阀体材质

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阀体、阀盖和闸板(阀瓣)的材料

阀体、阀盖和闸板(阀瓣)是阀门的主要零件之一,直接承受介质压力。其中阀体、阀盖是承压件,闸板(阀瓣)是控压件。承压件的定义是:一旦它们被破坏,其所包容的介质或流体会释放到大气中的零件。因此,所用的材料必须具有能在规定介质温度和压力作用下达到的机械性能和良好的冷、热加工工艺性。

大多数阀门的阀体、阀盖和闸板(阀瓣)形状都比较复杂,因此一般采用铸件较多。只有某些小口径或特殊工况要求的阀门采用锻件。

一、碳素钢

适用于非腐蚀性介质,在某些特定条件下如在一定范围内的温度、浓度条件下,也可用于某些腐蚀性介质。适用温度-29~425℃

1、碳素铸钢

目前国内采用的现行标准是GB12229-89《通用阀门、碳素钢铸件技术条件》,材较牌号为WCA、WCB、WCC。该标准是参照美国材料试验协会标准ASTMA216-77《高温用可熔焊碳钢铸件标准规范》制定的。这个标准至少已修改过两次,而我们GB12229-89仍在使用,目前见到的较新的版本是ASTMA216-2001。它与ASTMA216-77的区别(也即与GB12229-89的区别)在于以下三个方面。

A:2001年的标准对WCB钢增加了一条规定,即含碳量最大限值每低0.01%含猛量最大限值可增加0.10%直到最大值为1.28%.

B:WCA、WCB、WCC三个牌号的杂质元素Cu:77年为0.40%, 2001修改为0.50%; Mo:77年为0.25%,2001年修改为0.20%.

C:杂质元素的总含应≤1.0%,2001年加上了当有碳当量要求时此条不适用,并规定三个牌号的碳当量最大值为0.5以及碳当量的计算式。

注意事项:

A:合格的铸件必须是化学成份合格,力学性能也合格,并且全面达到标准要求,特别是杂质元素的控制,否则将影响焊接性能。

B:标准中规定的化学成份是最大值。在制造过程中为了获得良好的焊接性能又能达到标准中规定的力学性能必须制订化学成分的内控制标准和对铸件、试棒进行正确的热处理。否则制造不出合格的铸件。例如WCB钢的含碳

量标准规定≤0.3%,如果冶炼出来WCB钢含碳量为0.1%或更低从成分是看是合格的,但力学性能达不到要求。含碳量如果等于0.3%也合格但焊接性能差,含碳量的控制以0.25%左右为最佳.如果做“出口”,有的外商会提出含碳量的控制要求。

C:关于碳素钢阀门的温度范围

(a)JB/T5300-91<通用阀的材料>规定碳钢制阀门的适用温度为-30℃至450℃.

(b)SH3064-9《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》规定碳素钢制

阀的适用温度为-20℃至425℃(使用下限规定为-20℃是为了与GB150钢制压力容器统一)

(c)ANSIB16·34《法兰和对焊端阀门》压力——温度额定值基准中规定WCBA105(碳素钢)适用温度范围为-29℃至425℃,不允许在425℃以上长期使用。固碳素钢在425℃以上有石墨化倾向。

2、碳素钢锻材

JB/T7746 ——95《缩径锻钢阀门》执行GB12228-89《通用阀门碳素钢锻件技术条件》。JB/T450——92《PN16.0~32.0MPa锻造角式高压阀门、管件、紧固件技术条件》中执行的JB755——85《压力容器技术条件》已废止,由JB4726——94《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》代替。

阀门主要承压件、阀体、阀盖的材料最常用的牌号是GB699《优质碳素结构钢技术条件》中的20、25、30、35、40以及25Mm。

一般习惯上中压锻钢阀采用25号钢制作承压件。35号、40号用于制作PN16.0MPa2.0MPa锻造角式高压阀承压件.PN14.0MPa的缩径锻钢阀承压件常用25或25Mn制作。

应注意锻件锻造后必须进行热处理,25号钢以下包括25号采用正火处理。

30、35、40根据产品设计需要的力学性能采用正火或调质处理。

引进装置进入我国后,国外进口的锻造碳素钢阀门如800磅级锻钢阀采用的材料是ASTMA10《管道部件用碳钢锻件》;

其主要化学成分(%) C Mn Si P S

≤0.35 0.60~1.05 ≤0.35 ≤0.04 ≤0.05 力学性能: Ob(Mpa) Os(Mpa) £% ¥% HB

≥485 ≥250 ≥22 ≥30 ≤187

注意事项:

A:ASTM A105并不是我国的25号钢或25Mn,虽然其主要化学成分相当于我国的25Mn,但ASTM A105对其杂质元素Cu、Ni、Mo、V、Nb的控制以及C、Mn 含量的关系都有控制要求。

B:锻钢阀门是否还要进行材料的力学性能检测是根据产品设计要求决定的,对于低碳钢只要化学成份合格,正火的热处理工艺正确的,他的力学性能就是一定的,不像中碳钢和高碳钢可以按淬火后的不同回火温度得到不同的力学性能。对于锻造高压阀门如PN16.0MPa、PN32.0MPa或更高压力的锻钢阀由设计决定采用的材料应达到的机械性能.根据所要求的机械性能确定回火温度以达到材料的性能符合设计要求.

二、不锈钢

常用的不锈钢是奥氏体不锈钢,用于腐蚀性介适用温度范围极广,低温可用于-269℃(液氦),高温可达816℃,常用的温度范围为-196℃(液氮)至650℃奥氏体不锈钢的耐蚀性是相对的,不是什么样的腐蚀介质它都能承受。金属的腐蚀现象或所谓的耐腐蚀性是根据腐蚀性介质的种类、浓度、温度、压力、流速等环境条件,以及金属本身的性质、即含有成分、加工性、热处理等诸因素的差异而分成有不同的腐蚀状态和腐蚀速度。例如不锈钢具有优良的耐腐蚀性能,可是因为腐蚀环境或使用条件的不同,也可能发生意想不到的腐蚀破坏事故。因此,应充分地了解腐蚀介质和耐腐蚀材料,才能选择合适的耐腐蚀材料。

金属的腐蚀形态可分为两大类:均匀(全面)腐蚀和局部腐蚀,均匀(全面)腐蚀包括全面成膜腐蚀和无膜腐蚀。

全面成膜腐蚀:腐蚀在金属的全部或大部面积上进行,而且生成保护膜,具有保护性。例如:碳素钢在稀硫酸中腐蚀很快,当硫酸浓度大于50%时,腐蚀率达到最大值,此候浓度再继续增大腐蚀率反而下降。这是由于浓硫酸的强氧化性,在铁的表面生成一层组织致密的钝化膜,这种钝化膜不溶于浓硫酸,从而起到了阴碍腐蚀作用。

无膜腐蚀:无膜全面腐蚀很危险,因为它保持一定速度全面进行。

局部腐蚀:局部腐蚀的形态有十三种如缝隙腐蚀、脱层腐蚀、晶间腐蚀等等。据调查,化工装置中局部腐蚀约占70%。在诸多局部腐蚀的形态中与阀门制造有关且常见的是晶间腐蚀。

一般对均匀腐蚀的程度用腐蚀率表示。但如何评价则有不同规定。

按石油化工企业管道设计器材选用通则》规定,介质对金属材料的腐蚀速率,管道金属材料的耐腐蚀能力可分为下列四类:

年腐蚀速率不超过0.05mm的材料为充分耐腐蚀材料;

年腐蚀速率在0.05~0.1mm的材料为耐腐材料:

年腐蚀速率0.1~0.5mm的材料为尚耐腐蚀性材料;

年腐蚀速率超过0.5mm的材料为不耐腐蚀材料的.

