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該如何選用低溫閥門的材料?

來源:中國閥門網   作者:匿名   發布:2016/5/28   修改:2016/6/25   隸屬于:產品資訊

一、首先作為生產了閥門20多年的閥門廠家來介紹一下低溫閥門的設計要求:
    根據使用條件,低溫閥的設計有下列要求:

    1)閥門在低溫介質及周圍環境溫度下應具有長時間工作的能力。

    2)閥門不應成為低溫系統的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外,如流入過多,還會使內部流體急速蒸發,產生異常升壓,造成危險。

    3)低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。

    4)直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。

    5)在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑,所以需要采取結構措施,以防止摩擦件擦傷。

    二、低溫閥的材料選用:主體材料選用應考慮的因素從金相考慮,金屬材料中除了具有面心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外,一般的鋼材在低溫狀態下會出現低溫脆性,從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適合于低溫下工作的材料。鋁在低溫下不會出現低溫脆性,但因鋁及鋁合金的硬度不高,鋁密封面的耐磨、耐擦傷性能差,所以在低溫閥門中的使用有一定的限制,僅在低壓和小口徑閥門中選用。在低溫工作的材料要保證其低溫性能,主要是保證其冷沖擊強度。閥內件必須通過正確選材,使其具有足夠的冷沖擊強度,才能防止斷裂。C和Cr的合金鋼在低于-20℃時候很快失去抗沖擊強度,所以使用溫度分別限制在-30℃和-50℃。含Ni量為3.5%的鎳鋼可以使用到-100℃,含Ni量9%的鎳鋼可以使用到-192℃。奧氏體不銹鋼、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鈦、鋁合金及青銅可以使用到更低的溫度(-273℃)。

    除此以外,低溫閥門的材料選用還應考慮以下一些因素:

    (1)a.閥門的最低使用溫度;

     b.金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學性能,特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩定性;

    c.在低溫及無油潤滑的情況下,具有良好的耐摩性;

    d.具有良好的耐蝕性;

    e.采用焊接連接時還需考慮材料的焊接性能。

    (2)閥體、閥蓋、閥座、閥瓣(閘板)材料的選用,這些主體零部件材料的選用原則大致是:溫度高于-100℃時選用鐵素體鋼;溫度低于-100℃時選用奧氏體鋼;低壓及小口徑閥門可選用銅和鋁等材料。設計時根據最低使用溫度選擇適當的材料。

    (3)閥桿及緊固件的材料選用溫度高于-100℃時,閥桿和螺栓材料采用Ni、,Cr-Mo等合金鋼,經適當的熱處理,以提高抗拉強度和防止螺紋咬傷等。溫度低于-100℃時,采用奧氏體不銹耐酸鋼制造。

  但18-8耐酸鋼硬度低,會造成閥桿與填料相互擦傷,致使填料處泄漏。所以,閥桿表面必須鍍硬鉻(鍍層厚0.04-0.06mm),或進行氮化和鍍鎳磷處理,以提高表面硬度。為防止螺母與螺栓咬死,螺母一般采用Mo鋼或Ni鋼,同時在螺紋表面涂二硫化鉬。還有值得注意的一點就是低溫閥墊片、填料材料的選用,很多客戶可能不知道,隨著溫度降低,氟塑料收縮量很大,會使密封性能下降,容易引起泄漏。石棉填料無法避免滲透性泄漏,所以一般閥門廠家都是選用的石墨填料。橡膠對液化天然氣有泡脹性,在低溫下不可采用。在低溫閥門設計中,一方面由結構設計來保證使填料處于接近環境溫度下工作,例如,采用長頸閥蓋結構,使填料函離。
 

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