Ⅰ 閥門閥體材料的表示方法
閥門閥體常用材質性能詳解
閥門主要零件的材質,首先應考慮到工作介質的物理性能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性)等。同時,還應了解介質的清潔程度(有無固體顆粒)。除此之外,還要參照國家和使用部門的有關規定和要求。
許多種材料可以滿足閥門在多種不同工況的使用要求。但是,正確、合理的選擇閥門的材料,可以獲得閥門最經濟的使用壽命和最佳的性能。
閥門的材質,種類繁多,適用於各種不同工況。現把常用的閥材質、內件材質和密封面材質介紹如下。
閥常用的材質
1.灰鑄鐵 灰鑄鐵閥以其價格低廉、適用范圍廣而應用在工業的各個領域。它們通常用在水、蒸汽、油和氣體為介質的情況下,並廣泛地應用於化工、印染、油化、紡織和許多其它對鐵污染影響少或沒有影響到的工業產品上。
適用於工作溫度在–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓閥門。
2.黑心可鍛鑄鐵 適用於工作溫度在–15~300℃之間,公稱壓力PN≤2.5MPa的中低壓閥門。適用介質為水、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,團狀或球狀石墨取代了灰鑄鐵中的片狀石墨。這種金屬內部結構的改變使它的機械性能比普通的灰鑄鐵要好,而且不損傷其它性能。所以,用球墨鑄鐵製造的閥門比那些用灰鑄鐵製造的閥門使用壓力更高。適用於工作溫度在–30~350℃之間,公稱壓力PN≤4.0MPa的中低壓閥門。
適用介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等。
4.碳素鋼(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄鋼是為適應那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生產需要。但由於碳鋼閥總的使用性能好,並對由熱膨脹、沖擊載荷和管線變形而產生應力的抵抗強度大,就使它的使用范圍擴大,通常包括了用鑄鐵閥和青銅閥的工況條件。
適用於工作溫度在–29~425℃之間的中高壓閥門。其中16Mn、30Mn作溫度為–40~400℃之間,常用來替代ASTM A105。適用介質為飽和蒸汽和過熱蒸汽。高溫和低溫油品、液化氣體、壓縮空氣、水、天燃氣等。
5.低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用於低於零度的溫度范圍,但不能擴大使用到深冷區域。用這些材料製造的閥門適用於以下介質,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
適用於工作溫度在–46~345℃之間的低溫閥門。
6.低合金鋼(WC6、WC9)低合金鋼(如碳鉬鋼和鉻鉬鋼)製造的閥門可以適用許多種工作介質,包括飽和和過熱蒸汽、冷的和熱的油、天然氣和空氣。碳鋼閥門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,低合金鋼的機械性能比碳鋼要高。
適用於工作溫度在–29~595℃之間的非腐蝕性介質的高溫高壓閥門;C5、C12適用於工作溫度在–29~650℃之間的腐蝕性介質的高溫高壓閥門。
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奧氏體不銹鋼經常用來使用在溫度過高和過低以及很強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並稍微增加鎳的含量,實質上就增加其抗腐蝕能力。用這種鋼製造的閥門可以大量地應用在化工上,如輸送醋酸、硝酸、鹼、漂白液、食品、果汁、碳酸、製革液和許多其它的化工產品。
