调节阀阀体及内件材料.ppt

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1、调节阀阀体及内件材料1.调节阀阀体材料n下表是根据温度选用材料的大致范围。实际选择材料时，因其与压力值关系相当密切，故应结合压力选型进行。注：1.为推荐使用范围。2.低温工况应使用SCS13A和SCS14A1.1阀体材料选用的基准n为了能长时间在满足各种要求的状态下使用调节阀,首先必须在充分理解和掌握调节阀使用目的与条件的基础上,正确选用阀本体与阀内件的材料。为此下面列举选用时应该考虑的基本事项：n1.有无法规方面的制约或的特定或基准；n2.在流体的压力，温度方面是否有问题；n3。在流体的化学性质（耐腐蚀性）方面是否有问题；n4.在流体的物理性质（冲刷，气蚀等）方面是否有问题；n5.在充分考虑

2、适应性，安全性后，经济方面有无问题；n6.在维护方面有无问题(互换性，易购性);n7.在周围环境（腐蚀性气体，严寒冻土）有无问题；n8.从阀的结构来看，阀材料的组合是否有问题。1.2高温用材料n 调节阀被安装在管道上以后，必须承受来自管道的复杂应力，并承担流体的温度应力所造成的负荷。如在高温介质中对普通的碳钢长期施加应力，将会降低其机械性能，产生所谓蠕变现象。n 因此当需要附加高温的苛刻条件时，包括蠕变断裂强度在内的材料强度，耐腐蚀性能，金相组织的稳定性就成为首先应予考虑的问题。作为能解决高温工况的诸多问题的材料，通常是使用添加有Cr，Mo，Ni等元素的合金钢。Cr可以提供高温工况的耐酸性和耐

3、腐蚀性；Mo可以增加蠕变断裂强度；Ni具有提高耐冲击性的效果。n阀体所使用的高温高压铸钢件的最高个使用温度；碳钢铸钢件（标准材料）SCPH2为350C，0.5%Mo钢SCPH11为500C;CrMo钢SCPH21为550C；而增加含Cr量的SCPH32,61都可以使用至600C。当介质处于更高温度时，由于奥氏体不锈钢克服高温蠕变或石墨化现象具有明显的效果，通常使用SCS14A(Cr21%,Ni12%,Mo2.5%,使用温度的极限为700C)1.3低温用材料n低温用的材料最大的问题就是低温脆性。一般来说，金属材料处于低温时，硬度，拉伸强度会有所增加，但同时会失去韧性，冲击值也将下降。特别是铁素体

4、金属，这种现象尤为明显，而奥氏体金属却不会出现低温脆性。因此，目前有效对付低温脆性的措施，仍像奥氏体不锈钢那样，添加Ni，Mo，Cr，等元素。nSCS13A的MS点(上马氏点，即部分金相组织马氏体化的温度)为-144C，SCS14A则为-202C。为了避免低温使用时发生的变形现象，推荐SCS13A的最低使用温度应大于-100C，SCS14A的最低使用温度范围为-100-196C。1.4耐腐蚀材料n腐蚀现象往往是由于流体的种类，压力，性质，温度，浓度，流速，使用环境等诸多因素重合起来引起的，要进行有实用价值的实验比较困难，只能根据耐腐蚀表等资料予以深入研究。用于耐腐蚀的材料中，除不锈钢，B/C哈

5、氏合金，太登金属材料外，还有能发挥耐腐蚀特长的非金属，其中有塑料，玻璃，精密陶瓷，橡胶，PTFE（聚四氟乙烯）等。实际利用时，通常将这些非金属材料作为衬里或涂层贴附到金属性质的阀体内壁，以便达到耐腐蚀性的目的。1.5耐汽蚀与闪蒸材料n对发电厂用户来说，通常问题较多的就是浸蚀。当调节阀在高温水质或高压差工况下使用时，由气蚀或闪蒸引起的浸蚀尤为严重，极易产生所谓冲刷现象。n用于耐气蚀与闪蒸的的材料中，通常是添加有Ni，Mo，Cr元素的CrMo钢以及188奥氏体不锈钢。特别是不锈钢，具有比碳钢大10倍的耐磨性，属于耐冲刷，耐浸蚀极佳的材料。n另外应当注意：与阀体相比，气蚀-冲刷对阀体内件的损伤尤为常

6、见。通过汽蚀损伤实验测得的金属减量值2.阀内件材料n 调节阀的内件是指阀芯，套筒，阀座，阀杆，他们都在发的心脏部位。阀内件在直接与流体接触的同时，还要承受流体能的变化，因此也是汽蚀或闪蒸影响最为严重的部位。显然，相对阀体来说，阀内件因当选用更高档次的材料。n目前作为标准材料使用的有SUS304(SCS13A),SUS316(SCS14A)不锈钢。n当流体温度、压差很高，或在有可能发生汽蚀，闪蒸的的部位以及用于泥浆流体等场合，阀内件的表面应进行硬化处理。2.1硬化材料的种类n热处理硬化n1.析出硬化材料SUS630不锈钢；n2.耐腐蚀性与SUS304程度相当，使用温度的极限为-20+400Cn3

7、.SUS440B不锈钢；n4.使用温度的极限为-20+400C堆焊（熔敷）硬化材料n司太立合金：系Co，Cr,W合金。其特点是：即使处于高温状态下，仍能保持极高的硬度与强度，不易被氧化，磨损系数小；最适合用作高温高压差工况所需的堆焊硬化处理材料。n化学硬化n（表面）硬化处理：即在高温状态下，将W,Mo，CrCo，V,Ti等元素扩散浸透到金属表面，使之形成超硬合金层。此时，金属的内部层仍保持母材原来的物理性能,而表面却提高了（1）硬度（2）耐磨性（3）耐烧结性。不过，由于表层的合金层含有碳化物，强碱，强酸介质不能使用。n喷涂硬化陶瓷喷涂：在阀体的内壁喷涂陶瓷（AL2O3）形成陶瓷层n阀内件的阀座

8、密封面要求具有良好的耐腐蚀性能和耐磨损性能。为了满足这种苛刻的条件，常用的方法是在阀密封面堆焊不同的金属进行表面硬化处理，其中最具用代表性的金属就是司太立合金（CoCr合金）。司太立的合金硬度非常高，耐腐蚀性能和耐磨性能优越，即使在炽热状态下硬度也不会降低。因此，在日益实现高温，高压化的发电厂，化工厂中，对现场使用的阀门阀座进行堆焊时都离不开这种合金。司太立合金堆焊硬化处理3.垫片与填料的选用n3.1 垫片n垫片在阀体与阀盖或下阀盖之间起密封作用。n下图为根据一般流体的温度，压力值选用垫片的基准，下表则表示各种垫片的结构及其特征。3.2填料n填料在阀杆部位起密封作用。n下图1为根据一般流体的温度，压力值选用填料的基准，下图2的表则表示各种填料的结构及其特征。对于特殊的流体，因按其它基准进行