高温工况下如何选择阀门材料

高温工况阀门主要是指炼油厂用的高温阀门。高温工况主要包括亚高温、高温Ⅰ级、高温Ⅱ级、高温Ⅲ级、高温Ⅳ级、高温Ⅴ级，下面分别做介绍。
　　
　　1、亚高温
　　
　　亚高温是指阀门的工作温度在325～425℃区域。如果介质是水和蒸汽时，主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如果介质是含硫油品时，主要用具有抗硫化物腐蚀的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它们多用在炼油厂的常减压装置和延迟焦化装置上，此时CF8、CF8M、CF3及CF3M材质的阀门不是用于抗酸溶液腐蚀，而是用于含硫油品及油气管路上。在此工况中，CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作温度上限为450℃。
　　
　　2、高温Ⅰ级
　　
　　阀门的工作温度为425～550℃时为高温Ⅰ级（简称PI级）。PI级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。因PI级是特定的称呼，在这里包含了高温不锈钢（P）的概念。因此，如果工作介质为水或蒸汽时，虽然也可用高温钢WC6（t≤540℃）或WC9（t≤570℃），在含硫油品时虽然也可用高温钢C5（ZG1Cr5Mo），但在这里不能称它们为PI级。
　　
　　3、高温Ⅱ级
　　
　　阀门的工作温度为550～650℃，定为高温Ⅱ级（简称为PⅡ级）。PⅡ级高温阀门主要用于炼油厂的重油催化裂化装置，它包含用在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。PⅡ级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。
　　
　　4、高温Ⅲ级
　　
　　阀门的工作温度为650～730℃，定为高温Ⅲ级（简称为PⅢ级）。PⅢ级高温阀门主要是用在炼油厂的大型重油催化裂化装置上。PⅢ级高温阀门主体材料为ASTMA351标准中的CF8M为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。
　　
　　5、高温Ⅳ级
　　
　　阀门的工作温度为730～816℃，定为高温Ⅳ级（简称为PⅣ级）。将PⅣ级阀门的工作温度上限定为816℃是因为阀门设计选用的标准ASMEB16134压力-温度等级中提供的最高温度为816℃（1500υ）。另外，工作温度超过816℃以后，钢就接近进入了锻造温度区域，此时金属处于塑性变形区间，金属的可塑性好，难以承受高的工作压力和冲击力而保持不变形。PⅣ级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8M为基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。CK-20及ASTMA182标准中F310（其中C含量≥01050%）及F310H等耐热不锈钢。
　　
　　6、高温Ⅴ级
　　
　　阀门的工作温度>816℃以上，例如源丰阀业生产的6000系列超高温蝶阀称为高温Ⅴ级（简称为PⅤ级）。PⅤ级高温阀门（作切断用阀门，而非调节型蝶阀类的阀门）必须采用特殊的设计手段，如衬隔热衬里或通水或气冷却等，方能保证阀门的正常工作。所以，对PⅤ级高温阀门的工作温度上限不作规定，这是因为控制阀门的工作温度不是仅靠材料，而是用特殊的设计手段来解决的，而设计手段的基本原理是一样的。PⅤ级高温阀门可根据其工作介质和工作压力及采用的特殊设计方法等，选用合理的、能满足该阀门的材料。在PⅤ级高温阀门中，通常烟道插板阀或蝶阀的插板或蝶板常选用ASTMA297标准中的HK-30，HK-40高温合金，它们能在1150℃以下抗氧化和还原性气体中耐蚀，但不能承受冲击和高压载荷。
　　
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