為了適用高溫范圍,進一步改變材料成分,在這不銹鋼內加入鈮,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變脆,所以用這種材料(如18-8和18-10-3Mo)製造的閥門很適於低溫下工作。例如輸送液態的氣體,象天然氣、沼氣、氧氣和氮氣。
適用於工作溫度在–196~600℃之間的腐蝕性介質的閥門。奧氏體不銹鋼也是非常理想的低溫閥門材料。
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。這種材料經常被用在輸送鹼、鹽溶液、食品和許多無氣酸的閥門上,特別是硫酸和氫氟酸。『蒙乃爾』合金非常適合於蒸汽、海水和海洋環境。主要適用於含氟氯酸介質的閥門中。
9.哈氏合金 主要適用於稀硫酸等的強腐蝕性介質的閥門中。
(1)『哈氏』合金B
這種合金含有60%的鎳、30%的鉬和5%的鐵。它特別能抵抗無機酸的強腐蝕,『哈氏』合金『B』對於各種濃度的鹽酸可以用到沸點溫度,而對於硫酸來說,在腐蝕性最強的濃度下可以用到70℃。對於磷酸,它可以在各種條件下,而且『哈氏』合金『B』對於氯化銨、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℃。它對於鹽酸、硫酸和磷酸有很好的抗腐蝕性。而且在許多情況下,它也可用於硝酸。
『哈氏』合金『C』對於氯化物、氫氯化物、硫化物、氧化鹽溶液和許多其它的腐蝕性介質有很強的抗腐蝕性。還特別適用於氫鹵酸類介質,例如氫氟酸。
10.鈦合金 主要適用於各種強腐蝕介質的閥門中。
11.鑄造銅合金 工業用的閥門很多是由有色金屬材料製成,主要是青銅和黃銅。製造閥門的青銅合金中銅、錫、鉛、鋅的比例通常為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要無鋅青銅,必須加以說明。青銅的物理強度、結構穩定性、抗腐蝕性使它特別適合工業生產。工業用的青銅閥門的口徑可達100mm。
青銅閥常用在相對中等溫度的場合,有些牌號的青銅可用到280℃左右。在低溫方面,多數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用在低溫工況下,例如液氧、液氮,其溫度在-180℃以下。
12.20號合金 在普通不銹鋼不能勝任的非常嚴格的情況下,使人最感興趣的一類鋼就是高合金不銹鋼。也許最常見的一種就是20號合金鋼。它含有29%的鎳、20%的鉻、外加鉬和銅。這種合金對於各種溫度和濃度的硫酸都有很強的抵抗能力。另外,在大多數情況下,它還可用於磷酸和醋酸介質,特別是有氯化物和其它雜質的場合。
13.雙向不銹鋼 雙向不銹鋼(鐵素體結構或奧氏體結構)的應用發展趨勢。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。
主要適用於工作溫度在–273~200℃之間氧氣管路和海水管路用的閥門中。
14.塑料、陶瓷 這兩種材料都屬於非金屬。非金屬材料閥門的最大特點是耐腐蝕性強,甚至有金屬材料閥門所不能具備的優點。一般適用於公稱壓力PN≤1.6MPa,工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質中,無毒塑料閥門也適用於給水工業中。塑料、陶瓷閥門一般不能單獨作為閥體材料使用,需用鋼質材料作骨架,內襯塑料、陶瓷,我們將在第六章中敘述。常用閥體材料見表1。
