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公司新聞

鋼制閥門的內(nèi)件材料


內(nèi)件主要是指閥門關閉件的密封面和閥桿、襯套(上密封座),在國外常以trim表示內(nèi)件。

內(nèi)件材料的選用原則是根據(jù)主體材料的情況、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點以及零件所起的作用、受力情況綜合考慮的。對于常規(guī)的通用閥門在標準已規(guī)定了內(nèi)件材料或規(guī)定了幾種材料由設計者根據(jù)具體情況選用。對于一些有特殊要求的閥門,如高溫、高壓、介質(zhì)有腐蝕等工況條件,則需按工況條件選擇內(nèi)件材料。

1、關閉件密封面材料

關閉件即閘板(閥瓣)、閥座。關閉件的密封面是閥門的主要工作面之一,材料選擇是否合理以及它的質(zhì)量狀況直接影響閥門的功能和使用壽命。

1.1 關閉件密封面的工作條件

由于閥門用途十分廣泛,因此閥門密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓,溫度可以從-269℃到816℃,有些工作溫度可達1200℃,工作介質(zhì)從非腐蝕介質(zhì)到各種酸堿等強腐蝕性介質(zhì)。從密封面的受力情況來看,它受擠壓和剪切。從磨擦學的角度來看,有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此,應該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應的密封面材料。

(1)磨粒磨損

磨粒磨損是指粗糙的硬表面在軟表面上滑動時出現(xiàn)的磨損。硬材料壓入較軟的材料表面,在接觸表面就會劃出一條微小的溝槽,此溝槽所脫落的材料以碎屑或疏松粒子的形式被推離物體的表面。

(2)腐蝕磨損

金屬表面腐蝕時產(chǎn)生一層氧化物,這層氧化物通常覆蓋在受到腐蝕作用的部位上,這樣就能減慢對金屬的進一步腐蝕。但是,如果發(fā)生滑動的話,就會**掉表面的氧化物,使裸露出來的金屬表面受到進一步的腐蝕。

(3)表面疲勞磨損

反復循環(huán)加載和卸載會使表面或表面下層產(chǎn)生疲勞裂紋,在表面形成碎片和凹坑,*終導致表面的破壞。

(4)沖蝕

材料的損環(huán)是由銳利的粒子沖撞物體而產(chǎn)生的,它與磨粒磨損相似,但表面很粗糙。

(5)擦傷

擦傷是指密封面相對運動的過程中,材料因摩擦引起的破壞。

1.2 對密封面材料的要求

理想的密封面要耐腐蝕、抗沖蝕、耐擦傷、有足夠的擠壓強度、在高溫下有足夠的抗氧化性和抗熱疲勞性、密封面與本體有相近的線膨脹系數(shù)、有良好的焊接性能與加工性能。

上述的這些對密封面材料的要求只是個理想狀態(tài),不可能有這樣十全十美的材料。因此,選材要視具體情況解決主要矛盾。

1.3 密封面材料的種類

常用的密封面材料分為兩大類:軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料。軟質(zhì)材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。硬質(zhì)材料為各種金屬和合金。

1.3.1軟質(zhì)材料

注:(1)表中的適用溫度是推薦性的**使用溫度,根據(jù)密封面結(jié)構(gòu)和受力的不同適用溫度也不盡相同。

(2)表中的適用溫度范圍是這類產(chǎn)品的一般范圍,每種產(chǎn)品都有多種牌號,適用溫度也不盡相同。此外,使用場合不同推薦的使用溫度范圍也不同。

(3)表中的名稱是這類材料的統(tǒng)稱,每種都有幾個牌號,性能也不一樣,如尼龍就有尼龍1010、尼龍6、尼龍66等等。丁腈橡膠有丁腈18、丁腈26、丁腈40等,選用時要注意不同牌號的性能。

(4)氟塑料具有冷流傾向,即應力達到一定值時開始流動,例如聚四氟乙烯如果在結(jié)構(gòu)上沒有考慮保護措施,在一定應力下即會流動、失效。

(5)表中的推薦適用的介質(zhì)范圍也是攏統(tǒng)的,應用時要查這些材料與某種介質(zhì)的相容性數(shù)據(jù)。

1.3.2 硬質(zhì)材料

硬質(zhì)材料的密封面主要是各種金屬如銅合金、不銹鋼、硬質(zhì)合金等。

1.3.2.1 銅合金

JB/T 5300《通用閥門 材料》中規(guī)定的灰鑄鐵閥、可鍛鑄鐵閥,球墨鑄鋼閥的銅合金密封面材料牌號有:鑄鋁黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3、鑄錳黃銅ZCuZn38Mn2Pb2、鑄鋁青銅ZCuAl9Mn2、ZCuAl9Fe4Ni4Mn2,當然還有其它牌號如H62、巴氏合金(ZChPbSb16-16-2鉛銻軸承合金)等。銅合金在水或蒸汽中的耐腐蝕性和耐磨性都較好,但強度低,不耐氨和氨水腐蝕,適用介質(zhì)溫度≤250℃。但巴氏合金耐氨及氨水腐蝕、熔點低,強度低,適用于溫度≤70℃,PN1.6MPa氨閥。

