讀：1129

調節(jié)閥的材料選用

調節(jié)閥材料

　　調節(jié)閥各個零部件，特別是與流體接觸的閥體和閥內組件，材料的正確選擇與調節(jié)閥結構型式和公稱通徑的選擇，同樣

重要。選擇調節(jié)閥材料必須考慮以下各個因素。

　　1流體的壓力和溫度對材料的影響。

　　2流體腐蝕性對材料影響。

　　3流體的空化現(xiàn)象或泥漿流體對材料的影響。

　　4成本材料價格與市場供應、加工性能等。

　　5從結構上考慮，材料組配是否有問題。

閥體材料

　　閥體材料的選擇一般要于管道材料，或者根據(jù)上述幾點因素來選擇。

1.溫材料

　　作為溫材料，必須充分考慮溫強度、溫下的金相組織變化及耐腐蝕性問題。一般要求合金鋼材料含有鉻、鎳，鉬無素

　　常用的閥體材料和標準溫度范圍如下表所示。

名稱	鋼號	標準溫度范圍℃
鑄鐵	MT200	0～+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，一般會造成脫碳

夏氏沖擊值 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。

溫度 ℃
	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，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)韌性下降的脆性問題。

　　材料韌性下降那點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，這個度為結構材

料的Z溫度。

　　低溫壓鑄鋼有數(shù)種材料，但市場供應緊張。

　　奧氏體不銹鋼的低溫機械性能比較穩(wěn)定，所以經常采用。

3.耐汽蝕材料

　　當流體是液體，特別是熱水時，必須充分考慮材料的耐汽蝕問題。

　　耐汽蝕材料有二大類：

　　a硬度材料或化學鍍鎳材料等

　　b有堅固的氧化層，韌性和疲勞強度大的材料。Cr-Mo鋼，不銹鋼等。

　　但一般多選用b類材料。特別當流體是大于100℃的熱水時，用Cr-Mo鋼。體選擇時還要考慮到成本，可用下面公式計

算進行選擇。

		P1-Ps
	Cf=
		△P

式中：Cf—空化系數(shù)

　　　P1—進口壓力

　　　Ps—在進口溫度下液體飽和壓力kgf/cm²abs

　　　△P—常用壓差kgf/cm²

　　　當Cf>2時，可選用碳鋼。

　　　　Cf≤時；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、應力腐蝕等。沒有一種材料能耐上述各種腐蝕。

　　實際上，材料的腐蝕性還與流體種類、深度、溫度有關，還與流體是否含有氧化劑和流速等因數(shù)有關，這使得材料的選擇更

復雜。

　　常用材料耐腐蝕一覽表是腐蝕試驗結果的總結。這些試驗在規(guī)定的流體種類、溫度、濃度下進行的。僅從表上選擇還是不大

，實際選用時，不僅要參照材料耐腐蝕一覽表，主要還應結合實際經驗來選材。

　　調節(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。

閥內組件材料

閥內組件材料一般用SUS304、SUS316不銹鋼，有時根據(jù)流體情況，
要進行硬化處理。
不用說，控制空化流體和含有固體顆料的流體，有時根據(jù)流體硬化
處理，對于一般的常溫、常壓差流體也要參參照圖3進行硬化處理。
有時根據(jù)常壓差·常溫范圍判斷可以不做硬化處理，但是，要是閥
長期在苛刻條件下工作，或者閥座要求度、泄漏量，與應考慮硬化
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
當籠式閥閥體為碳鋼或Cr-Mo鋼時，標準的閥內組件材料是5CS24,它的耐腐蝕性與SCS13相近。
標準溫度范圍-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，表
面要司太萊堆焊。標準溫度范圍-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，沒有一個規(guī)定的標準，而要根據(jù)裝置的全面設計來決定。

標準溫度范圍，基材為SUS304、SUS316時，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、蒸氣等無腐蝕性氣體。

　　標準溫度范圍：Z低溫度為基體材料的Z低溫度、Z溫度+500℃

調節(jié)閥的材料選用

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