當閥門的壓力、溫度、等級和流體特性確定后,就應選擇合適的材質。閥門的不同部位:閥體、壓蓋,閥瓣、閥座等,可能是由幾種不同材質制造的,按照技術經濟的最優效果,確定閥門的殼體及內部零件的材料(鑄鐵、鑄鋼、鍛造閥門、合金鋼、不銹鋼等)。
對于小口徑(DN≤40)一般選用鍛件,大口徑(DN>40)一般選用鑄件。鍛件閥體的端法(fa)蘭,應該優先選擇整體鍛制閥體,如果法蘭是焊接在閥體上,則對焊縫應該進行100%射線檢驗。對焊和承插焊碳鋼閥體的含碳量應不大于0.25%,并且碳當量應不大于0.45%。
鑄鐵閥體最高允許200℃;鋼閥體可以到425℃,超過425℃就要考慮使用合金閥;超過550℃ 就應選用耐高溫的Cr-Ni不銹鋼。當流體腐蝕性強,普通奧氏體不銹鋼不能使用時,應考慮采用一些特種材料,如904L不銹鋼、雙相鋼(如S31803等)、蒙乃爾(er)合金、塑料等制作,也可采用防腐材料襯里等。
①. 鑄鐵(tie)
灰鑄(zhu)(zhu)鐵(A126-B)一般(ban)使用在低壓閥門上,不推(tui)薦在工藝管道上使用。球墨鑄(zhu)(zhu)鐵(A395)的性(xing)能(強度和韌(ren)性(xing))要比灰鑄(zhu)(zhu)鐵好。
②. 碳鋼
在閥門(men)制造中最常(chang)見的(de)碳(tan)(tan)鋼(gang)材料有(you)A216-WCB(鑄件(jian))和A105(鍛件(jian))。應(ying)特別注意碳(tan)(tan)鋼(gang)長時間在400℃以上工作,會(hui)影響到(dao)閥門(men)的(de)壽命。對于低(di)溫工況的(de)閥門(men),常(chang)用的(de)有(you)A352-LCB(鑄件(jian))和A350-LF2(鍛件(jian))。
③. 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)
奧氏體不銹鋼材(cai)料通(tong)常應用在(zai)具有(you)腐蝕性工況(kuang)或超低(di)溫工況(kuang)。其(qi)中常用的鑄件有(you)A351-CF8、A351-CFBM、A351-CF3和A351-CF3M。常用的鍛件有(you)A182-F304、A182-F316、A182-F304L和A182-F316L。
④. 合金鋼材料
對于(yu)(yu)低溫(wen)工況(kuang)的(de)閥門(men),常(chang)用的(de)有A352-LC3(鑄(zhu)(zhu)件),A350-LF3(鍛(duan)件)。對于(yu)(yu)高溫(wen)工況(kuang)的(de)閥門(men),常(chang)用的(de)有A217-WC6(鑄(zhu)(zhu)件),A182-F11(鍛(duan)件)和A217-WC9(鑄(zhu)(zhu)件),A182-F22(鍛(duan)件)。由于(yu)(yu)WC9、F22屬于(yu)(yu)2-1/4Cr-1Mo系(xi)(xi)列,相比屬于(yu)(yu)1-1/4Cr-1/2Mo系(xi)(xi)列的(de)WC6、F11含(han)有更高的(de)Cr、Mo,所以(yi)具(ju)有更好的(de)抗高溫(wen)蠕變性能。
閥(fa)(fa)門(men)材(cai)質的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)主要包括:閥(fa)(fa)體和閥(fa)(fa)蓋材(cai)料的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)門(men)密(mi)封面(閥(fa)(fa)座和關閉件相互(hu)接觸形成密(mi)封的(de)(de)(de)部分)材(cai)料的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)桿用(yong)(yong)(yong)(yong)填(tian)料密(mi)封材(cai)料的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)桿用(yong)(yong)(yong)(yong)低泄漏填(tian)料材(cai)料的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)、閥(fa)(fa)門(men)中法蘭用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)螺栓和螺母緊固件材(cai)料的(de)(de)(de)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)。
