阀门主要零件材料介绍
发布日期: 2008-8-23
 

  制造阀门零件材料很多,包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。 制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择: 1、工作介质的压力、温度和特性。 2、该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。 3、有较好的工艺性。 4、在满足以上条件情况下,要有较低的成本。
   阀体、阀盖和阀板(阀瓣)的材料 阀体、阀盖和闸板(阀瓣)是阀门主要零件之一,直接承受介质压力,所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。常用材料有下面几种:
一、灰铸铁:灰铸铁适用于公称压力PN≤1.0MPa,温度为-10℃~200℃的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为:HT200、HT250、HT300、HT350。

二、可锻铸铁:适用于公称压力PN≤2.5MPa,温度为-30~300℃的水、蒸汽、空气及油品介质,常用牌号有:KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。

三、球墨铸铁:适用于PN≤4.0MPa,温度为-30~350℃的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有:QT400—15、QT450—10、QT500—7。鉴于目前国内工艺水平,各厂参差不齐,用户又往往不易检验。根据经验,建议PN≤2.5MPa,阀门还是采用钢制阀门为安全。

四、耐酸高硅球墨铸铁:适用于公称压力PN≤0.25MPa,温度低于120℃的腐蚀性介质。

五、碳素钢:适用于公称压力PN≤32.0MPa,温度为-30~425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。 六、铜合金:适用于PN≤2.5MPa的水、海水、氧气、空气、油品等介质,以及温度-40~250℃的蒸汽介质,常用牌号为ZGnSn10Zn2(锡青铜),H62、Hpb59—1(黄铜)、QAZ19—2、QA19—4(铝青铜)。

七、高温钢:适用于公称压力PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽及石油产品。常用牌号有ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌号。具体选用必须按照阀门压力与温度规范的规定
。 八、低温钢,适用于公称压力PN≤6.4Mpa,温度≥—196℃乙烯,丙烯,液态天然气,液氮等介质,常用牌号)有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9。

九、不锈耐酸钢,适用于公称压力PN≤6.4Mpa 、温度≤200℃硝酸,醋酸等介质,常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>,ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>。

二、 密封面材料

   密封面是阀门最关键的工作面,密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命,通常密封面材料要考虑耐腐蚀,耐擦伤,耐冲蚀,抗氧化等因素。 通常分两大类:
(一) 软质材料 1、 橡胶(包括丁睛橡胶,氟橡胶等) 2、 塑料(聚四氟乙烯,尼龙等)
(二) 硬密封材料 1、 铜合金(用于低压阀门) 2、 铬不锈钢(用于普通高中压阀门) 3、 司太立合金(用于高温高压阀门及强腐蚀阀门) 4、 镍基合金(用于腐蚀性介质)

三 、 阀 杆 材 料

阀杆在阀门开启和关闭过程中,承受拉、压和扭转作用力,并与介质直接接触,同时和填料之间还有相对的摩擦运动,因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性,有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性,以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。
一、碳素钢
用于低压和介质温度不超过300℃的水、蒸汽介质时,一般选用A5普通碳素钢。
用于中压和介质温度不超过450℃的水、蒸汽介质时,一般选用35优质碳素钢。
二、合金钢
用于中压和高压,介质温度不超过450℃的水、蒸汽、石油等介质时,一般选用40Cr(铬钢)。用于高压、介质温度不超过540℃的水、蒸汽等介质时,可选用38CrMoALA渗氮钢。用于高压、介质温度不超过570℃的蒸汽介质时,一般选用25Cr2MoVA铬钼钒钢。
三、不锈耐酸钢S
用于中压和高压、介质温度不超过450℃的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质,可选用1Cr13、2Cr13、3Cr13铬不锈钢。用于腐蚀性介质时,可选用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和PH15-7Mo沉淀硬化钢。
四、耐热钢
用于介质温度不超过600℃的高温阀门时,可选用4Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢。

四 、阀杆螺母材料 阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中,直接承受阀杆轴向力,因此必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动,要求摩擦系数小,不生锈和避免咬死现象。
一、铜合金 铜合金的摩擦系数较小,不生锈,是目前普遍采用的材料之一。对于Pg<1.6Mpa的低压阀门可采用ZHMn58-2-2铸黄铜。对Pg16-6.4Mpa的中压阀门可采用ZQAL9-4无锡青铜。对于高压阀门可采用ZHAL66-6-3-2铸黄铜。
二、钢 当工作条件不允许采用铜合金时,可选用35、40等优质炭素钢,2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不锈耐酸钢。工作条件不允许指下列情况。
1、用于电动阀门上,带有瓜形离合器的阀杆螺母,需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。
2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时,如对铜有腐蚀的氨介质。选用钢制阀杆螺母时,要特别注意螺纹的咬死现象。

五、 紧固件、填料及垫片材料

一、紧固件材料 紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。紧固件在阀门上直接承受压力,对防止介质外流起关重要作用,因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按表5-1选择。

名称 公称压力 Pg (Mpa) 介 质 温 度 (℃)
300 350 400 425 450 530
螺栓 双头 螺栓 1.6-2.5 A3 35 30CrMoA _
4.0-10.0 35 35CrMoA 25Cr2MoVA
16.0-20.0 30CrMoA 35CrMoA 25Cr2MoVA
螺母 1.6-2.5 A3 30 35 _
4.0-10.0 30 35 35CrMoA
16.0-20.2 35 35CrMoA