《腐蚀数据手册》对均匀(全面)腐蚀的耐腐蚀性用均匀腐蚀来评价,如表1所示。

表1 耐蚀性能的评价

据《金属防腐蚀手册》(中国腐蚀与防护学会)规定如表2所示。

表2 金属材料耐腐蚀性的10级标准

按日本《配管》《装置用配管材料及其选定法》规定如表3所示。

表3耐蚀性能的评价

晶间腐蚀:局部地沿着结晶粒子边界向深度方向腐蚀的形式称晶间腐蚀。这种腐蚀,外表看不出腐蚀迹象。严重的晶间腐蚀可以穿过整个机体厚度。

产生晶间腐蚀的原因是由于沿晶粒边界析出碳化Cr23C6或FeCr化合物——称O相使晶界周围贫铬,在适合的腐蚀介质(产生晶间腐蚀的介质)中,就形成碳化铬(阴极)——贫铬区(阳极)电池。使晶界贫铬区产生腐蚀。

由上述可看出晶间腐蚀是有条件的。其内因是必须有碳化铬或O相沿晶界析出使晶界贫铬。其外因是必须有腐蚀贫铬区的介质。水和一些中性溶液并不腐蚀贫铬区,所以即使存在贫铬区也不会产生晶间腐蚀。如果晶界不贫铬,即使有产生晶间腐蚀的介质也不会产生晶间腐蚀。所以产生晶间腐蚀的内因、外因缺一不可。

产生贫铬的原因:一是钢水化学成分不合格,如碳高、铬低或仿钛、铌的不锈钢中碳钛比或碳铌比不够。二是热处理工艺不正确或焊接或加工时加热至碳化物析出温度,而在900℃至400℃冷却速充不够快而析出碳化物造成贫铬。

控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀有三种方法:

(1)执行正确的热处工艺将钢加热至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固融体中溶解;

(2)加入固定碳的元素钛或铌:

(3)采用含碳量≤0.03的超低碳不锈钢。

奥氏体不锈钢作高温钢用:

高温是指温度超过350℃以上。高温用钢是指在高温下具有较高强度的钢材。在石油化工装置里,高温并伴有腐蚀的场合就必须使用既耐高温又耐腐蚀的材料。不锈钢18Cr —8Ni~25Cr--20Ni的高温强度高,特别是18—8Ti 18—8Mb等合金元素影响更为优越。一般在没有耐腐蚀性问题的场合,在规定范围内,含碳量高的不锈钢,其高温强度也高。若在18—8钢内添加Mo、Nb、Ti、Mo可强基体,Nb、Ti则形成碳化物,从而可改善高温强度。具体什么牌号的不锈钢最高使用温度多少要查材料的温压表。

1、不锈铸钢

制造阀体、阀盖、闸板(阀瓣)当采用铸件时常用的铸钢牌号为GB12230《通用阀门奥氏体铸钢技术条件》和GB2100《不锈钢耐酸铸件技术条件》中的ZGOOCr18Ni10、ZGOCr18Ni9、ZG1Cr18Ni9、ZGOCr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9Ti、ZGoCr18Ni12Mo2Ti、

ZG1Cr18Ni12Mo2Ti;GB2100中的ZG1Cr13、ZG2Cr13、ASTMA217《高温承压件用马氏体不锈钢和合金钢铸件标准规范》中的CA15(相当我国ZG1Cr13)以及GB12230中的CF3、CF8、CF3M、CF8M、CF8C(这五个牌号选自ASTMA351《承压件用奥氏体、奥氏体一铁素体(双相)钢铸件标准规范》)

60年代初至70年代末我国的不锈钢阀的牌号只有两个,而且这两个牌号一直延用至今,即ZG1Cr18Ni9Ti(材料代号为P)和ZG1Cr18Ni12Mo2Ti(材料代号为R),引进装置出现后,CF3、CF8、CF3M、CF8M才在阀门制造中使用。

目前不锈钢阀最常用的不锈钢牌号为ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF3、CF8、CF3M、CF8M,此外,ZG1Cr13、ZG2Cr13和CA15一般只作关闭件(闸板或阀瓣)用。

关于不锈钢使用中的注意事项;

(1)GB12230不适用于带焊接法兰的铸件,该标准中并没有说明为什么不适用,笔者认为主要是该标准中没有涉及有关焊接法兰铸件应有的有关焊接件的技术要求,焊接热处理等条款。

(2)GB12230中没有提到晶间腐蚀检验问题,该标准中的CF3、CF8、CF3M、CF8M、CF8C来自ASTMA351,而ASTMA351中也没有提到晶间腐蚀检验问题,这是因为ASTMA351中的钢号没有或不适于恶劣的腐蚀环境。美国标准分的很细,在恶劣条件下使用的不锈钢另有标准,即ASTMA744《恶劣条件下用耐蚀铁、铬、镍铸件标准规范》,在这个标准中就规定了CF3、CF3M、CF8C要在敏化试片上作晶间腐蚀检验,其余牌号的铬—镍不锈钢在交货产品的试样上作晶间腐蚀检验。GB2100中关于晶间腐检验是按合同规定。

(3)间腐蚀检验:

晶间腐蚀检验用的试片是个80×18×3(长×宽×厚)上下两面平面磨至的薄片。

敏化:将试片在650℃加热、保温2小时(压力加工件)或1小时(铸件)空冷。之所以在650℃下加热是因为奥氏体不锈钢在500~700℃碳化铬最易沿晶界析出造成晶界贫铬从而在产生晶间腐蚀的介质中产生晶间腐蚀。

交货产品试片:

即试片经固溶处理,实际上是和铸件一同处理的试样上取下来的试片。

判别:试片在酸中浸泡后弯曲90°(铸件)或180°(铸件)若有裂纹则不合格,不合格时铸件要重新热处理,但重复处理的次数不超过两次.

什么情况下要在敏化试片上作晶间腐蚀检验?

含碳量≤0.03或添加了稳定化元素Ti、Nb、以及0.03≤C≤0.08不含稳定化元素用于焊接的奥氏体铬—镍不锈钢要在敏化试片上进行晶间腐蚀检验。因为不敏化不易发现晶间腐蚀倾向。

什么情况下可不敏化?

含碳量大于0.03不含稳定化元素的奥氏体铬—镍不锈钢若不作焊接接件可不敏化。

奥氏体不锈钢的晶间腐蚀问题是很严重的问题,因此,一定要根据客户要求,执

行标准来生产。

(4)使用马氏体不锈钢铸件时一定要进行正确的热处理,马氏体不锈钢ZG1Cr13、ZG2Cr13CA15如果不作热处理一摔就碎,很脆,特别作止回阀阀瓣不处理很容易破坏,处理的方法可以退火,然后密封面高频淬火;也可以调质。调质即淬火后高温回火,ASTMA217规定CA15的最低回火温度为595℃。

(5)奥氏体铬—镍不锈钢采用固溶处理即1100℃加热保温后水淬,其作用的去除焊接应力,回复冲进值(勒性)、改善耐蚀性。

(6)含碳量≤0.03%的超低碳不锈铸钢的温度限制:

CF3≤800℉(426.6℃) CF3M≤858℉(454.4℃)

(7) 含碳量≥0.03%的不锈铸钢的最高使用温度按温压表确定。

2不锈钢棒材和锻件

国内牌号的不锈钢棒执行标准是GB1220《不锈钢棒》常用牌号为:1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti、oCr18Ni9、ooCr19Ni10、oCr17Ni12Mo2、ooCr17Ni14Mo2、锻件的牌号与棒材相同,执行标准为JB4728《压力容器用不锈钢锻件》。

美国牌号的不锈钢棒材和锻材分别执行ASTMA276《不锈与耐用热钢棒材和型材》和ASTMA182《高温用锻制或轧制合金钢法兰、锻制管件、阀门和部件》。

常用棒材牌号为ASTMA276 304 304L 316 316L

常用锻材牌号为ASTMA182 F304 F304L F316 F316L

关于不锈钢棒材和锻材使用中的注意事项:

(1)ASTMA276 304不等于ASTMA182F304。304含Ni8.0~10.5%F304含Ni8~11%。

304L不等于F304L 304L含碳≤0.03含Ni8~12%,F304L含碳≤0.035含Ni8~13%

316L不等于F316L,316L含碳≤0.03含Ni10~14%,F316L含碳≤0.035含Ni10~15%

(2)不要认为铸材与相应牌号的棒材化学成份是相同的。例如:

316L含Cr量16~18%含Ni量10~14%

CF3M含 Cr量17~21%,含Ni量9~13%

316含Cr量16~18%含Ni量10~14%

CF8M含Cr量18~21%含Ni量9~12%

304含Cr量18~20%含Ni量8~10.5%

CF8含Cr量18~21%含Ni量8~11%

304L含Cr量18~20%含Ni量8~12%

CF3含Cr量17~21%含Ni量8~12%

由以上看出如果用316或316L重熔变成CF8或CF8M往往Cr含量不够.

