阀门需求潜能增加 性能要求不断提高阀门材料选用分析


    随着我国经济的发展一带一路的顺利实施在铁路、海洋、航空等领域所释放出来的阀门需求潜能不断增加,对产品性能特别是环保性能提出了更高的要求。这些,都要求企业进行产品的更新换代,向技术要效益。但这些依然不够。我国阀门企业必须摆脱传统的发展思维,淡化人口红利所带来的价格优势,从技术创新中找到自己的位置,适应市场发展趋势,依靠科技第一生产力,加大科研投入力度,搭建产学研的平台,推进企业快速发展。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。

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    一、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。

    二、阀门阀体的常用材料

    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。 

    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。

    三、阀体毛坯热处理工艺

    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。

    4、马氏体型耐热钢的热处理:

    马氏体型耐热钢在铸造后要及时退火,防止产生裂纹,并且退火保温时间要充足(一般为4~8小时)。马氏体型耐热钢退火的目的在于消除应力,进行重结晶,细化晶粒,降低硬度,改善切削加工性能,并为最终热处理做好组织准备。

    马氏体型耐热钢最终热处理采用正火+回火处理。

    5、优质碳素钢的热处理:

    优质碳素钢的热处理以35号锻钢阀体为例,35号钢阀体锻造后要进行正火,而其最终热处理要根据阀门制造技术文件的规定执行,一般要进行调质处理。

    四、阀门材质应用范围

    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,确定适合于工阀门材质应用范围表:

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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。


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