①. 閥體(ti)和閥蓋
閥體和閥蓋(gai)是閥門的主要承壓件,不同工況條件下閥體和閥蓋等承壓件材料選用是否合理,將直接影響閥門使用的安全可靠性和使用壽命,是閥門質量的關鍵因素之一。閥體材質的選擇首先取決于流體對閥體材質的腐蝕性大小;其次應考慮流體的設計溫度。國內外閥門常用的承壓件材料按工況條件主要分為五大類:鑄鐵、碳素鋼、低溫鋼、高溫鋼、不銹鋼;按材料的成型工藝主要也分為五大類:鑄件、鍛件、鍛焊件、板焊件、管件。
②. 閥門密封面
閥門(men)密封面應耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕、耐擦傷,有足夠的擠壓強度,在高溫下有足夠的抗氧化性和熱疲勞性,密封面與閥體的熱膨脹系數相近,具有良好的加工性能和焊接性能,且應在價格和材料性能之間綜合考慮。閥門的密封面分為金屬密封面、軟密封面和密封劑密封三種。
API 600列入了鋼制(zhi)閘閥密(mi)封(feng)面(mian)(mian)材料(liao)的(de)(de)(de)18種不同(tong)組合(he)及最低的(de)(de)(de)硬度要求。選用時(shi),應根(gen)據(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)性能綜(zong)合(he)考(kao)慮(lv)。目前國內最常(chang)用的(de)(de)(de)內件號(hao)(hao)是1,2,5,8,10。API 600列入的(de)(de)(de)內件號(hao)(hao)除(chu)用于(yu)API 600閘閥外,還(huan)經常(chang)用于(yu)其他各種金屬(shu)閥門,作為(wei)閥門金屬(shu)密(mi)封(feng)面(mian)(mian)材料(liao)組合(he)的(de)(de)(de)代號(hao)(hao)。
軟密封面最常用的材料是橡膠和聚(ju)四氟乙烯。
③. 閥(fa)桿與閥(fa)芯材質的選(xuan)擇
閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)與閥(fa)(fa)(fa)芯在閥(fa)(fa)(fa)門開啟和(he)關閉過程中,除承受拉力、摩擦、壓力和(he)扭矩(ju)的(de)作用(yong)外(wai),還與流體直接接觸。因此,對(dui)閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)和(he)閥(fa)(fa)(fa)芯除要求具(ju)(ju)(ju)有一定的(de)機械性能(neng)(neng)外(wai),還要具(ju)(ju)(ju)有良好(hao)(hao)的(de)耐腐(fu)蝕性能(neng)(neng)和(he)耐摩擦性能(neng)(neng)。閥(fa)(fa)(fa)桿(gan)與閥(fa)(fa)(fa)芯材(cai)質的(de)選(xuan)(xuan)擇通常應(ying)根(gen)據閥(fa)(fa)(fa)門的(de)使用(yong)場合來選(xuan)(xuan)擇,首先其(qi)材(cai)質應(ying)具(ju)(ju)(ju)有良好(hao)(hao)的(de)耐腐(fu)蝕性能(neng)(neng),其(qi)次(ci)應(ying)考慮(lv)工作溫度,第三應(ying)考慮(lv)工作壓力的(de)高低。
④. 墊片與(yu)填料材質的選擇(ze)
正(zheng)確選用墊(dian)(dian)片和(he)(he)填(tian)(tian)料材質(zhi)是避免跑(pao)、冒、滴、漏的(de)有效辦法(fa)。墊(dian)(dian)片和(he)(he)填(tian)(tian)料的(de)材質(zhi)選擇同閥(fa)體材質(zhi)的(de)選擇一(yi)樣,流體的(de)工(gong)作溫度、工(gong)作壓力是選擇墊(dian)(dian)片和(he)(he)填(tian)(tian)料的(de)重(zhong)要(yao)因素。閥(fa)門用閥(fa)桿填(tian)(tian)料主要(yao)有盤根填(tian)(tian)料和(he)(he)成型填(tian)(tian)料。