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閥門(mén)閥體常用材質(zhì)性能詳解

閥門(mén)/主要零件的材質(zhì)，首先應(yīng)考慮到工作介質(zhì)的物理性能（溫度、壓力）和化學(xué)性能（腐蝕性）等。同時(shí)，還應(yīng)了解介質(zhì)的清潔程度（有無(wú)固體顆粒）。除此之外，還要參照國(guó)家和使用部門(mén)的有關(guān)規(guī)定和要求。
許多種材料可以滿(mǎn)足閥門(mén)在多種不同工況的使用要求。但是，正確、合理的選擇閥門(mén)的材料，可以獲得閥門(mén)的使用壽命和*的性能。
閥門(mén)的材質(zhì)，種類(lèi)繁多，適用于各種不同工況?，F(xiàn)把常用的閥材質(zhì)、內(nèi)件材質(zhì)和密封面材質(zhì)介紹如下。

閥常用的材質(zhì)

1．灰鑄鐵 灰鑄鐵閥以其價(jià)格低廉、適用范圍廣而應(yīng)用在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。它們通常用在水、蒸汽、油和氣體為介質(zhì)的情況下，并廣泛地應(yīng)用于化工、印染、油化、紡織和許多其它對(duì)鐵污染影響少或沒(méi)有影響到的工業(yè)產(chǎn)品上。
適用于工作溫度在–15～200℃之間，公稱(chēng)壓力PN≤1.6MPa的低壓閥門(mén)。
2．黑心可鍛鑄鐵 適用于工作溫度在–15～300℃之間，公稱(chēng)壓力PN≤2.5MPa的中低壓閥門(mén)。適用介質(zhì)為水、海水、煤氣、氨等。
3．球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是鑄鐵的一種，這種鑄鐵，團(tuán)狀或球狀石墨取代了灰鑄鐵中的片狀石墨。這種金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變使它的機(jī)械性能比普通的灰鑄鐵要好，而且不損傷其它性能。所以，用球墨鑄鐵制造的閥門(mén)比那些用灰鑄鐵制造的閥門(mén)使用壓力更高。適用于工作溫度在–30～350℃之間，公稱(chēng)壓力PN≤4.0MPa的中低壓閥門(mén)。
適用介質(zhì)為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等。
4．碳素鋼（WCA、WCB、WCC）起初發(fā)展鑄鋼是為適應(yīng)那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生產(chǎn)需要。但由于碳鋼閥總的使用性能好，并對(duì)由熱膨脹、沖擊載荷和管線(xiàn)變形而產(chǎn)生應(yīng)力的抵抗強(qiáng)度大，就使它的使用范圍擴(kuò)大，通常包括了用鑄鐵閥和青銅閥的工況條件。
適用于工作溫度在–29～425℃之間的中高壓閥門(mén)。其中16Mn、30Mn作溫度為–40～400℃之間，常用來(lái)替代ASTM A105。適用介質(zhì)為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽。高溫和低溫油品、液化氣體、壓縮空氣、水、天燃?xì)獾取?br />5．低溫碳鋼（LCB）低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用于低于零度的溫度范圍，但不能擴(kuò)大使用到深冷區(qū)域。用這些材料制造的閥門(mén)適用于以下介質(zhì)，如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
適用于工作溫度在–46～345℃之間的低溫閥門(mén)。
6．低合金鋼（WC6、WC9）低合金鋼（如碳鉬鋼和鉻鉬鋼）制造的閥門(mén)可以適用許多種工作介質(zhì)，包括飽和和過(guò)熱蒸汽、冷的和熱的油、天然氣和空氣。碳鋼閥門(mén)的工作溫度可以用到500℃，低合金鋼閥可用到600℃以上。在高溫下，低合金鋼的機(jī)械性能比碳鋼要高。
適用于工作溫度在–29～595℃之間的非腐蝕性介質(zhì)的高溫高壓閥門(mén)；C5、C12適用于工作溫度在–29～650℃之間的腐蝕性介質(zhì)的高溫高壓閥門(mén)。
7．奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼大約含18%的鉻和8%的鎳。18-8奧氏體不銹鋼經(jīng)常用來(lái)使用在溫度過(guò)高和過(guò)低以及很強(qiáng)的腐蝕條件下作為閥體和閥蓋材料。以18-8不銹鋼為基體加入鉬并稍微增加鎳的含量，實(shí)質(zhì)上就增加其抗腐蝕能力。用這種鋼制造的閥門(mén)可以大量地應(yīng)用在化工上，如輸送醋酸、硝酸、堿、漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和許多其它的化工產(chǎn)品。