(3)GB1220《不锈钢棒》中有一种牌号Y1Cr18Ni9含C≤0.15含S≤0.15这是一种易切削钢,各1Cr18Ni19是不一样的,前者不能用于耐酸的场合.

(4)其余注意事项同不锈钢

这里说的高温阀是指用于火力发电,介质为高温、高压蒸汽的阀门和用于炼油厂催化系统,介质为有硫化物氢腐蚀的石油介质阀门。

1、用于高温、高压蒸汽的阀门主体的铸钢材料采用以下两个标准:

(1)ZBJ9805—89《锅炉管道附件承压件技术条件》,材料牌号如下:

材料牌号适用温度范围

ZG20CrMo ≤510℃

ZG20CrMoV ≤540℃

ZG15Cr1Mo1V ≤570℃

(2)JB/T5263—91《电站阀门铸钢件技术条件》材料牌号为WC1(0.5Mo),WC6(1Cr-0.5 Mo),WC9(2.5Cr—1Mo)这三个牌号来自ASTMA217《高温承压件用马氏体不锈钢和合金钢铸件标准规范》。这三种钢的适用温度范围从ANSIB16.34温压表中查得的结果以及各阀门制造厂根据自己产品的特点和使用场合推荐的使用温度限制列于下表:

注:WC1在468℃以上温度区域使用时要考虑高温下石墨化的可能性

WC6WC9在565.5℃以上区域要考虑生成氧化皮的可能性

2、用于炼催化系统工作温度≤550℃的铸钢材料。

这种阀门过去习惯上都叫铬5钼阀,可是铸钢铬5钼这个牌号的铸钢即无国家标准也无志业标准。长期以来各阀门制造厂均参照原苏联标准来制定自己的工厂标准。其牌号为ZGCr5Mo,其含碳量为0.15~0.25%.因此实际牌号应定为ZG2Cr5Mo.阀门设计手册给出的牌号就是ZG2Cr5Mo,中石化在制订SH3064—94《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》标准时参照JISG5151中的SCPH61、BS3100中的B5、ASTMA217中的C5以及我国GB1221中的1Cr5Mo的化学成份特为这种材料订为ZG1Cr5Mo,但同样只有个牌号并无标准规定它的化学成份、力学性能、热处理规范等等。70年代末引进装置中这类阀门的材料为ASTMA217C5,从成份上看相当铸钢1铬5钼。笔者建议采用ASTMA217C5来制造这类阀门。上述的钢号也叫5铬0.5钼钢。这种钢具有良好的抗石油裂化过程介质腐蚀的性能。对含有硫化物的热石油介质耐蚀性良好,有抗氢腐蚀的能力。并有良好的热强性。

该钢种工艺性能较差易发生铸造裂纹,焊接时,热影响区会出现马氏体组织而产生明显的脆化,所以该种焊前需预热,焊后要热处理,一般预热温度300~400℃焊后处理温度740~760℃。ASTMA217C5适用温度≤593℃

2、高温阀主体材料的棒材或锻材

对应ASTMA217C5的锻材是ASTMA182F5,GB1221 1Cr5M,

对应ASTMA217WC6的锻材是ASTMA182F11,GB307715CrMo

对应ASTMA217WC9的锻材是ASTMA182F22,GB307712Cr1Mo1V

对应ZG20CrMo的棒材或锻材是GB3077 20CrMo

注意:对应的GB牌号只是相当但不等于主体材料的代用要经用户同意。

四、低温阀门用钢

一般低温系指小于-29至-196 ℃范围内。小于-196~269℃为超低温范围。石化

企业规定低于-20℃就算低温。一般碳素钢、低合金钢、铁素钢在低温下韧性急剧下降,脆性上升,这种现象叫材料的冷脆现象。为了保证材料的使用性能,不仅要求材料在常温时有足够的强度、韧性、加工性能以及良好的焊接性能,而且要求材料在低温下也具有抗脆化的能力。另外材料在低温时会有发生收缩,各个零件收缩率不同是至使某些密封部位发生泄露的原因。因此,要研究各部位的材料、结构、防止低温时产生间隙。

几种常用气体的液化温度(一个大气压下的沸点)

在引进装置进入我国以前的六十至七十年代间制作低温阀门的材料也就是铜合金、不锈钢也没有低温阀门用钢标准。1976年行业上第一次召开了低温阀门的交流会,了解了30万吨/年、115万吨/年乙烯工程低温阀门要求,材料等情况。国家“七五”重大装备攻关项目中就列有低温阀门,直到1994年才制定了机械工

业行业标准JB/T7248—94《阀门用低温铸件技术》,1995年制定了JB/T7749—1995《低温阀门技术条件》。到目前为止真正能按要求作出低温阀门的厂家也不多。

1、低温阀门主体材料用钢(铸钢和锻材)

a、首先介绍国外标准:

低温铸钢的材料标准是ASTM A352/A352M《低温承压件用铁素体和马氏体铸钢件标准规范》。其类型、钢号、性能如下:

A S T M A352

A、在规定的最大含碳量以下,碳每降低0.01%,允许锰含量比规定的上限增加0.04%。但LCA最大锰含量为1.10%,LCC最大锰含量为1.40%

A352

A、QT=淬火+回火

B、强度要求除给出范围者外均匀为最小值

NT=正火+回火NT/QT表示NT和QT均可

A352

A、在一些钢中,淬透性和残余元素(主要是磷和硫)可能限制了能达到表

中冲击能的最大截面尺寸。

B、QT=淬火+回火 NT=正火+回火 NT/QT表示QT和NT均可

C、要求将由供需双方协议确定

temper:回火;quench:淬火;

各种材料的最低使用温度就是表中的实验温度。

低于-101~196%℃常用奥氏体钢,如CF8、CF8M,目前笔者没有找到CF8、CF8M在-196℃下的冲击实验的指标。但我国JB/T7749-94《低温阀门技术条件》中作出了规定。内容为:奥氏体不锈钢铸件的化学成分和力学性能应接GB12230规定,且冲击实验结果为:

实验温度三个试样中一个试样最小值三个试样最小平均值

-196℃10~20N·m(J) 20~27N·m(J) 低温锻钢的材料标准是ASTM A350/A350M《要求冲韧性实验的管件用碳钢及低合金钢锻件标准规范》,其中常见的三个钢种是LF1、LF2、LF3其

低温冲击韧性实验要求如下:

低于-101℃~196℃所使用的棒材或锻材一般采用ASTMA276、304、316(棒材)或ASTMA182、F304、F316

b、国内标准的阀用低温

低温阀门铸钢件标为JB/T7248《阀门低温铸钢件技术条件》该标准中只列了四种钢号:LCB、LC1、LC2和LC3,其要求完全和ASTM A352相同。

棒材和锻材我国还没有低温阀门用的碳钢及低合金钢锻件和棒材标准

规范。

2、对于低温阀门用钢需要说明或注意的问题

a、LCA、LCB、LCC和WCA、WCB、WCC的化学成分相同,但使用的温度范围不同:

WCB:-29~425℃ WCC:-29~425℃

LCB:-46~343℃ LCC:-46~343℃

要注意的是化学成分相同并不是一种钢,LCB是要求低温冲击的钢,它和WCB的标准化学成分相同但要达到规定的低温性能必须在化学成分上控制和通过热处理来达到,如果用WCB钢当LCB钢用则会照成事故。如果在-46 ℃作低温冲击实验WCB钢只能达到4焦耳,而LCB能达到14焦耳(单个试样最小)。

b、3.5Ni钢(LC3、LF3)的焊接;

3.5Ni钢在最初研制时是作-101℃以上的温度范围使用的.日本从经

济观点出发,多用-104℃沸点的液化乙烯装置上。为此,焊接材料的选用和施焊方法显得更为重要。LF3、LC3使用温度范围-101~343℃。

c、根据ASME/ANSI B31.5规定,下列材料可不作冲击试验.