1.3.2.2 鉻不銹鋼

鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性,常用于水、蒸汽、油品等非腐蝕性介質(zhì),溫度-29~425℃的碳素鋼閥門。但鉻不銹鋼耐擦傷性能較差,特別是在大比壓的情況下使用很易擦傷。試驗表明比壓在20MPa下耐擦傷較好。對于高壓小口徑閥門常采用棒材或鍛件其牌號為1Cr13、2Cr13、3Cr13制作的整體閥瓣,密封面經(jīng)表面淬火(或整體淬火),其硬度值對2Cr13 HRC41~47、3Cr13HRC 46~52為宜。國外標準中,如API 600 、BS 1873中對Cr13型密封面的硬度要求為*小HB 250硬度差至少HB 50,材料牌號為ASTM A 182 F6a。對于大口徑閥門其密封面往往采用堆焊下面介紹幾種堆焊焊條。

① D507符合GB EDCr-A1-15 堆焊金屬為1鉻13半鐵素體高鉻鋼。焊層有空淬特性,一般不需熱處理,硬度均勻,亦可在750~800℃退火軟化。當加熱至900~1000℃空冷或油淬后可重新硬化。焊前須將工件預熱至300℃以上(也有資料介紹不需預熱《閥門堆焊技術》),焊后空冷HRC≥40。焊后如進行不同熱處理可獲得相應硬度。

② D507Mo 符合GB EDCrA2-15 堆焊金屬為1鉻13半鐵素體高鉻鋼,有空淬特性,焊前不預熱,焊后不處理,焊后空冷HRC≥37。

③ D577鉻錳型閥門,堆焊焊條符合GB EDCrMn-C-15,焊前不預熱,焊后不處理,抗裂性好,HRC≥28,與堆507鉬配合使用。

說明:

(1)D507Mo和D577兩種焊條是為了代替Cr13型焊條,堆焊有硬度差的閥門密封面而配套研制的。D507Mo堆焊金屬硬度較高,用于閘板;D577堆焊金屬硬度較低,用于堆焊閥體或閥座密封面。兩者組成的密封面可獲得良好的抗擦傷性能。

(2)堆焊層的高度加工后應在5mm以上,以保證硬度和成份穩(wěn)定。

(3)堆焊要按焊接工藝規(guī)定操作,焊接電流不可過大以防止焊條成份發(fā)生變化影響焊接質(zhì)量。

1.3.2.3 硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金中*常用的是鈷基硬質(zhì)合金也稱鈷鉻鎢硬質(zhì)合金。它的特點是耐腐蝕、耐磨、抗擦傷,特別是紅硬性好,即在高溫下也能保持足夠的硬度,此外加工工藝性適中,其許用比壓80~100MPa,國外資料介紹155MPa。適用溫度范圍-196℃~650℃,特殊場合可達816℃。但是,它在硫酸、高溫鹽酸中不耐腐蝕。在一些氯化物中也不耐腐蝕。

常用牌號:STELLITEN0.6 符合AWSECoCr-A 、GB EDCoCr-A-03,也相當D802,焊前根據(jù)工件大小進行250~400℃預熱,焊時控制層間溫度250℃,焊后600~750℃保溫1~2小時后隨爐緩冷或?qū)⒐ぜ糜诟稍锖皖A熱的沙缸或草灰中緩冷。

其它牌號還有STELLITEN0.12 符合AWSECoCr-B 、GB EDCr-B-03,也相當D812,焊后其硬度HRC≥41。

以上兩種是鈷基硬質(zhì)合金電焊條。鈷基硬質(zhì)合金還有焊絲,可以進行氧—乙炔堆焊或鎢極氬弧焊,牌號:STELLITE N0.6焊絲符合AWS:RCoCr-A也相當HS 111 ,常溫硬度HRC 40~46;STELLITEN0.12符合AWS:RCoCr-B也相當HS 112 ,常溫硬度HRC 45~50。

硬質(zhì)合金(鈷基)焊接都要對工件預熱,焊時控制層間溫度焊后處理,要根據(jù)焊接工藝或焊條說明書施焊。

1.3.2.4 等離子噴焊密封面

等離子噴焊用的是合金粉末,類型有鐵基合金粉末、鎳基合金粉末和鈷基合金粉末。噴粉有許多優(yōu)點,省材料、質(zhì)量好,但需要設備投資。

1.3.2.5 表面處理后作密封面

有些閥類的關閉件不能堆焊,如球閥的球體。如果是Cr不銹鋼制的球體可通過熱處理來提高表面硬度,如果是奧氏體鋼制作的球體由于其表面很軟就要用表面??理的方法來提高表面硬度,在提高硬度的同時還要考慮處理后表面的耐蝕性。的表面處理辦法有:鍍硬鉻、化學鍍鎳、鍍鎳磷合金、氮化、多元復合氮化、噴涂等。

1.3.2.6 不銹鋼密封面

不銹鋼密封面大多為以本體材料作密封面,即304或CF8的閥體在其上直接作出密封面,除了304、CF8外還有316、CF8M、304L、CF3、316L、CF3M、FA20、CN7M等。

1.3.2.7 其它密封面材料

文章鏈接:http://www.klevalve.com/jsxw/1261.htm

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