Ⅱ 閥門密封面常用的材質有哪些
青銅
使用最廣的青銅閥、鑄鐵閥門和鋼閥門的最高工作溫度在280℃左右。適用介質包括蒸汽、水、油、空氣和天然氣輸送管線。閥瓣和閥門座也可以使用適當牌號的青銅(閥桿用不銹鋼)可以適應那些溫度極低的介質,如液化氣、液態氧和液態氮。
不含鋅的青銅,通常是鋁青銅。在特定的情況下也常被應用。
鐵
除閥桿用鋼製成,閥門的其餘全部零件都用鐵製作(『全鐵』)。通常閥瓣和閥體兩者都有整體密封面。『全鐵』閥門對於濃硫酸和碳氫化合物的混合酸介質來說是一種比較經濟的選擇,並且對於許多其它與工業有關的化學液體如鹵水、氨水、酒精、洗滌液和氯化物溶液使用情況也很令人滿意。
鉻13不銹鋼
這種材料廣泛地應用於閥桿、閥座密封圈和閥瓣上。它使用在含有一定比例的潤滑劑的介質,具有很高的耐磨、抗擦傷、抗腐蝕和抗沖蝕等特點。它還有很強的抗氧化能力和抗熱硫化潤滑油的腐蝕能力。這種材料在油品和蒸氣管線上,工作溫度達到600℃的情況下已成功的使用了許多年。
鎳合金
『鎳合金』(這里指鎳、銅和錫合金的組合),用它做閥門座環;用鉻13不銹鋼做閥瓣,特別適合於沒有潤滑劑,腐蝕性相對不大的氣體和液體介質。其它的適用介質包括過熱蒸汽和飽和蒸汽、天然氣、燃油、汽油和低粘度油。對於蒸汽來說,工作介質限制在450℃以下,對於其它介質限制在260℃以下。
用組合鎳合金做閥座和閥瓣也適合於蒸汽、水和其它介質使用。
奧氏體不銹鋼
前面閥體材料里已經介紹過奧氏體不銹鋼,以18-8鉻一鎳為基礎的鋼材,廣泛地用在閥門內件製造上。無論是在極強的腐蝕還是極高的溫度下,或者即強腐蝕又高溫下的介質都適用。
特種不銹鋼
這些『20』合金、『耐熱鎳鉻鐵合金825』和『Carpenter 20cb3』經常被用來做閥門內件。這些特種不銹鋼的內件經常用在普通不銹鋼閥門上,而且有時也只在鐵閥和鋼閥上。
『蒙乃爾』合金
用這種合金做閥門內件,大多數用在鐵閥和鋼閥上。其介質多為海水,鹽溶液或蒸汽。
『哈氏』合金,『B』和『C』
這些材料用在閥門內件上的不多,而在整個閥門上經常應用。然而,介質為硫酸或稀鹽酸時,有時用『哈氏』合金『B』作為閥門內件材料,而『哈氏』合金『C』的典型應用是在專用的氨閥和混合酸介質的閥門內件上。
硬質合金
在閥瓣和閥體座上堆焊一層堅硬的硬質合金,這樣就可以使密封面具有很高的耐磨性和抗擦傷能力。這種材料尤其適用於介質溫度升高和乾燥的場合。
密封面的材料通常從鈷基和鎳基合金中挑選,而且與之相配對的表面通常鍍有相似的材料,但要有硬度差,以便在工作中減少擦傷。然而,相配的兩面並不總是都採用堆焊的型式,採用什麼型式還要取決於所用硬質合金的性能。
鈷基和鎳基硬質合金的類似的性能規范可以從一些閥門製造商那裡得到。選擇材料時要依靠許多評價因素。一個重要的因素是所給的材料要能夠容易地附著在特定的零件上。
塑料和合成橡膠
塑料和合成橡膠被使用在許多不同種類閥門的以一種型式或另一種型式布置的密封面和閥座上。
應用最廣泛的塑料材料是聚四氟乙烯(PTEF)。在球閥和蝶閥中用它做閥座,在隔膜閥中用它做隔膜表面。在許多種類的閥門中,聚四氟乙烯被用來做閥桿密封填料。
作為閥座和密封件的材料,聚四氟乙烯是最好的;它幾乎能適用所有介質,並且耐磨性很好,而且使用溫度可達250℃。經常使用純的聚四氟乙烯,但在許多情況下,為了改善它的壓縮永久變形的性能,可加入一些化學性質不活潑的填料,如玻璃。
聚四氟乙烯的抗化學腐蝕性質使它成為一種很理想的隔膜材料。它的剛性和抗疲勞性質也是有用的特性。在多數使用隔膜的閥中,一層薄的聚四氟乙烯與合成橡膠基底聯合使用,聚四氟乙烯與合成橡膠可以是分離的,也可以是粘接的。