(1)、铝、304或CF8、304L或CF3、316或CF8M和321奥氏体钢、铜、

紫铜、铜镍合金和镍合金。

(2)、用于温度高-45℃的A193B7级螺栓材料。

(3)、用于温度高-101℃的A320L7、L10级、温度高于143℃的A320L9级的螺栓材料:(ASTMA320-93中已无L9、L10级)

d、低温冲击试验

用铁素体钢如LCA、LCB、LCC、LC1、LC2、LC3制造的低温阀门主要零件特别是铸件,在低温下使用时必须达到一定的韧性指标才能使用。因此,这些材料要进行最低使用温度下的冲击试验。其方法是把试块放在冷却介质中浸15分钟,然后在5秒钟内迅速完毕。冲击试样为夏氏V形缺口冲击试样(10mm×10mm)指标。

e、深冷处理

定义:将零件浸入低温液氮箱中保温一定时间,以减少其由于温差和金相组织改变而产生的变形,从而提高阀门在低温时的密封性能的一种处理方法。

奥氏体不锈钢在马氏体转变温度时,部份奥氏体变成马氏体而引起体积变化导致零件变形是阀门密封面泄露的一个重要原因。此外,由于温度降低时零件产生冷缩和温差应力引起阀门零件不规则的变形也是引起低温泄露的一个原因。为此,零件在精加工前(如密封面研磨前)对主要零件如阀体、阀盖、闸板(阀瓣)、阀杆、紧固件等进行低于工作温度一睥深冷处理。

一般规定,在-101℃以下使用的阀门主要零件在精加工前要进行深冷处理。但如果用户要求时,高于-101℃工作的低温阀门零件也要进行深冷处理。

深冷处理方法:将要处理的零件浸放在液氮箱内进行冷却,当零件温度达-196℃时,开始保温1~2小时,然后取出箱外自然处理到常温,重复循环两次。

机械加工常用金属材料及特性

简介:1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。 2. Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。 4. HT150——灰铸铁。应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等 5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征: 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件 6. 65Mn——常用的弹簧钢。应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。 7. 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备 8. Cr12——常用的冷作模具钢(美国钢号D3,日本钢号SKD1) 特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

阀体材质

阀体、阀盖和闸板(阀瓣)的材料 阀体、阀盖和闸板(阀瓣)是阀门的主要零件之一,直接承受介质压力。其中阀体、阀盖是承压件,闸板(阀瓣)是控压件。承压件的定义是:一旦它们被破坏,其所包容的介质或流体会释放到大气中的零件。因此,所用的材料必须具有能在规定介质温度和压力作用下达到的机械性能和良好的冷、热加工工艺性。 大多数阀门的阀体、阀盖和闸板(阀瓣)形状都比较复杂,因此一般采用铸件较多。只有某些小口径或特殊工况要求的阀门采用锻件。 一、碳素钢 适用于非腐蚀性介质,在某些特定条件下如在一定范围内的温度、浓度条件下,也可用于某些腐蚀性介质。适用温度-29~425℃ 1、碳素铸钢 目前国内采用的现行标准是GB12229-89《通用阀门、碳素钢铸件技术条件》,材较牌号为WCA、WCB、WCC。该标准是参照美国材料试验协会标准ASTMA216-77《高温用可熔焊碳钢铸件标准规范》制定的。这个标准至少已修改过两次,而我们GB12229-89仍在使用,目前见到的较新的版本是ASTMA216-2001。它与ASTMA216-77的区别(也即与GB12229-89的区别)在于以下三个方面。 A:2001年的标准对WCB钢增加了一条规定,即含碳量最大限值每低0.01%含猛量最大限值可增加0.10%直到最大值为1.28%. B:WCA、WCB、WCC三个牌号的杂质元素Cu:77年为0.40%, 2001修改为0.50%; Mo:77年为0.25%,2001年修改为0.20%. C:杂质元素的总含应≤1.0%,2001年加上了当有碳当量要求时此条不适用,并规定三个牌号的碳当量最大值为0.5以及碳当量的计算式。 注意事项: A:合格的铸件必须是化学成份合格,力学性能也合格,并且全面达到标准要求,特别是杂质元素的控制,否则将影响焊接性能。 B:标准中规定的化学成份是最大值。在制造过程中为了获得良好的焊接性能又能达到标准中规定的力学性能必须制订化学成分的内控制标准和对铸件、试棒进行正确的热处理。否则制造不出合格的铸件。例如WCB钢的含碳

常用阀体材料选用表

阀门材料 阀门主要零件的材质,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时,还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。 许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是,正确、合理的选择阀门的材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。 阀门的材质,种类繁多,适用于各种不同工况。现把常用的壳体材质、内件材质和密封面材质介绍如下。 一、壳体常用的材质 1.灰铸铁灰铸铁阀以其价格低廉、适用范围广而应用在工业的各个领域。它们通常用在水、蒸汽、油和气体为介质的情况下,并广泛地应用于化工、印染、油化、纺织和许多其它对铁污染影响少或没有影响到的工业产品上。 适用于工作温度在–15~200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。 2.黑心可锻铸铁适用于工作温度在–15~300℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。适用介质为水、海水、煤气、氨等。 3.球墨铸铁球墨铸铁是铸铁的一种,这种铸铁,团状或球状石墨取代了灰铸铁中的片状石墨。这种金属内部结构的改变使它的机械性能比普通的灰铸铁要好,而且不损伤其它性能。所以,用球墨铸铁制造的阀门比那些用灰铸铁制造的阀门使用压力更高。适用于工作温度在–30~350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa的中低压阀门。 适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。 4.碳素钢(WCA、WCB、WCC)起初发展铸钢是为适应那些超出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要。但由于碳钢阀总的使用性能好,并对由热膨胀、冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大,就使它的使用范围扩大,通常包括了用铸铁阀和青铜阀门的工况条件。 适用于工作温度在–29~425℃之间的中高压阀门。其中16Mn、30Mn作温度为–40~400℃之间,常用来替代ASTM A105。适用介质为饱和蒸汽和过热蒸汽。高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天燃气等。 5.低温碳钢(LCB)低温碳钢和低镍合金钢可以用于低于零度的温度范围,但不能扩大使用到深冷区域。用这些材料制造的阀门适用于以下介质,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。 适用于工作温度在–46~345℃之间的低温阀门。 6.低合金钢(WC6、WC9)低合金钢(如碳钼钢和铬钼钢)制造的阀门可以适用许多种工作介质,包括饱和和过热蒸汽、冷的和热的油、天然气和空气。碳钢阀的工作温度可以用到500℃,低合金钢阀可用到600℃以上。在高温下,低合金钢的机械性能比碳钢要高。 适用于工作温度在–29~595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;C5、C12适用于工作温度在–29~650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。 7.奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢大约含18%的铬和8%的镍。18-8奥氏体不锈钢经常用来使用在温度过高和过低以及很强的腐蚀条件下作为阀体和阀盖材料。以18-8不锈钢为基体加入钼并稍微增加镍的含量,实质上就增加其抗腐蚀能力。用这种钢制造的阀门可以大量地应用在化工上,如输送醋酸、硝酸、碱、漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和许多其它的化工产品。 为了适用高温范围,进一步改变材料成分,在这不锈钢内加入铌,就是我们所知的18-10-Nb,温度可以用到800℃。 奥氏体不锈钢通常用在很低的温度下也不会变脆,所以用这种材料(如18-8和18-10-3Mo)制造的阀门很适于低温下工作。例如输送液态的气体,象天然气、沼气、氧气和氮气。

阀门阀体材料的适宜工作温度

阀门阀体材料的适宜工作温度 1综述 阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是调节阀的工作温度。为了规范阀门主体材料的适宜工作温度,从各种类型的阀门用钢和合金牌号的材料性能方面对我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出了明确的规定,供阀门产品设计、制造及检验时用。另外,从技术管理和生产管理及物资采购等方面考虑,对每种类型的钢应选用综合性能良好的,不宜选用过多的钢号和合金牌号,以防造成混乱。 2低温工况 2.1超低温阀门材料 超低温阀门(-254(液氢)~-101℃(乙烯))主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处理后的低温力学性能,特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。下列奥氏体不锈钢可用于制造超低温阀门。ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8和CF3,ASTM A182 F316、F316L、F304和F304L,ASTM A433 316、316L、304、304L和CF8D。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前,必须在液氮(-196℃)中进行深冷处理。 2.2低温阀门材料 适用于低温阀门(-100~-30℃)的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有ASTM A351

