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三精閥門(mén)公司解說(shuō)閥門(mén)的材質(zhì)用途和使用要求

1、鑄鐵

灰鑄鐵：如HT200、HT250等，適用于公稱(chēng)壓力不大于PN16，工作溫度在-10~100℃之間的油類(lèi)、一般性能的液體介質(zhì)（水、蒸汽、石油產(chǎn)品等）；公稱(chēng)壓力不大于PN10，工作溫度在-10~200℃之間的蒸汽、一般性質(zhì)氣體、煤氣、氨氣等介質(zhì)（氨、醇、醛、醚、酮、酯等腐蝕性較低的介質(zhì)）。它不適用于鹽酸、硝酸等介質(zhì)。但能用于濃硫酸中，這是因?yàn)闈饬蛩崮軐?duì)其金屬表面產(chǎn)生一層鈍化膜，以阻止?jié)饬蛩釋?duì)鑄鐵的腐蝕。

可鍛鑄鐵：如KTH350-10、KTH450-06等，適用于公稱(chēng)壓力不大于PN25，工作溫度在-10~300℃之間的蒸汽、一般性質(zhì)氣體和液體、油類(lèi)等介質(zhì)。其耐蝕性能與灰鑄鐵相似。

球墨鑄鐵：如QT400-15、QT450-10等，適用于公稱(chēng)壓力不大于PN25工作溫度在-10~300℃之間的蒸汽、一般性質(zhì)氣體及油類(lèi)等介質(zhì)。其耐腐蝕性較強(qiáng)，能在一定濃度的硫酸、硝酸、酸性鹽中工作。但不耐氟酸、強(qiáng)堿、鹽酸和三氯化鐵熱溶液的腐蝕。使用時(shí)要避免驟冷、驟熱，否則會(huì)破裂。

鎳鑄鐵：耐堿性能比輝鑄鐵、球墨鑄鐵閥門(mén)強(qiáng)；用于稀硫酸、稀鹽酸和苛性堿中，鎳鑄鐵是一種理想的閥用材料。

2、碳素鋼

碳素鋼有WCA、WCB和WCC等，適用與工作溫度在-29~425℃之間的蒸汽、非腐蝕性氣體、石油及相關(guān)制品等介質(zhì)。

3、不銹鋼

①、304系列不銹鋼一般適用于工作溫度在-196~650℃之間的蒸汽、非腐蝕性氣體、石油及相關(guān)制品等介質(zhì)；工作溫度在-30~200℃之間的腐蝕性介質(zhì)。其耐大氣性?xún)?yōu)良，能耐硝酸和其他氧化性介質(zhì)，也能耐堿、水、鹽、有機(jī)酸及其他有機(jī)化合物的腐蝕。但不耐硫酸、鹽酸等非氧化性酸的腐蝕，也不耐不干燥的氯化氫、氧化性的氯化物和草酸、乳酸等有機(jī)酸。

②、在304的基礎(chǔ)上增含2%~3%鉬的316系列不銹鋼，其耐蝕性能比304系列不銹鋼更為優(yōu)越，它在非氧化性酸和熱的有機(jī)酸、氯化物中的耐蝕性能比鉻鎳不銹鋼好，抗孔蝕性也好。

③、含鈦或鈮的321、347系列不銹鋼對(duì)晶間腐蝕有較強(qiáng)的抵抗力。

④、含高鉻、高鎳的904L系列不銹鋼，其耐蝕性能比普通不銹鋼更高，可用于處理硫酸、磷酸、混酸、亞硫酸、有機(jī)酸、堿、鹽溶液、硫化氫等，甚至可用于某些濃度下的高溫場(chǎng)合。但不耐濃或熱的鹽酸及濕的氟、氯、溴、碘、王水等的腐蝕。