為了適用高溫范圍，進(jìn)一步改變材料成分，在這不銹鋼內(nèi)加入鈮，就是我們所知的18-10-Nb，溫度可以用到800℃。
奧氏體不銹鋼通常用在很低的溫度下也不會(huì)變脆，所以用這種材料（如18-8和18-10-3Mo）制造的閥門(mén)很適于低溫下工作。例如輸送液態(tài)的氣體，象天然氣、沼氣、氧氣和氮?dú)狻?br />適用于工作溫度在–196～600℃之間的腐蝕性介質(zhì)的閥門(mén)。奧氏體不銹鋼也是非常理想的低溫閥門(mén)材料。
8．蒙乃爾合金‘蒙乃爾’是一種具有很好耐蝕性的高鎳—銅合金。這種材料經(jīng)常被用在輸送堿、鹽溶液、食品和許多無(wú)氣酸的閥門(mén)上，特別是硫酸和氫氟酸。‘蒙乃爾’合金非常適合于蒸汽、海水和海洋環(huán)境。主要適用于含氟氯酸介質(zhì)的閥門(mén)中。
9．哈氏合金 主要適用于稀硫酸等的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的閥門(mén)中。
（1）‘哈氏’合金B(yǎng)
這種合金含有60%的鎳、30%的鉬和5%的鐵。它特別能抵抗無(wú)機(jī)酸的強(qiáng)腐蝕，‘哈氏’合金‘B’對(duì)于各種濃度的鹽酸可以用到沸點(diǎn)溫度，而對(duì)于硫酸來(lái)說(shuō)，在腐蝕性zui強(qiáng)的濃度下可以用到70℃。對(duì)于磷酸，它可以在各種條件下，而且‘哈氏’合金‘B’對(duì)于氯化銨、氯化鋅、硫酸鋁和硫酸銨也很適用。
在氧化性氣氛中，‘哈氏’合金‘B’可以用到大約800℃，在還原氣氛中，使用溫度可以更高一些。
（2）‘哈氏’合金C
這種合金是含有15%的鉻和17%的鉬的鎳基合金。在氧化和還原兩種氣氛下，它可以用到1100℃。它對(duì)于鹽酸、硫酸和磷酸有很好的抗腐蝕性。而且在許多情況下，它也可用于硝酸。
‘哈氏’合金‘C’對(duì)于氯化物、氫氯化物、硫化物、氧化鹽溶液和許多其它的腐蝕性介質(zhì)有很強(qiáng)的抗腐蝕性。還特別適用于氫鹵酸類(lèi)介質(zhì)，例如氫氟酸。
10．鈦合金 主要適用于各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的閥門(mén)中。
11．鑄造銅合金 工業(yè)用的閥門(mén)很多是由有色金屬材料制成，主要是青銅和黃銅。制造閥門(mén)的青銅合金中銅、錫、鉛、鋅的比例通常為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要無(wú)鋅青銅，必須加以說(shuō)明。青銅的物理強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗腐蝕性使它特別適合工業(yè)生產(chǎn)。工業(yè)用的青銅閥門(mén)的口徑可達(dá)100mm。
青銅閥常用在相對(duì)中等溫度的場(chǎng)合，有些牌號(hào)的青銅可用到280℃左右。在低溫方面，多數(shù)銅合金具有在很低的溫度下不變脆的特性，這使得青銅廣泛地應(yīng)用在低溫工況下，例如液氧、液氮，其溫度在-180℃以下。
12．20號(hào)合金 在普通不銹鋼不能勝任的非常嚴(yán)格的情況下，使人zui感興趣的一類(lèi)鋼就是高合金不銹鋼。也許zui常見(jiàn)的一種就是20號(hào)合金鋼。它含有29%的鎳、20%的鉻、外加鉬和銅。這種合金對(duì)于各種溫度和濃度的硫酸都有很強(qiáng)的抵抗能力。另外，在大多數(shù)情況下，它還可用于磷酸和醋酸介質(zhì)，特別是有氯化物和其它雜質(zhì)的場(chǎng)合。
13．雙向不銹鋼 雙向不銹鋼（鐵素體結(jié)構(gòu)或奧氏體結(jié)構(gòu)）的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)。這種鋼含有20%或更多的鉻和5%左右的鎳，以及一定量的鉬，這些合金的強(qiáng)度和硬度比普通的奧氏體不銹鋼好，而且在硫酸和磷酸的非常惡劣的工況下，抗局部腐蝕的能力很強(qiáng)。
主要適用于工作溫度在–273～200℃之間氧氣管路和海水管路用的閥門(mén)中。
14．塑料、陶瓷 這兩種材料都屬于非金屬。非金屬材料閥門(mén)的zui大特點(diǎn)是耐腐蝕性強(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PN≤1.6MPa，工作溫度不超過(guò)60℃的腐蝕性介質(zhì)中，無(wú)毒塑料閥門(mén)也適用于給水工業(yè)中。塑料、陶瓷閥門(mén)一般不能單獨(dú)作為閥體材料使用，需用鋼質(zhì)材料作骨架，內(nèi)襯塑料、陶瓷，我們將在第六章中敘述。常用閥體材料見(jiàn)表1。
 

表1  常用閥體材料選用表