在閥門內件中應用合成橡膠大多數是作為『O』形圈、墊片、閥座和座襯套、隔膜和蝶閥的襯套。
『O』形圈大量的用在閥桿密封上,最常用的材料是腈橡膠。碳一氟化合橡膠、乙烯丙基橡膠和硅橡膠,尤其適合在高溫下使用。
各種各樣的合成橡膠廣泛地應用在閥座、襯套、隔膜和導套上。基本聚合物的化合可以得到更廣泛的物理和化學性能。以下是最常用的合成橡膠:
天然橡膠、丁基橡膠、乙烯丙基橡膠、氯丁橡膠、腈橡膠、苯乙烯—聚丁橡膠。
應用塑料和合成橡膠作為閥門內件材料的優點是它具有很好的抗腐蝕性和抗沖蝕性,而且可以達到無漏損密封。而這些材料的缺點是在使用中工作溫度受到所用材料的限制。此外,給定的材料是否適用還要取決於若干因素。
Ⅲ 走氨水的閥門,用什麼材質
氣氨閥門用LCB就行,液氨的最好用奧氏體不銹鋼的材質
Ⅳ 液氨和 單質銅是否 反應
液氨與單質銅之間通常沒有明顯的化學反應,但在長時間接觸下,可能會生成氨基銅或氮化銅。這兩種化合物具有一定的危險性,尤其是氨基銅和氮化銅,它們都容易引發爆炸,因此在實際應用中,需要特別注意避免使用銅質閥門和管道來輸送液氨。
銅在液氨環境中長時間暴露,會與氨分子發生復雜的化學作用,生成氨基銅或氮化銅。氨基銅的化學式為Cu(NH3)2Cl2,而氮化銅則是Cu3N。這兩種化合物都屬於不穩定物質,在特定條件下容易分解並釋放出大量能量,從而導致爆炸。
因此,在涉及液氨的工業生產中,為了避免潛在的危險,必須嚴格控制設備材質的選擇。銅及其合金由於其良好的導電性和耐腐蝕性,在許多場合下是理想的選擇,但在液氨系統中,則應避免使用。常用的替代材料包括不銹鋼、鎳基合金以及其他耐腐蝕材料。
安全是化工生產中的首要原則,任何潛在的風險都必須被徹底排除。因此,在液氨處理過程中,選擇合適的材質至關重要。通過採用非銅材質的閥門和管道,可以有效防止氨基銅或氮化銅的生成,從而保障生產安全。
Ⅳ 有關液氨的幾點問題
閥門不好造成小泄露不會爆炸,當氨氣在空氣混合物中濃度達到16%-25%時,遇明火會燃燒和爆炸。液氨泄漏引發爆炸事故的幾種模式:1.液氨泄漏後在泄漏出口處立即點火形成噴射火; 2.泄漏處於開放空間且經過一定時間點火形成閃火; 3.泄漏處於局限空間條件且經過一定時間點火則形成蒸氣雲爆炸,另外, 儲存液氨的儲罐也有可能發生「BLEVE爆炸」,即液體急劇沸騰產生大量過熱而引發的爆炸式沸騰現象。液氨對大部分物質沒有腐蝕性,但在有水汽存在的條件下對銅、銀等金屬有腐蝕性。氨的閥門管道不能用銅一類的閥門,氨對銅有強腐蝕作用。主要為不銹鋼閥門為主。氨用閥門有專用的,在合成氨系統,高壓部分一般用高壓角式截止閥,低壓部分用普通截止閥。
Ⅵ 為什麼液氨介質的管件不能採用銅材料
液氨介質與銅要發生化學反應,生成氨基銅(絡合物)或者氮化銅出現,容易引發爆炸。因此液氨不能使用銅質閥門和管道。
Ⅶ 液氨介質應該選用什麼材料的閥門
對於液氨介質的處理,專用的氨氣閥門是不可或缺的選擇。通常,這種閥門採用不銹鋼材質,而非黃銅,因為黃銅與氨會發生化學反應,不適宜使用。根據《GB/T 26478-2011 氨用截止閥和升降式止回閥》中的3.1條款,密封面允許採用巴氏合金或者聚四氟乙烯等耐腐蝕材料。J41B或J41F系列閥門在液氨環境中是適用的。
液氨與氣氨需要專用的處理設備,特別是閥芯通常採用巴氏合金製成,以抵抗氨的強烈腐蝕性。氨易揮發,因此推薦使用具有防腐特性閥門以確保系統安全。如需更多咨詢,建議搜索「欣裕瑞控制閥」獲取專業建議。
液氨專用的波紋管截止閥在材質上精心設計,包括波紋管、倒密封和自密封結構。閥桿密封採用多種防護技術,如波紋管、倒密封和自密封,確保長期穩定。填料選用多級聚四氟乙烯密封材料,經過驗證,即使在5000次使用中,波紋管也能保持完好無損。