4、銅合金

銅合金主要適用于公稱(chēng)壓力不大于PN25，工作溫度在-40~180℃之間氧氣、海水管路用的閥門(mén)中，其對(duì)水、海水、多種鹽溶液、有機(jī)物有良好的耐蝕性能。對(duì)不含有氧或氧化劑的硫酸、磷酸、醋酸、稀鹽酸等有較好的耐蝕性，同時(shí)對(duì)堿有很好的抗力。但不耐硝酸、濃硫酸等氧化性酸的腐蝕，也不耐熔融金屬、硫和硫化物的腐蝕。切忌與氨接觸，它能使銅及銅合金產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。選用時(shí)應(yīng)該注意，銅合金的牌號(hào)不同，其耐腐蝕性有一定的差異。

5、鋁合金

鋁合金對(duì)強(qiáng)氧化性的濃硝酸的耐蝕性好，能耐有機(jī)酸和溶劑。但在還原性介質(zhì)、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中不耐蝕。鋁的純度越高，耐蝕性越好，但強(qiáng)度較低，只能用作壓力很低的閥門(mén)或閥門(mén)襯里。

6、鈦合金

鈦合金主要適用于公稱(chēng)壓力不大于PN25，工作溫度在-30~316℃之間的海水、氯化物、氧化性酸、有機(jī)酸、堿類(lèi)等介質(zhì)。鈦是活性金屬，在常溫下能生成耐蝕性很好的氧化膜。它能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、濕氯、氧化性酸、有機(jī)酸、堿等的腐蝕。但它不耐較純的還原性酸，如硫酸、鹽酸的腐蝕，卻耐含有氧化劑的硝酸腐蝕。鈦合金閥門(mén)對(duì)孔蝕有良好的抗力，但在紅發(fā)煙硝酸、氯化物、甲醇等介質(zhì)中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。

7、鋯合金

鋯也屬于活性金屬，它能生成緊密的氧化膜，它對(duì)硝酸、鉻酸、堿液、熔堿、鹽液、尿素、海水等有良好的耐蝕性能，但不耐氫氟酸、濃硫酸、王水的腐蝕，也不耐濕氯和氧化性金屬氯化物的腐蝕。

8、陶瓷

陶瓷以二氧化硅為主熔化燒結(jié)制成的，如氧化鋯、氧化鋁、氧化硅等，除有極高的耐蘑、耐溫、隔熱性能外，還具有很高的耐蝕能力，除不耐氧氟酸、氟硅酸和強(qiáng)堿外，能耐熱濃硝酸、鹽酸、王水、鹽溶液和有機(jī)溶劑等介質(zhì)，陶瓷閥門(mén)一般適用于公稱(chēng)壓力不大于PN6的管路中。這類(lèi)閥門(mén)如使用了其他材料，選用時(shí)，應(yīng)該考慮其他材料的耐蝕性能。

9、玻璃鋼

玻璃鋼的耐蝕性能隨著它的膠粘劑而異。環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼能在鹽酸、磷酸、稀硫酸和一些有機(jī)酸中使用；酚醛玻璃鋼的耐蝕性能較好；呋喃玻璃鋼有較好的耐堿、耐酸以及綜合性耐蝕性能，其一般適用于公稱(chēng)壓力不大于PN16的管路中。

10、塑料

塑料閥門(mén)的最大特點(diǎn)是耐蝕性強(qiáng)，甚至有金屬材料閥門(mén)所不能具備的優(yōu)點(diǎn)。一般適用于公稱(chēng)壓力不大于PN6大管路中，隨著塑料種類(lèi)的不同，其耐蝕性差異較大。

① 尼龍，又稱(chēng)聚酰氨，它是熱塑性塑料，有良好的耐蝕性。能耐稀酸、鹽、堿的腐蝕，對(duì)烴、酮、醚、酯、油類(lèi)有良好的耐蝕性。但不耐強(qiáng)酸、氧化性酸、酚和甲酸的腐蝕。

② 聚氫乙烯：是熱塑性塑料，有優(yōu)良的耐蝕性能。能耐酸、堿、鹽、有機(jī)物。不耐濃硝酸、發(fā)煙硫酸、酸酐、酮類(lèi)、鹵代類(lèi)、芳烴等的腐蝕。