CF8M、CF3M、CF8和CF3,ASTM A182 F316、F316L、F304和F304L,ASTM A433 316、316L、304、304L和CF8D。低温承压件用铁素体和马氏体钢有ASTMA352LCA(-32℃)、LCB、LCC(-46℃)、LC1(-59℃)、LC2、LC211(-73℃)和LC3(-100℃)。ASTMA352标准中的材料初级价格较低,但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂,需要多次作调质处理,方能达到标准要求的低温冲击韧性的要求,生产周期长。低温冲击韧性达不到标准要求时,不允许投料作低温钢使用。 因此,只有在生产批量大,并且可成炉冶炼时才采用,而在一般情况下选用奥氏体不锈钢。 3非腐蚀工况 阀门工作介质为水、蒸汽、空气和油品等非腐蚀性物质时,一般采用碳素钢。阀门用碳素钢系指ASTMA216标准中的WCB、WCC铸钢和ASTM A105锻钢。阀门用碳素钢适宜工作温度为-29~425℃。但是为了安全,考虑到介质的工作温度有可能波动,因此,一般碳素钢的使用温度不应超过400℃。 4腐蚀工况 4.1铬-钼系高温钢 阀门选用的Cr-Mo高温铸钢主要是采用ASTM A217标准中的WC6、WC9和C5(ZG1Cr5Mo),其对应的轧材分别为ASTM A182中的F11、F22和F5。 (1)低铬级铬-钼钢低铬级铬-钼钢有WC6、WC9、F11和F22,其

阀体材料代号与介质温度

表1 阀体材料代号 g g 表2 阀门密封面或衬里材料代号 2、当阀座和阀瓣(阀板)密封材料不同时,用低硬度材料代号表示(隔膜阀除外)。 不同的阀体、阀盖材料适用的介质温度如下: 1、灰铸铁阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 250℃。 2、可锻铸铁阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 300℃。 3、球墨铸铁阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 350℃。 4、高硅铸铁阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 120℃。 5、碳素钢阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 425℃(锻件 16Mn、30Mn 可 达 450℃)。 6、Cr5Mo 合金钢阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 1550℃。

7、1Cr18Ni9Ti 和 Cr18Ni12Mo2Ti 不锈钢阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 600℃。 8、铜合金阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 200℃。 9、钛阀体、阀盖适用的介质最高使用温度为 300℃。 10、塑料阀体、阀盖适用的介质最高使用温度:尼龙 100℃、氯化聚醚 100℃、聚氯乙烯 60℃、聚三氟氯乙烯 -60~120℃、聚四氟乙烯 -180~150℃。 11、橡胶隔膜阀视橡胶种类不同而定,天然橡胶 60℃;丁腈橡胶、氯丁橡胶 80℃;氟橡胶 150℃。 12、阀门衬里用橡胶、塑料时,以橡胶、塑料的耐温性能为准。 13、陶瓷和玻璃阀门,其耐温急变性差,一般用于 90℃以下。 14、搪瓷阀门耐温性能受到密封圈材料的限制,最高介质温度下超过 150℃。 注:耐酸钢、不锈钢允许不涂漆,铜合金不涂漆 注: CF8M相当于我国ZG0Cr17Ni12Mo2,对应于型材为316不锈钢,腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用,温度范围:-268℃至+649℃,温度+425℃以上要指定碳含量0.04%及以上CF8相当于我国ZG0Cr18Ni9,对应于型材为304不锈钢,腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用,温度范围:-268℃至+649℃,温度+425℃以上要指定碳含量0.04%及以上WCB是美国铸钢牌号,中碳钢,无腐蚀性应用,包括水,油和气,温度范围:-30℃至425℃ HT200中国灰铸铁牌号 1000WOG,1000指的是1000PSI(1000PSI约等于68.94公斤),WOG为WATER、OIL、GAS,也就是水、油品、气体的英文字母。

阀体材料

怎样进行阀体材料有哪些?怎样进行热处理? 发布时间:2009-07-22 10:43:47 来自:-- 进行热处理方法: 1.灰口铸铁的热处理。 为了达到不同的目的,灰口铸铁在铸造后可以进行不同的热处理。阀门生产中对灰口铸铁阀体等零件在铸造后常选用的热处理工艺有:消除铸造应力的热时效和消除自由渗碳体的高温退火。热时效是必须的一道工序。高温退火只有在铸造时由于化学成分和铸造冷却速度控制不当,造成铸造后组织中存在初生渗碳体时才用它来代替热时效。 2.碳素铸钢的热处理。 铸钢件在铸造后具有较大的铸造残留应力,有时铸钢件的组织粗大,甚至出现过热组织。这些都影响铸钢件的尺寸稳定性,降低钢的力学性能和不利于切削加工的进行。为了消除铸造应力、细化组织、提高机械性能和改善切削加工性等,阀门生产中对碳素钢阀体等零件在铸造后常选用退火或正火+回火处理。 3.奥氏体型不锈耐酸钢的热处理。 奥氏体型不锈耐酸钢的主要缺陷是容易产生晶间腐蚀,一般可采取对钢施以一定的热处理的防止措施。阀门生产中对奥氏体型不锈耐酸钢的阀体等零件常选用的热处理工艺有:固溶处理(淬火)、稳定处理和深冷处理。 阀体的常用材料有如下九种:

1.灰铸铁,适用于工作温度在-15~+200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa 的低压阀门。 2.黑心可锻铸铁,适用于工作温度在-15~+250℃之间,公称压力 PN≤2.5MPa的中低压阀门。 3.球墨铸铁,适用于工作温度在-30~+350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa 的中低压阀门。 4.碳素钢(WCA、WCB、WCC),适用于工作温度在-29~+425℃之间的中、高压阀门,其中16Mn、30Mn工作温度为-40~+450℃之间,常用来代替ASTMA105。 5.低温碳钢(LCB),适用于工作温度在-46~+345℃之间的低温阀门阀门。 6.合金钢(WC6、WC9),适用于工作温度在-29~+595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;WC5、WC12适用于工作温度在-29~+650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。 7.奥氏体不锈钢,适用于工作温度在-196~+600℃之间的腐蚀性介质的阀门。 8.蒙乃尔合金,主要适用于含氢氟介质的阀门。 9.铸铜合金,主要适用于工作温度在-273~+200℃之间的氧气管路用阀门。 以上列举的是阀体常用材料中的大类,具体每类材料中,又有很多不同牌号,各种不同牌号又适用于各种不同的压力等级。因此,在选择阀门的阀体材料时,应根据不同的用途和不同的压力等级,确定适合于工况需要的阀体材料。

阀门阀体材料的适宜工作温度

阀门阀体材料的适宜工作温度 阀门阀体材料的适宜工作温度 1综述 阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是调节阀的工作温度。为 了规范阀门主体材料的适宜工作温度,从各种类型的阀门用钢和合金牌号的材料性能方面对我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行 业用的阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出了明确的规定,供阀门产品设计、制造及检验时用。另外,从技术管理和生产管理及物资采购等方面考虑,对每种类型的钢应选用综合性能良好的,不宜 选用过多的钢号和合金牌号,以防造成混乱。 2低温工况 2.1超低温阀门材料 超低温阀门(-254 (液氢)?-10「C(乙烯))主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处理后的低温力学性能,

特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。下列奥氏体不锈 钢可用于制造超低温阀门。ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8和CF3 , ASTM A182 F316、F316L、F304 和 F304L,ASTM A433 316、316L、 304、304L和CF8D。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前,必须在液氮(-196 C)中进行深冷处理。 2.2低温阀门材料 适用于低温阀门(-100?-30 C)的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182 F316、F316L、F304 和F304L , ASTM A433 316、316L、304、304L 和 CF8D。 低温承压件用铁素体和马氏体钢有 ASTMA352LCA (-32 C)、LCB、 LCC (-46 C)、LC1 (-59 C)、LC2、LC211 (-73 °C)和 LC3 (-100 C)。ASTMA352标准中的材料初级价格较低,但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂,需要多次作调质处理,方能达到标准要求的低温冲击韧性的要求,生产周 期长。低温冲击韧性达不到标准要求时,不允许投料作低温钢使用。因此,只有在生产批量大,并且可成炉冶炼时才采用,而在一般情况下选用奥氏体不锈钢。 3非腐蚀工况 阀门工作介质为水、蒸汽、空气和油品等非腐蚀性物质时,一般采用碳素