                       表5-1
选用合金钢材料时必须经过热处理。对紧回件有特殊耐腐蚀要求时,可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不锈耐酸钢。

二、填料材料
在阀门上,填料是用来充填阀盖填料室的空间,以防止介质经由阀杆和阀盖填料室空间泄漏。
1、 对填料的要求
1) 耐腐蚀性好,填料与介质接触,必须能耐介质的腐蚀。
2) 密封性好,填料在介质及工作温度的作用下不泄漏。
3) 摩擦系数小,以减小阀杆与填料间的摩擦力矩。

2、 填料的种类 填料可分为软质填料及硬质填料两种:
1)软质填料:系由植物质,即大麻、亚麻、棉、黄麻等,或由矿物质,即石棉纤维,或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等编织的线绳,也有压成的成型的填料,以及近年来新发展的柔性石墨填料材料。植物质填料较便宜,常用于100℃以下的低压阀门;矿物质填料可用于450-500℃的阀门。近年来使用橡胶O型圈做填料的结构在逐步推广,但介质温度一般限制在60℃以下。高温高压阀门上的填料也有采用纯石棉加片状石墨粉压紧而成的。
2)硬质填料:即由金属或金属与石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯压合烧结而成型的填料,金属填料使用较少。

3、 填料的选择 选择填料要根据介质、温度和压力来选择,常用的材料有以下几种:
1)油浸石棉绳,可按表5-2选择。
2)橡胶石棉绳:可按表5-3选择。
3)石墨石棉绳:石棉绳上涂有石墨粉,可用温度450℃以上,压力可以达到16Mpa,一般适用于高压蒸汽上。近后来又逐步采用了压成人字型填料,单圈放置,密封性好。
4)聚四氟乙烯:这是一种目前使用较广的一种填料。特别适用腐蚀性介质上,但温度不得起过200℃。一般采用压制或棒料车制而成,形状如图5-1所示。 名 称 牌 号 形 状 规 格 (直径或方形边长) 适用极限压力 kgf/cm2 适用极限温度 (℃) 用途
油 浸 石 棉 绳 YS450 F 3.4.5.6.8.10 13.16.19.22.25 60 450 用于水蒸气、空气、 石油产品
Y 5.6.8.10.13 16.19.22.25
N 3.5.6.8.10.13 16.19.22.25
YS350 F、Y、N 3.5.6.8.10.13 16.19.22.25. 45 350
YS250 F、Y、N 3.5.6.8.10.13. 16.19.22.25 45 250

表5-2
注:形状代号F表示方的,穿心或一至多层编结;Y表示圆的,中间是一扭制芯子,外边是一至多层编结;N表示扭制的。

名 称 牌 号 规 格 (直公式或方形边长) 适用极限压力 kgf/cm2 适用极限温度 (℃) 用 途
橡胶 石棉 盘根 XS450 3 . 4 . 5 . 6 . 8 10 . 13 . 16 . 19 22 . 25 . 28 60 450 用于蒸汽 、石油产 品
XS350 45 350
XS250 45 250
表5-3

三、垫片材料
垫片是用来充填两个结合面(如阀体和阀盖之间的密封面)间所有凹凸不平处,以防止介质从结合面间泄漏。
1、 对垫片的要求 垫片材料在工作温度下具有一定的弹性和塑性以及足够的强度,以保证密封。同时要具有良好的耐腐蚀性。
2、 垫片材料的种类和选择 垫片可分为软质和硬质两种,软质一般为非金属材料,如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板,聚四氟乙烯等。硬质一般为金属材料或者金属包石棉、金属与石棉缠绕的等。垫片的形状有很多,有扁平的、圆形的、椭圆形的、齿形的、透镜式的以及其他特殊形状的。金属垫片的材料一般用08、10、20优质碳素钢和1Cr13、1Cr18Ni9不锈钢,加工精度和表面光洁度要求较高,适用于高温高压阀门。非金属垫片材料一般塑性较好,用不大的压力就能达到密封。适用于低温低压阀门。垫片材料可按表5-4选择。

垫 片 材 料 介 质 应用范围
压力(Mpa) 温度(℃)
厚纸板 水、油类 ≤10 40
油浸纸板 水、油类 ≤10 40
橡胶板 水、空气 ≤6 50
石棉板 蒸汽、煤气 ≤6 450
聚四氟乙烯 腐蚀性介质 ≤25 200
橡胶石棉板XB-450 水蒸汽、空气、煤气 ≤60 450
XB-350 水蒸汽、空气、煤气 ≤40 350
XB-200 水蒸汽、空气、煤气 ≤15 200
耐油橡胶石棉板 油类 160 30
08钢与XB-450充填 蒸汽 100 450
08钢与XB-350充填 蒸汽 40 350
1Cr13、0Cr13石棉充填 蒸汽 100 600
08钢与耐油橡胶石棉充填 油类 100 350
铜 水蒸汽、空气 100 250
铝 水蒸汽、空气 64 350
10钢、20钢 水蒸汽、油类 200 450
1Cr13 蒸汽 200 550
1Cr13Ni9 蒸汽 200 600

表5-4

制造阀门零件材料很多,包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。
制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择:
1、工作介质的压力、温度和特性。
2、该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。
3、有较好的工艺性。
4、在满足以上条件情况下,要有较低的


 
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