阀门通常由阀体、阀盖、阀瓣(闸板)、阀座、阀杆、热片、填料及驱动件(手轮、齿轮箱或气动装置、电动装置等)组成。
我们称阀体、阀盖的材料为壳体材料(也称主体材料),闸板(阀瓣)、球体、阀座、阀杆、密封座常常称谓内件,此外还有紧固件等。按主体材料分类,人们常常把阀门分为:
1、非金属材料阀门:如陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。
2、金属材料阀门:如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、合金钢阀门等。
3、金属阀体衬旦阀门:如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。
我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。
一、阀门主体材料
1阀门材料温度压力等级
ASTM A216 WCB 工作压力(psi) 1psi=0.006895MPa
温度°F
|
150LB
|
300LB
|
600LB
|
900LB
|
1500LB
|
2500LB
|
-20~100
|
285
|
740
|
1480
|
2220
|
3705
|
6170
|
200
|
260
|
675
|
1350
|
2025
|
3375
|
5625
|
300
|
230
|
655
|
1315
|
1970
|
3280
|
5470
|
400
|
200
|
635
|
1270
|
1900
|
3170
|
5280
|
500
|
170
|
600
|
1200
|
1795
|
2995
|
4990
|
600
|
140
|
550
|
1095
|
1640
|
2735
|
4560
|
650
|
125
|
535
|
1075
|
1610
|
2685
|
4475
|
700
|
110
|
535
|
1065
|
1600
|
2665
|
4440
|
750
|
95
|
505
|
1010
|
1510
|
2520
|
4200
|
800
|
80
|
410
|
825
|
1235
|
2060
|
3430
|
850
|
65
|
270
|
535
|
905
|
1340
|
2230
|
阀门的试验压力:根据ASME B16.34规定,壳体强度试验压力按1.5倍的工作压力并圆整到下一个25PSI,水密封试验压力按1.1倍的工作压力,气密封试验压力按0.6Mpa
2阀门常用ASTM主体材料
ASTM铸件
|
ASTM锻件
|
对应中国牌号
|
适用温度范围°C
|
适用介质
|
碳钢
|
A216 WCB
|
A105
|
20
|
-29~427
|
水、液化气体、蒸汽、油品、天然气
|
低温碳钢
|
A352 LCB
|
A350 LF2
|
16Mn
|
-46~343
|
低温介质
|
A352 LCC
|
A350 LF2
|
16Mn
|
-46~343
|
低温介质
|
高温合金钢
|
A217 WC1
|
A182 F1
|
|
-29~468
|
高温介质
|
A217 WC6
|
A182 F11
|
15CrMo
|
-29~593
|
高温介质
|
A217 WC9
|
A182 F22
|
10Cr2Mo1
|
-29~593
|
高温介质
|
A217 C5
|
A182 F5
|
1Cr5Mo
|
-29~593
|
腐蚀性高温介质
|
A217 C12
|
A182 F9
|
|
-29~593
|
高硫氧化性介质
|
马氏体不锈钢
|
A217 CA15
|
A182 F6a
|
1Cr13
|
-29~371
|
450°C以上强度比304低
|
奥氏体不锈钢(C≤0.08)
|
A351 CF8
|
A182 F304
|
0Cr18Ni9
|
-196~537
|
腐蚀性介质
|
A351 CF8M
|
A182 F316
|
0Cr18Ni12Mo2Ti
|
-196~537
|
腐蚀性介质
|
超低碳奥氏体不锈钢(C≤0.03)
|
A351 CF3
|
A182 F304L
|
00Cr18Ni10
|
-196~427
|
腐蚀性介质
|
A351 CF3M
|
A182 F316L
|
00Cr18Ni14Mo2
|
-196~454
|
腐蚀性介质
|
特殊合金
|
A351 CN7M
|
UNS N08020
(ALLOY 20)
|
|
-29~149
|
氧化性介质和各种浓度的硫酸
|
蒙乃尔合金M-30C
|
UNS N04400
MONEL 400
|
|
-29~482
|
氢氟酸,海水
|
哈氏合金H.B H.C
|
|
|
|
H.B耐盐酸,稀硫酸,磷酸、甲酸,醋酸
H.C耐硝酸,硝酸和硫酸的混酸
|
INCONEL合金
|
|
|
|
热碱液和碱性硫化物
|
二、阀门内件材料
1.阀门内件(Trim):阀瓣密封面、阀座密封面、阀杆(销轴)、上密封座及与介质接触的小零件。