阀体材质适用介质及温度

阀体材质适用介质及温度: WCB 碳钢 ASTM A216 无腐蚀性介质,包括水,油和气等, 温度范围:-30℃至+425℃ WC6 1.25%铬0.5%钼钢 ASTM A217 无腐蚀性应用,包括水,油和气, 温度范围:-30℃至+593℃ WC9 2.25%铬 ASTM A217 无腐蚀性应用,包括水,油等级WC9和气,温度范围:-30℃至+593℃ C5 5%铬0.5%钼 ASTM A217 轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用,温度范围:-30℃至+649℃ LCB 低温碳钢 ASTM A352 温度范围:-46℃至+340℃

LC3 3.5%镍钢 ASTM A352 低温应用,温度低至-101℃不能用于温度高于+340℃的场合 C12 9%铬1%钼 ASTM A217 轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用, 温度范围:-30℃至+649℃ CA6NM(4) 12%铬钢 ASTM A487 腐蚀性应用, 温度范围:-30℃至+482℃ CA15(4) 12%铬 ASTM A217 腐蚀性应用, 温度范围高达+704℃ CF8M 3 16不锈钢 ASTM A351 腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用, 温度范围:-268℃至+649℃, 温度+425℃以上要指定碳含量0.04%及以上

CF8C 347不锈钢 ASTM A351 主要用于高温,腐蚀性应用, 温度范围:-268℃至+649℃, 温度+540℃以上要指定碳含量0.04%及以上 CF8 304不锈钢 ASTM A351 腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用, 温度范围:-268℃至+649℃, 温度+425℃以上要指定碳含量0.04%及以上 CF3 304L不锈钢 ASTM A351 腐蚀性或无腐蚀性应用, 温度范围高达+425℃ CF3M 316L不锈钢 ASTM A351 腐蚀性或无腐蚀性应用, 温度范围高达+454℃

阀门阀体材料的适宜工作温度

阀门阀体材料的适宜工作温度

阀门阀体材料的适宜工作温度 1综述 阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是调节阀的工作温度。为了规范阀门主体材料的适宜工作温度,从各种类型的阀门用钢和合金牌号的材料性能方面对我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出了明确的规定,供阀门产品设计、制造及检验时用。另外,从技术管理和生产管理及物资采购等方面考虑,对每种类型的钢应选用综合性能良好的,不宜选用过多的钢号和合金牌号,以防造成混乱。 2低温工况 2.1超低温阀门材料 超低温阀门(-254(液氢)~-101℃(乙烯))主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处理后的低温力学性能,特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。下列奥氏体不锈钢可用于制造超低温阀门。ASTM A351 CF8M、CF3M、CF8和CF3,ASTM A182 F316、F316L、F304和F304L,ASTM A433 316、316L、304、304L和CF8D。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前,必须在液氮(-196℃)中进行深冷处理。 2.2低温阀门材料 适用于低温阀门(-100~-30℃)的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有ASTM

A351 CF8M、CF3M、CF8和CF3,ASTM A182 F316、F316L、F304和F304L,ASTM A433 316、316L、304、304L和CF8D。低温承压件用铁素体和马氏体钢有ASTMA352LCA(-32℃)、LCB、LCC(-46℃)、LC1(-59℃)、LC2、LC211(-73℃)和LC3(-100℃)。ASTMA352标准中的材料初级价格较低,但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂,需要多次作调质处理,方能达到标准要求的低温冲击韧性的要求,生产周期长。低温冲击韧性达不到标准要求时,不允许投料作低温钢使用。因此,只有在生产批量大,并且可成炉冶炼时才采用,而在一般情况下选用奥氏体不锈钢。 3非腐蚀工况 阀门工作介质为水、蒸汽、空气和油品等非腐蚀性物质时,一般采用碳素钢。阀门用碳素钢系指ASTMA216标准中的WCB、WCC铸钢和ASTM A105锻钢。阀门用碳素钢适宜工作温度为-29~425℃。但是为了安全,考虑到介质的工作温度有可能波动,因此,一般碳素钢的使用温度不应超过400℃。 4腐蚀工况 4.1铬-钼系高温钢 阀门选用的Cr-Mo高温铸钢主要是采用ASTM A217标准中的WC6、WC9和C5(ZG1Cr5Mo),其对应的轧材分别为ASTM A182中的 F11、F22和F5。 (1)低铬级铬-钼钢低铬级铬-钼钢有WC6、WC9、F11和F22,

阀体材质代号一览表

阀体材质代号 览表

F316、F304L 、F316L 以下为几种不锈钢阀门材料参数及具体运用: 材料代号 中文简称 应用介质 工作温度范围 WCB 碳钢 无腐蚀性应用,包括水,油和气 温度范围:-30C 至+425C LCB 低温碳钢 低温应用,温度低至-46C 不能用于温度高于+340C 的场合 LC3 3.5%镍钢 低温应用,温度低至-101C 不能用于温度高于+340C 的场合 WC6 1.25%铬 0.5%!目钢 无腐蚀性应用,包括水,油和气 温度范围:-30C 至+593C WC9 2.25 铬 无腐蚀性应用, 包括水,油等级WC 侨口气 温度范围:-30C 至+593C C5 5%铬0.5%目 轻度腐蚀性或侵蚀性应用 及无腐蚀性应用 温度范围:-30C 至+649C C12 9潴 1%S 轻度腐蚀性或侵蚀性应用 及无腐蚀性应用 温度范围:-30C 至+649C CA6NM(4) 12%& 钢 腐蚀性应用 温度范围:-30C 至+482C CA15(4) 12%& 腐蚀性应用 温度范围高达+704C CF8M 3 16不锈钢 腐蚀性或超低温或高温 无腐蚀性应用 温度范围:-268C 至+649C 温度+425C 以上要指定碳含量 0.04%及以上 温度范围:-268C 至+649C CF8C 347不锈钢 主要用于高温,腐蚀性应用 温度+540C 以上要指定碳含量 0.04%及以上 CF8 304不锈钢 腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用 温度范围:-268C 至+649C 这些是常用阀门材料代号,表示铸件!对应的锻钢代号是:F304、 F8---304 CF8M---316, CF3---304L, CF3M---316L

阀门设计常用材料

阀体材料 常用的碳素钢铸件、锻件材料表1-1 注: (1)表1中WCA、WCB、WCC是按美国标准表示的牌号,ZG 205-415、ZG 250-485、ZG 275-485是按GB/T 5631铸钢牌号表示方法分别对应WCA、WCB、WCC的牌号。UNS J02502、UNS J03002、UNS J02503是以美国金属与合金统一系统编号方法,分别对应WCA、WCB、WCC的牌号。

(2)表1中最常用的是WCB钢,其标准含碳量≤0.30%,但为了获得优良的焊接性能和力学性能,其含碳量应控制在0.25%左右。 (3)残留元素Cr、Ni、Mo、V、Cu也是必须控制并达标,其残留元素总量应≤1%,但有碳当量(CE)要求时此条不适用。 (4)当阀门的连接端为焊连接时必须控制碳总量。ASTM A 216补充要求中规定了使用于不同场合的碳素钢铸件碳当量的要求。但不同的产品标准根据其工况条件,对碳当量的要求也不同,如API 6D则要求炉前分析CE≤0.43,成品分析CE≤0.45。同样为了保证焊接性能API 6D对焊接端的碳素钢铸件含碳量也作了规定,炉前分析CE≤0.23%,成品分析CE≤0.25%,硫磷含量≤0.035。碳当量CE=C%+Mn%/6+(Cr+Mo+V)%/5+(Ni+Cu)%/15。 (5)ASTM A 105并不是我国的25号钢或25Mn钢,虽然其主要化学成分相当于我国的25Mn钢,但ASTM A 105对杂质元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb的控制以及C、Mn含量的关系和材料的热处理都有控制要求。 (6)锻钢阀门是否需要进行材料的力学性能检测是根据产品设计要求决定的,对于低碳钢只要化学成分合格,正火的热处理工艺正确,其力学性能就是一定的,不像中碳钢和高碳钢可以按淬火后的不同回火温度得到不同的力学性能。

