常用阀门金属材料及使用温度简介

阀门设计和选材时必须重点考虑的问题之一是阀门的工作温度。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。

1、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。ASTMA351 CF8M、CF3M、CF8 和CF3 , ASTM A182F316 、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、高温阀门铬- 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 , 其适用的工作介质为水、蒸汽和氢气, 不宜用于含硫油品。WC6 和F11 适宜工作温度为- 29~540 ℃, WC9 和F22 适宜工作温度为- 29~570 ℃。(2 ) 铬五钼高温钢 铬五钼高温钢有C5(ZG1Cr5Mo) 和F5 , 其适用的工作介质为水、蒸汽、氢气和含硫油品等。C5 (ZG1Cr5Mo) 如果用于水蒸汽时, 其最高工作温度为600 ℃。用于含硫油品等工作介质时, 其最高工作温度为550 ℃。因此, 规定C5 (ZG1Cr5Mo) 的工作温度为≤550 ℃。

3、耐蚀镍基合金 耐蚀镍基合金阀门主要是选用ASTM A494 标准中的铸造蒙乃尔合金1) 、铸镍合金(CZ - 100) 、英康乃尔合金(CY - 40) 、哈氏合金B (N - 12MV、N - 7M) 及哈氏合金C (CW -(1) 蒙乃尔合金 蒙乃尔合金(Monel) 具有较高的强度和韧性, 特别是具有优异的抗还原酸及强碱介质和海水等腐蚀的性能。因此, 通常用于制造输送氢氟酸、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸等介质的设备和阀门, 也适用于干燥氯气、氯化氢气、425 ℃高温氯气及450 ℃高温氯化氢气等介质,但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸及含氧高的介质) 的腐蚀。整体是蒙乃尔合金的阀门材料代号为MM , 内件是蒙乃尔合金的阀门, 壳体为碳素钢时阀门材料代号为C/ M、壳体为CF8 时阀门材料代号为P/ M、壳体为CF8M 时阀门材料代号为R/M。蒙乃尔合金M35 - 1 、Monel 400 和MonelK500 合金的适宜工作温度为- 29~480 ℃。(2) 铸镍合金 铸镍合金(CZ - 100) 的化学成分为95 %Ni 和1100 %C , 其无对应的轧材。当CZ - 100 用于高温高浓度或无水碱溶液中时, 具有优异的耐蚀性能。CZ - 100 常用于在高腐蚀浓度(包括熔融无水苛性钠) 的氯碱生产中以及用于不能有铜和铁等金属污染产品的场合。铸镍合金CZ- 100 阀门的材料代号为Ni 。CZ - 100 合金适宜工作温度为- 29~316 ℃。(3) 哈氏合金 哈氏合金(Hastelloy) 是商业名称, 它包括有一系列的合金牌号, 用于耐蚀阀门上的主要是哈氏合金B (Hastelloy B) 和哈氏合金C (Hastelloy C) 这两类。哈氏合金B (Hastelloy B) 的铸造合金牌号在ASTM A494 标准中为N - 12MV (N - 12M - 1) 及N - 7M (有的资料称之为N - 12M - 2 , 也称它为Chlorimet 2 合金) , 其轧材牌号为ASTM B335标准中的UNS N10665 。哈氏合金B 对各种浓度的盐酸均耐蚀, 对非氧化性盐及酸亦耐蚀。哈氏合金B 的耐蚀阀门, 从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑宜选用低碳级的哈氏合金B (N - 7M) 。哈氏合金的材质代号阀门行业尚无规定, 哈氏合金B 阀门的材质代号, 可直接用其铸造合金牌号来表示。哈氏合金B 适宜工作温度为- 29 ℃~425 ℃。

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