常用内件材料列表
内件号
|
阀瓣密封面
|
阀座密封面
|
阀杆
|
上密封座
|
1
|
ER410
|
ER410
|
1Cr13
|
2Cr13
|
8
|
ER410
|
EDCoCr-A
|
1Cr13
|
2Cr13
|
5
|
EDCoCr-A
|
EDCoCr-A
|
1Cr13
|
2Cr13
|
2
|
304
|
304
|
F304
|
F304
|
15
|
EDCoCr-A
|
EDCoCr-A
|
F304
|
F304
|
10
|
316
|
316
|
F316
|
F316
|
12
|
316
|
EDCoCr-A
|
F316
|
F316
|
16
|
EDCoCr-A
|
EDCoCr-A
|
F316
|
F316
|
9
|
MONEL
|
MONEL
|
MONEL K500
|
MONEL 400
|
20
|
HSCuZn-3
|
HSCuZn-3
|
HPb59-1
|
HPb59-1
|
2.阀门常用内件材料及使用温度
内件材料
|
使用温度°C
|
内件材料
|
使用温度
|
304、316
|
-268~316
|
17-4PH
|
-40~427
|
青铜
|
-273~232
|
钴基合金(STELLITE 6)
|
-273~816
|
因科镍合金(INCONEL)
|
-240~649
|
化学镀镍(ENP)
|
-268~427
|
蒙乃尔合金MONEL
|
-240~-482
|
镀铬
|
-273~316
|
哈氏合金H.B
|
-198~371
|
丁晴橡胶(NBR)
|
-40~93
|
哈氏合金H.C
|
-198~538
|
氟橡胶(VITON )
|
-23~204
|
钛合金
|
-29~316
|
聚四氟乙烯(PTFE)
|
-268~232
|
镍基合金
|
-198~316
|
尼龙(NYLON)
|
-73~93
|
20号合金(ALLOY 20)
|
-46~316
|
聚乙烯
|
-73~93
|
416型不锈钢40RC
|
-29~427
|
氯丁橡胶
|
-40~82
|
440型不锈钢60RC
|
-29~427
|
|
|
3.阀门常用密封面材料及适用介质
密封面材料
|
使用温度°C
|
硬度(HRC)
|
适用介质
|
青铜
|
-273~232
|
|
水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽
|
304、316、304L、316L
|
-268~316
|
14
|
蒸汽、水、油品、气体、液化气体、轻微腐蚀且无冲蚀的介质
|
17-4PH
|
-40~400
|
40~45
|
轻微腐蚀且有冲蚀的介质
|
CR13
|
-101~400
|
37~42
|
轻微腐蚀且有冲蚀的介质
|
钴基合金(STELLITE 6)
|
-268~650
|
40~45常温
38(600°C
|
具有冲蚀和腐蚀性介质
|
蒙乃尔合金 K
S
|
-240~482
|
27~35
30~38
|
碱、盐、食品、不含空气的酸溶剂
|
哈氏合金H.B
H.C
|
371
538
|
14
23
|
腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿盐酸气、无氯酸溶液、强氧化性介质
|
20号合金
|
-45.6~316
-253~427
|
|
氧化性介质和各种浓度的硫酸
|
三、螺栓、螺母材料
常用螺栓螺母材料
ASTM螺栓/螺母材料
|
适用的主体材料
|
A193 B7/A194 2H
|
WCB
|
A193 B7M/A194 2HM
|
NACE阀门 WCB
|
A193 B8/A194 8
|
不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
|
A193 B8M/A194 8M
|
不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
|
A320 L7/A194 4
|
低温阀门 LCB LCC
|
A320 L7M/A194 7M
|
低温阀门 LCB LCC
|
A193 B16/A194 4
|
高温阀门 WC6 WC9 C5 C12
|
A193 B8A CLASS 1A/A194 8A
|
NACE阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
|
A193 B8MA CLASS 1A/A194 8MA
|
NACE阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
|
四、阀门密封件
1.填料
阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料
石墨填料可分为编织填料和成型填料
成型石墨圈 -250~650°C
夹不锈钢丝编织柔性石墨 -250~650°C
四氟乙烯浸石墨 -200~280°C