阀门按阀体材料分类

阀门按阀体材料分类 阀门按阀体材料分类 (1)金属材料阀门:其阀体等零件由金属材料制成。如铸铁阀、碳钢阀、合金钢阀、铜合金阀、铝合金阀、铅合金阀、钛合金阀、蒙乃尔合金阀等。 (2)非金属材料阀门:其阀体等零件由非金属材料制成。如塑料阀、陶阀、搪阀、玻璃钢阀等。 (3)金属阀体衬里阀门:阀体外形为金属,内部凡与介质接触的主要表面均为衬里,如衬胶阀、衬塑料阀、衬陶阀等。 阀体的常用材料及各种材料热处理分析 阀体的材料种类繁多,适用于各种不同的工况。 阀体的常用材料有如下九种: 1.灰铸铁,适用于工作温度在-15~+200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。 2.黑心可锻铸铁,适用于工作温度在-15~+250℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。 3.球墨铸铁,适用于工作温度在-30~+350℃之间,公称压力PN≤ 4.0MPa的中低压阀门。 4.碳素钢(WCA、WCB、WCC),适用于工作温度在-29~+425℃之间的中、高压阀门,其中16Mn、30Mn工作温度为-40~+450℃之间,常用来代替ASTMA105。 5.低温碳钢(LCB),适用于工作温度在-46~+345℃之间的低温阀门阀门。 6.合金钢(WC6、WC9),适用于工作温度在-29~+595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;WC5、WC12适用于工作温度在-29~+650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。 7.奥氏体不锈钢,适用于工作温度在-196~+600℃之间的腐蚀性介质的阀门。 8.蒙乃尔合金,主要适用于含氢氟介质的阀门。 9.铸铜合金,主要适用于工作温度在-273~+200℃之间的氧气管路用阀门。 以上列举的是阀体常用材料中的大类,具体每类材料中,又有很多不同牌号,各种不同牌号又适用于各种不同的压力等级。因此,在选择阀门的阀体材料时,应根据不同的用途和不同的压力等级,确定适合于工况需要的阀体材料。 此外,阀体材料还有钛合金(钛阀)、铝合金(铝阀);塑料(塑料阀);陶瓷(陶瓷阀)等等。 阀体毛坯热处理工艺按不同的材料分别如下: 1.灰口铸铁的热处理。 为了达到不同的目的,灰口铸铁在铸造后可以进行不同的热处理。阀门生产中对灰口铸铁阀体等零件在铸造后常选用的热处理工艺有:消除铸造应力的热时效和消除自由渗碳体的高温退火。热时效是必须的一道工序。高温退火只有在铸造时由于化学成分和铸造冷却速度控制不当,造成铸造后组织中存在初生渗碳体时才用它来代替热时效。 2.碳素铸钢的热处理。 铸钢件在铸造后具有较大的铸造残留应力,有时铸钢件的组织粗大,甚至出现过热组织。这些都影响铸钢件的尺寸稳定性,降低钢的力学性能和不利于切削加工的进行。为了消除铸造应力、细化组织、提高机械性能和改善切削加工性等,阀

阀体常用材料和各种材料的热处理

分析阀体常用材料及各种材料的热处理 阀体的材料种类繁多,适用于各种不同的工况。 阀体的常用材料有如下九种: 1.灰铸铁,适用于工作温度在-15~+200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。 2.黑心可锻铸铁,适用于工作温度在-15~+250℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。 3.球墨铸铁,适用于工作温度在-30~+350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa的中低压阀门。 4.碳素钢(WCA、WCB、WCC),适用于工作温度在-29~+425℃之间的中、高压阀门,其中16Mn、30Mn工作温度为-40~+450℃之间,常用来代替ASTMA105。 5.低温碳钢(LCB),适用于工作温度在-46~+345℃之间的低温阀门阀门。 6.合金钢(WC6、WC9),适用于工作温度在-29~+595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;WC5、WC12适用于工作温度在-29~+650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。 7.奥氏体不锈钢,适用于工作温度在-196~+600℃之间的腐蚀性介质的阀门。 8.蒙乃尔合金,主要适用于含氢氟介质的阀门。 9.铸铜合金,主要适用于工作温度在-273~+200℃之间的氧气管路用阀门。 以上列举的是阀体常用材料中的大类,具体每类材料中,又有很多不同牌号,各种不同牌号又适用于各种不同的压力等级。因此,在选择阀门的阀体材料时,应根据不同的用途和不同的压力等级,确定适合于工况需要的阀体材料。 此外,阀体材料还有钛合金(钛阀)、铝合金(铝阀);塑料(塑料阀);陶瓷(陶瓷阀)等等。 阀体毛坯热处理工艺按不同的材料分别如下: 1.灰口铸铁的热处理。 为了达到不同的目的,灰口铸铁在铸造后可以进行不同的热处理。阀门生产中对灰口铸铁阀体等零件在铸造后常选用的热处理工艺有:消除铸造应力的热时效和消除自由渗碳体的高温退火。热时效是必须的一道工序。高温退火只有在铸造时由于化学成分和铸造冷却速度控制不当,造成铸造后组织中存在初生渗碳体时才用它来代替热时效。 2.碳素铸钢的热处理。

液压阀阀体的材料加工工艺要求及各自区别

目前,绝大多数液压阀品种均以球墨铸铁作为阀体主要材质。力田选用优质球墨铸铁原料及严格要求加工工艺及精细度,确保产品适用于注塑机等高精密,高压设备。 液压阀阀体材料 液压阀阀体主要零件的材质,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时,还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。许多种材料可以满足液压阀阀体在多种不同工况的使用要求。但是,正确、合理的选择液压阀阀体的材料,可以获得液压阀阀体最经济的使用寿命和最佳的性能。 液压阀阀体的材质,种类繁多,适用于各种不同工况。现把常用的壳体材质、内件材质和密封面材质介绍如下。 液压阀阀体常用的材质 1.灰铸铁灰铸铁阀以其价格低廉、适用范围广而应用在工业的各个领域。它们通常用在水、蒸汽、油和气体为介质的情况下,并广泛地应用于化工、印染、油化、纺织和许多其它对铁污染影响少或没有影响到的工业产品上。 适用于工作温度在–15~200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压液压阀阀体。 2.黑心可锻铸铁适用于工作温度在–15~300℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压液压阀阀体。适用介质为水、海水、煤气、氨等。 3.球墨铸铁球墨铸铁是铸铁的一种,这种铸铁,团状或球状石墨取代了灰铸铁中的片状石墨。这种金属内部结构的改变使它的机械性能比普通的灰铸铁要好,而且不损伤其它性能。所以,用球墨铸铁制造的液压阀阀体比那些用灰铸铁制造的液压阀阀体使用压力更高。适用于工作温度在–30~350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa的中低压液压阀阀体。 适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。 4.碳素钢(WCA、WCB、WCC)起初发展铸钢是为适应那些超出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要。但由于碳钢阀总的使用性能好,并对由热膨胀、冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大,就使它的使用范围扩大,通常包括了用铸铁阀和青铜液压阀阀体的工况条件。

阀体材质代号一览表

阀体材质代号一览表 阀体材料代号 A105(碳钢锻件) WCB(碳钢铸件) WCC C LCB LCC CB CC LC2 LC3 C2 C3 304.(CF8;CF8C)PNb 316 (CF8M)R WCB-304;CF8(内件) C-P WCB-316;CF8M(内件) C-R 1Cr5Mo;ZGCr5Mo;C5 I 304L;(CF3)PL 316L;(CF3M)RL WC6;WC9 C6;C9 A-20;CN7M;SMo合金S;SM Monel合金MM WCB-Monel(内件)C-M CZ-100(铸镍合金) Ni