③ 聚乙烯：有優(yōu)良的耐蝕性能，它對(duì)鹽酸、稀硫酸、氫氟酸等非氧化性酸以及稀硝酸、堿、鹽溶液和在常溫下的有機(jī)溶劑都有良好的耐蝕性。但不耐濃硝酸、濃硫酸和其他強(qiáng)氧化劑的腐蝕。

④ 聚丙烯：是熱塑性塑料，其耐蝕性與聚乙烯相似，稍?xún)?yōu)于聚乙烯。它能耐大多數(shù)有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、堿、鹽，但對(duì)濃硝酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸等強(qiáng)氧化性酸的耐蝕能力差。

⑤ 酚醛塑料：能耐鹽酸、稀硫酸、磷酸等非氧化性酸、鹽類(lèi)溶液的腐蝕。但不耐硝酸、鉻酸等強(qiáng)氧化酸、堿和一些有機(jī)溶劑的腐蝕。

⑥ 氧化聚醚，又稱(chēng)聚氯醚，是線型、高結(jié)晶度的熱塑性塑料。它具有優(yōu)良的耐蝕性能，僅次于氟塑料。它能耐濃硫酸、濃硝酸外的各種酸、堿、鹽和大多數(shù)有機(jī)溶劑的腐蝕，但不耐液氯、氟、溴的腐蝕。

⑦ 聚三氟氯乙烯：與其他氟塑料一樣，具有優(yōu)異的耐蝕性能和其他性能，耐蝕性能稍低于聚四氟乙烯。它對(duì)有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸、堿、鹽、多種有機(jī)溶劑等有良好的耐蝕性能。在高溫下含有鹵素和氧的某些溶劑，能使其溶脹。它不耐高溫的氟、氟化物、熔堿、濃硝酸、芳烴、發(fā)煙硝酸、熔融堿金屬等。

⑧ 聚四氟乙烯：具有非常優(yōu)良的耐蝕性能，它除了熔融金屬鋰、鉀、鈉、三氟化氯、高溫下的三氟化氧、高流速的液氟外，幾乎能耐所有化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，缺點(diǎn)是其具有冷流性。

11、襯里

由于塑料強(qiáng)度低，很多閥門(mén)采用金屬材料作外殼，用塑料、橡膠等作襯里。襯里閥門(mén)一般適用于公稱(chēng)壓力不大于PN16的管路中，隨著襯里材料的不同，其耐溫、耐蝕性也不相同。

① 塑料襯里：塑料襯里的耐蝕性與上述塑料中的相應(yīng)材料相同。但選用時(shí)，應(yīng)該考慮塑料襯里閥門(mén)中使用的其他材料的耐蝕性能。

② 橡膠襯里：橡膠較軟，因此很多閥門(mén)采用橡膠作襯里，以提高閥門(mén)的耐蝕性能和密封性能。隨橡膠種類(lèi)的不同，其耐蝕性差異較大。經(jīng)過(guò)硫化的天然橡膠能耐非氧化性酸、堿、鹽的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化劑，如硝酸、鉻酸、濃硫酸的腐蝕，也不耐石油產(chǎn)品和某些有機(jī)溶劑的腐蝕，因此，天然橡膠被合成橡膠逐漸代替。合成橡膠中的丁晴橡膠耐油性能好，但不耐氧化性酸、芳烴、酯、酮、醚等強(qiáng)溶劑的腐蝕；氟橡膠耐蝕性能優(yōu)異，能耐各類(lèi)酸、堿、鹽、石油產(chǎn)品、烴類(lèi)等，但耐溶劑性不及氟塑料；聚醚橡膠可用于水、油、氨、堿等介質(zhì)。