低泄漏石墨组合填料 -250~650°C
PTFE -200~200°C
2.中腔垫片
PTFE板
石墨板
强力石墨垫
含石墨不锈钢缠绕垫
含PTFE不锈钢缠绕垫
RTJ金属垫
压力密封金属密封环
3.O形圈
NBR -30~121°C
EPDM -45~120°C
VITON A -30~204°C
VITON B -30~204°C
VITON AED(anti explosion decompression) -30~204°C 高压,小分子如:CO2
HNBR(HSN) -30~180°C
4.软密封阀座
PTFE -200~200°C
PCTFE -250~150°C
NYLON 1010 ~120°C
NYLON PA12 -50~120°C
DEVLON V -100~150°C
PEEK -100~260°C
对位聚苯(聚苯撑)(Polyphenylene) ~400°C(扬中市扬子塑料厂)
5.软密封材料使用介质及温度
|
NBR
|
CR
|
NR
|
EPDM
|
CSM HYPALON
|
HNBR
|
FKM
|
PTFE
|
|
Air or oxygen空气或氧气
|
2
|
1
|
3
|
1
|
2
|
1
|
1
|
1
|
|
Water up to 80°C
|
1
|
2
|
2
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
Water above 80°C
|
3
|
3
|
4
|
1
|
3
|
1
|
3
|
1
|
|
Dilute acids稀酸
|
3
|
3
|
3
|
2
|
4
|
1
|
1
|
1
|
|
Dilute alkalis稀碱
|
2
|
2
|
2
|
1
|
1
|
2
|
2
|
1
|
|
Lower alcohols低浓度酒精
|
1
|
1
|
2
|
1
|
1
|
1
|
4
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Aldehydes乙醛
|
3
|
3
|
3
|
1
|
3
|
2
|
4
|
1
|
|
Amines胺
|
4
|
2
|
2
|
2
|
4
|
1
|
4
|
1
|
|
Chlorinated solvents氯化物溶剂
|
3
|
4
|
4
|
4
|
4
|
2
|
1
|
1
|
|
Ethers乙醚
|
4
|
4
|
4
|
3
|
4
|
4
|
3
|
1
|
|
Ketones酮
|
4
|
4
|
4
|
1
|
4
|
4
|
4
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hydrocarbons-aliphatic脂肪烃
|
1
|
2
|
4
|
4
|
2
|
1
|
1
|
1
|
|
Hydrocarbons-aromatic芳香烃
|
3
|
4
|
4
|
4
|
4
|
3
|
1
|
1
|
|
Leaded petrol (gasoline)含铅汽油
|
2
|
3
|
4
|
4
|
4
|
2
|
1
|
1
|
|
Kerosene煤油
|
1
|
2
|
4
|
4
|
4
|
1
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Animals oils and fats动物油
|
1
|
2
|
4
|
2
|
3
|
1
|
1
|
1
|
|
Fuel oils and diesel oils燃料油
|
2
|
3
|
4
|
4
|
3
|
2
|
1
|
1
|
|
Lubricating oils-mineral矿物润滑油
|
1
|
2
|
4
|
4
|
4
|
1
|
1
|
1
|
|
Lubricating oils-synthetic合成润滑油
|
2
|
3
|
4
|
4
|
4
|
1
|
2
|
1
|
|
Silicone oils and grease硅脂
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
Vegetable oils植物油
|
1
|
3
|
4
|
3
|
2
|
1
|
1
|
1
|
|
Hydraulic fluids-mineral based矿物基水性流体
|
1
|
3
|
4
|
4
|
2
|
1
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Chlorinated 氯化物
|
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
4
|
2
|
1
|
|
Oil in water emulsions水乳液油
|
3
|
4
|
4
|
4
|
4
|
2
|
1
|
1
|
|
Water in oil emulsions油乳水液
|
3
|
4
|
4
|
4
|
3
|
2
|
1
|
1
|