H62;ZCuZn16Si4 T ZTA2(铸钛)TA HK30;HK40 HK F8---304 CF8M---316, CF3---304L, CF3M---316L 这些是常用阀门材料代号,表示铸件!对应的锻钢代号是:F304、F316、F304L、F316L 以下为几种不锈钢阀门材料参数及具体运用: 材料代号中文简称应用介质工作温度范围WCB 碳钢无腐蚀性应用,包括水,油和气温度范围:-30℃至+425℃LCB 低温碳钢 低温应用,温度低至-46℃ 不能用于温度高于+340℃的场合LC3 3.5%镍钢 低温应用,温度低至-101℃ 不能用于温度高于+340℃的场合WC6 1.25%铬0.5%钼钢无腐蚀性应用,包括水,油和气温度范围:-30℃至+593℃WC9 2.25铬 无腐蚀性应用, 包括水,油等级WC9和气 温度范围:-30℃至+593℃C5 5%铬0.5%钼 轻度腐蚀性或侵蚀性应用 及无腐蚀性应用 温度范围:-30℃至+649℃C12 9%铬1%钼 轻度腐蚀性或侵蚀性应用 及无腐蚀性应用 温度范围:-30℃至+649℃ CA6NM(4) 12%铬钢腐蚀性应用温度范围:-30℃至+482℃ CA15(4) 12%铬腐蚀性应用温度范围高达+704℃ CF8M 3 16不锈钢 腐蚀性或超低温或高温 无腐蚀性应用 温度范围:-268℃至+649℃温度+425℃以上要指定碳含量 0.04%及以上 CF8C 347不锈钢主要用于高温,腐蚀性应用 温度范围:-268℃至+649℃ 温度+540℃以上要指定碳含量 0.04%及以上 CF8 304不锈钢腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用温度范围:-268℃至+649℃

阀体的加工工艺

1引言 1.1 本课题的意义 机械工业是国民经济的基础产业,工艺是机械工业的基础工作。制造技术是一个永恒的主题,是设想、概念、科学、技术物化的基础与手段,是国家经济与国防的体现,也是国家国家工业化的关键。工业技术是制造技术的重要部分,也是最有活力的部分。产品从设计到现实必须通过加工才能完成,工艺是设计和制造的桥梁,设计的可能性往往受到工艺的制约,同样设计可以通过不同的工艺来实现,工艺不同,所需的加工设备工艺装备也就不同,其质量和生产也就有差别。 机床夹具是机械制造行业中不可或缺的重要工艺装备,可以保证机械加工质量,提高生产效率,降低生产成本,减轻劳动强度,实现生产过程自动化,使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围,所以夹具在机械加工中发挥着重要的作用,大量专用机床夹具的采用为大批量的生产提供了必要的条件。因此,好的夹具设计可以提高产品劳动生产率,保证和提高加工精度,降低生产成本等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 本次设计主要是阀体加工工艺和钻模的设计,从实际生产要求出发,突出实际应用,并以相关理论知识为纽带,紧密联系生产具有很强的实用性。 1.2 我国机械工艺发展现状 我国的现代制造技术主要沿着“广义制造”(或称“大制造”)的方向发展,具体的发展方向可以归纳为4 个方面和多个大项目。这4 个方面体现为现代设计的技术、现代成形和改性的技术、现代加工的技术、制造系统和管理的技术,大项目则包括反求分层制造技术、微纳米技术、中尺度制造技术、极限制造技术、高速加工技术、表面工程技术、质量控制工程、虚拟制造、智能制造、协同制造、绿色制造和共生制造等。当前,我国工艺发展的重点是并行设计、创新设计、改性技术与现代成形、材料成形过程仿真和优化等。

阀体和阀盖材料及使用条件

阀体、阀盖和关闭件常用材料及使用条件如下: 1.灰口铸铁:灰口铸铁的断口成深灰色。具有良好的铸造性能,适于铸造各种复杂形状的零件和薄壁零件。它还具有耐磨、吸震、良好的加工性能。加之,它的价格便宜,被大量用在阀门上。但由于灰口铸铁为石墨片状组织,其强度和塑性低,只能适用于公称压力≤16公斤力/厘米2、介质温度≤200°C的低压阀门上。常用牌号有 HT20—40、HT25—47、 HT30—54等。适用于水、蒸汽、油类等介质。 2.可锻铸铁:可锻铸铁是以团絮状石墨形态存在,其性能比灰口铸铁好,它具有较高的抗拉强度,韧性和塑性比灰口铸铁好。适用于公称压力<25公斤力/厘米2介质温度<300° 3。常用牌号有KT 30—6、KT33 — 8等。适于水、蒸汽、油类等介质。 3.球墨铸铁:球墨铸铁中石墨成球状存在,它具有灰口铸铁的优良性能,又兼有钢的高强度性能和一定的塑性,它比钢的耐磨性,抗氧化性、减震性好。适用于公称压力≤40公斤力/厘米*,适于水、蒸汽、油类等介质,温度≤350°C的阀门,常用牌号用QT45— 5, QT40—17等。在沸腾稀硫酸和沸腾浓硝酸等介质中,常用耐酸高硅球墨铸铁,它具有不锈钢的一些优点,可节约贵重金属。 4.碳素钢:它具有较高的强度、较好的韧性和塑性,加之它加工性能好,价格低,被广泛用在阀门上。碳素钢适用于公称压力<320公斤力/厘米2,温度<450°C的水、蒸汽、油类等介质。常用牌号A3、A5、20、25、35及ZG25等。 5.低合金钢:它的机械性能比碳素钢好、具有较好的组织稳定性和热强性。适用于温度 540-570°C,工作压力在P54—P57140公斤力/厘米2的非腐蚀介质,在电站阀门上用得较多,常用牌号有15CrMo、ZG20CrMo、ZG20CrMoV、12CrlMoV、15CrlMolV、Z Gl5 —CrlMolV等。33CrNi3MoA、40CrNiMoA、适于公称压力<3000公斤力/厘米2、温度< 300°C的乙烯等介质。 6.不锈耐酸钢:它具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性,并能在高温下工作、它适于硝酸等腐蚀性介质、公称压力64—320公斤力/厘米2,温度不超过600° C的阀门。常用牌号有lCr18 —Ni9Ti、ZG lCrl8Ni9Ti, 1 Oi8Nil2Mo2Ti、Z G 1 Cri8Nil2Mo3Ti 等。

阀体材料

阀门材料 阀门主要零件的材质,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时,还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。 许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是,正确、合理的选择阀门的材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。 阀门的材质,种类繁多,适用于各种不同工况。现把常用的壳体材质、内件材质和密封面材质介绍如下。 一、壳体常用的材质 1.灰铸铁灰铸铁阀以其价格低廉、适用范围广而应用在工业的各个领域。它们通常用在水、蒸汽、油和气体为介质的情况下,并广泛地应用于化工、印染、油化、纺织和许多其它对铁污染影响少或没有影响到的工业产品上。 适用于工作温度在–15~200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。 2.黑心可锻铸铁适用于工作温度在–15~300℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。适用介质为水、海水、煤气、氨等。 3.球墨铸铁球墨铸铁是铸铁的一种,这种铸铁,团状或球状石墨取代了灰铸铁中的片状石墨。这种金属内部结构的改变使它的机械性能比普通的灰铸铁要好,而且不损伤其它性能。所以,用球墨铸铁制造的阀门比那些用灰铸铁制造的阀门使用压力更高。适用于工作温度在–30~350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa 的中低压阀门。 适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。 4.碳素钢(WCA、WCB、WCC)起初发展铸钢是为适应那些超出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要。但由于碳钢阀总的使用性能好,并对由热膨胀、冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大,就使它的使用范围扩大,通常包括了用铸铁阀和青铜阀门的工况条件。 适用于工作温度在–29~425℃之间的中高压阀门。其中16Mn、30Mn作温度为–40~400℃之间,常用来替代ASTM A105。适用介质为饱和蒸汽和过热蒸汽。高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天燃气等。5.低温碳钢(LCB)低温碳钢和低镍合金钢可以用于低于零度的温度范围,但不能扩大使用到深冷区域。用这些材料制造的阀门适用于以下介质,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。 适用于工作温度在–46~345℃之间的低温阀门。 6.低合金钢(WC6、WC9)低合金钢(如碳钼钢和铬钼钢)制造的阀门可以适用许多种工作介质,包括饱和和过热蒸汽、冷的和热的油、天然气和空气。碳钢阀的工作温度可以用到500℃,低合金钢阀可用到600℃以上。在高温下,低合金钢的机械性能比碳钢要高。

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