③ 鉛襯里：鉛屬活性金屬，但因材質(zhì)軟，常用作特殊閥門(mén)的襯里。鉛的腐蝕產(chǎn)物膜是很強(qiáng)的保護(hù)層，它是耐硫酸的有名材料，在磷酸、鉻酸、碳酸及中性溶液、海水等介質(zhì)中具有較高的耐蝕性能，但不耐堿、鹽酸的腐蝕，也不適于在它們的腐蝕產(chǎn)物中工作。

閥門(mén)材料選用

⑴閥體材料選用

對(duì)于鋼和鎳合金閥體和閥蓋材料的選擇在ASME B16.34表1中已經(jīng)列出。這個(gè)表被分為三組：第1組是黑色金屬材料；第2組是奧氏體不銹鋼材料；第3組是與特殊的壓力-溫度等級(jí)表相關(guān)的鎳合金材料。在ASME B16.1（鑄鐵）、ASME B16.24（銅合金）、ASME B16.42（球墨鑄鐵）中含有其他材料。

對(duì)于表中涉及溫度和熱處理范圍的注釋?zhuān)�需要給予特別關(guān)注。通過(guò)查閱這些溫度-壓力表，壓力-溫度額定值為選擇合理的滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度需求提供了證據(jù)。此外材料對(duì)許多存在于過(guò)程流體流動(dòng)工況中材料性能下降機(jī)理，也應(yīng)該給予考慮，例如受到腐蝕、應(yīng)力開(kāi)裂、低溫和高溫、含氫工況影響等。

⑵閥門(mén)內(nèi)件選用

① 通則 閥門(mén)內(nèi)件材料的選用不只是閥座密封面材料，在API600和API602包含的內(nèi)件表中對(duì)其有與過(guò)程流體接觸的部件。如果沒(méi)有定義特殊的要求，那么API標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)件材料的耐蝕性必須至少與閥體材料的耐蝕性相同。

② 閘閥 對(duì)于閘閥，其內(nèi)件為關(guān)閉件和閥座密封面以及閥桿和上密封座。正如API標(biāo)準(zhǔn)中所指出的，一個(gè)避免閥座磨損的關(guān)鍵因素是為與其相配合的一對(duì)密封面提供一個(gè)不同的硬度，除非兩個(gè)密封面都是硬面。在參考標(biāo)準(zhǔn)中提供了內(nèi)件表。某些合理內(nèi)件是在一個(gè)或兩個(gè)表面進(jìn)行耐磨堆焊，以更好的確保密封面長(zhǎng)期具有耐磨損性能、耐蝕性能和耐磨性能。

③ 其他閥門(mén)內(nèi)件 對(duì)于止回閥，其內(nèi)件被定義為關(guān)閉件和閥座密封面。在參考標(biāo)準(zhǔn)中提供了內(nèi)件表。某些合理的內(nèi)件是在一個(gè)或兩個(gè)表面進(jìn)行耐磨堆焊，從而更好的確保閥座在長(zhǎng)期磨損、腐蝕和腐蝕性工況使用中不會(huì)失效。對(duì)于球閥，其關(guān)閉件被定義為閥門(mén)的內(nèi)部金屬件，例如球體、閥桿和金屬閥座或閥座支撐圈。這些件都可以具有與殼體相同的名義化學(xué)成分，以及具有與課題材料相似的力學(xué)性能和耐蝕性能。對(duì)于蝶閥，所有與過(guò)程流體接觸的材料都應(yīng)遵循制造商的標(biāo)準(zhǔn)，除另有規(guī)定外。蝶閥內(nèi)件被定義為閥體閥座密封面、 蝶板、蝶板與軸連接件（例如鍵、銷(xiāo)、螺釘?shù)龋┖腿�部與過(guò)程流體接觸的內(nèi)部緊固件。軸和軸套的材料與內(nèi)件材料的腐蝕性能相似。對(duì)于旋塞閥，要求旋塞和閥桿材料的耐蝕性至少與閥體材料相同。對(duì)于截止閥，其內(nèi)件見(jiàn)API602中定義。