|
Water-glycol based乙二醇水液
|
1
|
3
|
3
|
1
|
1
|
2
|
2
|
1
|
|
Phosphate esters-aliphatic磷酸脂
|
4
|
4
|
4
|
1
|
4
|
1
|
3
|
1
|
|
Phosphate esters-aromatic芳香磷酸脂
|
4
|
4
|
4
|
2
|
4
|
4
|
1
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
最低温度(°C)
|
-30a
|
-40
|
-50
|
-45
|
-30
|
-30 a
|
-15
|
-200
|
|
最高持续温度(°C)
|
120
|
120
|
100
|
120
|
120
|
180
|
200
|
250
|
|
最高瞬时温度(°C)
|
150
|
150
|
120
|
150
|
150
|
200
|
230
|
|
|
硬度(IRHD)
|
40-90
|
40-90
|
40-85
|
50-90
|
65-80
|
50-90
|
50-98
|
|
|
五、蝶阀材料及允许压力
1.灰铸铁(ASTM A216-B)
125LB 2~12”法兰允许工作压力200psi(1.4Mpa)最高不超过1.6Mpa;
14~48” 法兰允许工作压力150psi(1.0Mpa);
PTFE阀座允许工作压力125psi(0.86Mpa)
2.球墨铸铁
150LB 法兰最高许用压力250psi
六、NACE阀门材料
常用主体材料:碳钢、不锈钢
常用内件材料:CR13、304、316
材料硬度≤22HRC
对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC
17-4PH固溶淬火,二次时效≤33HRC
焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC
焊条含镍<0.1%
A105硬度≤187HB
七、低温-46°C用材料
主体材料:LCB、LCC、LF2
内件材料:304、316 (F6a不常用,低于-29°C应做冲击试验)
八、低温-196°C用材料
主体材料:CF8、CF8M、304、316
内件材料:304、316
密封面:双面钴基防止擦伤
九、高温阀用材料
主体材料:WC6、WC9、C5、C12
内件材料:1Cr13(在454°C以上的许用应力不如F304、F316)、ASTM A638 660(0Cr15Ni25Ti2MoAlVB)、20Cr1Mo1V1A
常用密封面材料:双面钴基防止擦伤
十、不锈钢材料性能对比
材料
|
性能对比
|
316/316L
|
含Mo提高了耐氯化物和卤化物腐蚀性,它提供了优秀的高温拉伸、蠕变、应力断裂强度。
比304更耐大气和中等环境腐蚀,耐1~5%稀硫酸到48°C,对某些氧化性酸316的耐腐蚀性不如304。
当温度在427~817°C之间时易于碳化物沉淀,因而在焊接条件下易于晶间腐蚀,在焊后退火将恢复316原有的耐腐蚀性能。
316L的一般耐腐蚀性能和其他性能和316非常相似,但它在焊接条件或短期427~817°C下免于晶间腐蚀,推荐在焊接情况下碳化物不可避免析出,焊后不必退火。长期暴露于上述温度范围可以使材料变脆使它易于晶间腐蚀。
最大持续服务温度899°C,间歇温度817°C。
抗氯化物应力腐蚀。
在退火状态下不硬化、非磁性,在冷作硬化下轻微磁性。
更好的耐氯化物腐蚀。
应用范围:核能、化工、橡胶、塑料、造纸、制药、纺织;热交换器、冷凝器、蒸化器。
|
347/347H
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含Cb,推荐用于不能足够退火的焊接,也可用于短暂温度冲击从427~871°C,由于Cb的添加产生了稳定化的不锈钢消除了碳化物的沉淀造成的晶间腐蚀。
比321具有更高的耐腐蚀性,减少形成持续网状晶界的碳化铬的趋势,比304/304L有更好的高温性能,通常可用于短暂加热到817°C,可持续在899°C下使用。
347H含有更高的碳(0.04~0.10%)具有更好的高温蠕变性能,改善的耐晶间腐蚀性能。
用于高温化学工艺热交换管,炼油,高温蒸汽。
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321/321H
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是304的含Ti改进型,在热的碳化沉淀物晶间腐蚀不起作用,Ti的添加消除了晶界碳化铬的形成。比304/304L有更好的高温性能,通常可用于短暂加热到817°C,可持续在899°C下使用。易于被氯离子应力腐蚀。
优秀的现场焊接性能,321H有更高的碳(0.04~0.10%)具有更好的高温蠕变性能。
用于高温化学工艺热交换管,炼油,高温蒸汽。
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