⑶閥座密封面——軟閥座

球閥和蝶閥經(jīng)常使用彈性的、非金屬的閥座來(lái)提供密封。API608和API609中包含帶有壓力-溫度額定值規(guī)定的PTFE和增強(qiáng)型PTFE材料。其他軟閥座材料的壓力-溫度額定值，經(jīng)購(gòu)買(mǎi)者和制造商商定。PTFE閥座的使用溫度范圍往往是177~225℃。對(duì)于一些用于液體工況中的軟閥座球閥，應(yīng)該考慮中腔泄壓要求。

⑷閥桿密封——逸散性排放

通常用于工藝管道中的閥桿填料是一種柔性石墨。新閥門(mén)填料典型設(shè)計(jì)方法是：放置幾個(gè)壓制成形的幾道填料環(huán)，填料環(huán)上面放置一個(gè)編織材料環(huán)以及在堆疊填料的底部放置一個(gè)編織材料環(huán)。這種編制材料“擦拭環(huán)”有助于防止壓制填料環(huán)被擠出填料函。與先前使用的石棉材料相比，目前閥門(mén)填料技術(shù)有效的阻止了輕烴泄漏（逸散性排放）。影響柔性石墨填料材料性能的關(guān)鍵因素有：碳的百分含量、填料密度和耐蝕/氧化劑。為提高閥桿填料性能，MSS SP-120中對(duì)用于升降閥桿閥門(mén)的柔性石墨填料系統(tǒng)進(jìn)行了很好的討論。API622的填料應(yīng)予以考慮。

雖然石墨材料在溫度高于343℃時(shí)易氧化，但是其已經(jīng)被成功的用于使用溫度大于等于538℃的閥門(mén)中。

動(dòng)加載和超時(shí)工況中的填料，由于“填料壓實(shí)”可能會(huì)導(dǎo)致其密封性能降低。這使壓蓋載菏減小，導(dǎo)致填料泄漏。這種“動(dòng)加載”的過(guò)程可能是合理的選擇，包含由蝶形彈簧加載的填料壓蓋，從而提供了一種維持填料壓蓋載菏的方法以幫助延長(zhǎng)填料有效使用時(shí)間。

某些1/4旋轉(zhuǎn)閥門(mén)的閥桿可能會(huì)用彈性O(shè)型圈密封。這些密封圈的使用溫度范圍可能會(huì)低于PT-PE。

波紋管密封閥門(mén)已經(jīng)被用于蒸汽和某重有危險(xiǎn)/有毒的工況中，從而減少潛在的填料泄漏。在API602中閥門(mén)的公稱(chēng)尺寸為NPS1/2~2。API602除傳統(tǒng)填料外還包括波紋管閥桿密封的設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)細(xì)節(jié)。

⑸閥蓋墊片

API600提供了幾種閥蓋墊片的選擇類(lèi)型：金屬環(huán)型墊、金屬包復(fù)墊片、柔性石墨復(fù)合金屬齒形墊片（僅僅適用于150磅級(jí)），環(huán)連接，纏繞式（大于等于300磅級(jí)）和增強(qiáng)型柔性石墨墊片其僅僅適用于150磅級(jí)（買(mǎi)方批準(zhǔn)時(shí)）。這種閥蓋墊片在-29~538℃溫度中使用時(shí)是合理的。

API602要求閥蓋法蘭墊片類(lèi)型為填充柔性石墨的纏繞式墊片，另有規(guī)定除外。設(shè)計(jì)要求防止墊片的過(guò)度壓縮。

API603閥蓋墊片設(shè)計(jì)與API600相似。帶有壓縮限制和柔性石墨填料纏繞式墊片（壓力等級(jí)≥300磅級(jí)）是被允許的。API603沒(méi)有定義一個(gè)更高的溫度要求。

本文章由三精閥門(mén)有限公司技術(shù)部編輯weiqizhi.cn歡迎轉(zhuǎn)載。