阀门材料基本知识.docx
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阀门材料基本知识
1主体材料
材料温度压力等级
ASTMA216WCB工作压力(psi)1psi=
温度°F
150LB
300LB
600LB
900LB
1500LB
2500LB
-20~100
285
740
1480
2220
3705
6170
200
260
675
1350
2025
3375
5625
300
230
655
1315
1970
3280
5470
400
200
635
1270
1900
3170
5280
500
170
600
1200
1795
2995
4990
600
140
550
1095
1640
2735
4560
650
125
535
1075
1610
2685
4475
700
110
535
1065
1600
2665
4440
750
95
505
1010
1510
2520
4200
800
80
410
825
1235
2060
3430
850
65
270
535
905
1340
2230
的试验压力:
根据ASME规定,壳体强度试验压力按倍的工作压力并圆整到下一个25PSI,水密封试验压力按倍的工作压力,气密封试验压力按
常用ASTM主体材料
ASTM铸件
ASTM锻件
对应中国牌号
适用温度范围°C
适用介质
碳钢
A216WCB
A105
20
-29~427
水、液化气体、蒸汽、油品、天然气
低温碳钢
A352LCB
A350LF2
16Mn
-46~343
低温介质
A352LCC
A350LF2
16Mn
-46~343
低温介质
高温钢
A217WC1
A182F1
-29~468
高温介质
A217WC6
A182F11
15CrMo
-29~593
高温介质
A217WC9
A182F22
10Cr2Mo1
-29~593
高温介质
A217C5
A182F5
1Cr5Mo
-29~593
腐蚀性高温介质
A217C12
A182F9
-29~593
高硫氧化性介质
马氏体不锈钢
A217CA15
A182F6a
1Cr13
-29~371
450°C以上强度比304低
奥氏体不锈钢(C≤)
A351CF8
A182F304
0Cr18Ni9
-196~537
腐蚀性介质
A351CF8M
A182F316
0Cr18Ni12Mo2Ti
-196~537
腐蚀性介质
超低碳奥氏体不锈钢(C≤)
A351CF3
A182F304L
00Cr18Ni10
-196~427
腐蚀性介质
A351CF3M
A182F316L
00Cr18Ni14Mo2
-196~454
腐蚀性介质
特殊
A351CN7M
UNSN08020
(ALLOY20)
-29~149
氧化性介质和各种浓度的硫酸
蒙乃尔M-30C
UNSN04400
MONEL400
-29~482
氢氟酸,海水
哈氏
耐盐酸,稀硫酸,磷酸、甲酸,醋酸
耐硝酸,硝酸和硫酸的混酸
INCONEL
热碱液和碱性硫化物
2内件材料
内件(Trim):
阀瓣密封面、阀座密封面、(销轴)、上密封座及与介质接触的小零件。
常用内件材料列表
内件号
阀瓣密封面
阀座密封面
上密封座
1
ER410
ER410
1Cr13
2Cr13
8
ER410
EDCoCr-A
1Cr13
2Cr13
5
EDCoCr-A
EDCoCr-A
1Cr13
2Cr13
2
304
304
F304
F304
15
EDCoCr-A
EDCoCr-A
F304
F304
10
316
316
F316
F316
12
316
EDCoCr-A
F316
F316
16
EDCoCr-A
EDCoCr-A
F316
F316
9
MONEL
MONEL
MONELK500
MONEL400
20
HSCuZn-3
HSCuZn-3
HPb59-1
HPb59-1
常用内件材料及使用温度
内件材料
使用温度°C
内件材料
使用温度
304、316
-268~316
17-4PH
-40~427
青铜
-273~232
钴基(STELLITE6)
-273~816
因科镍(INCONEL)
-240~649
化学镀镍(ENP)
-268~427
蒙乃尔
MONEL
-240~-482
镀铬
-273~316
哈氏
-198~371
丁晴橡胶(NBR)
-40~93
哈氏合金
-198~538
氟橡胶(VITON)
-23~204
钛合金
-29~316
聚四氟乙烯(PTFE)
-268~232
镍基合金
-198~316
尼龙(NYLON)
-73~93
20号合金(ALLOY20)
-46~316
聚乙烯
-73~93
416型不锈钢40RC
-29~427
氯丁橡胶
-40~82
440型不锈钢60RC
-29~427
常用密封面材料及适用介质
密封面材料
使用温度°C
硬度(HRC)
适用介质
青铜
-273~232
水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽
304、316、304L、316L
-268~316
14
蒸汽、水、油品、气体、液化气体、轻微腐蚀且无冲蚀的介质
17-4PH
-40~400
40~45
轻微腐蚀且有冲蚀的介质
CR13
-101~400
37~42
轻微腐蚀且有冲蚀的介质
钴基合金(STELLITE6)
-268~650
40~45常温
38(600°C
具有冲蚀和腐蚀性介质
蒙乃尔合金K
S
-240~482
27~35
30~38
碱、盐、食品、不含空气的酸溶剂
哈氏合金
371
538
14
23
腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿盐酸气、无氯酸溶液、强氧化性介质
20号合金
~316
-253~427
氧化性介质和各种浓度的硫酸
3螺栓、螺母材料
常用螺栓螺母材料
ASTM螺栓/螺母材料
适用的主体材料
A193B7/A1942H
WCB
A193B7M/A1942HM
NACEWCB
A193B8/A1948
CF8CF8MCF3CF3M
A193B8M/A1948M
不锈钢CF8CF8MCF3CF3M
A320L7/A1944
低温LCBLCC
A320L7M/A1947M
低温LCBLCC
A193B16/A1944
高温WC6WC9C5C12
A193B8ACLASS1A/A1948A
NACECF8CF8MCF3CF3M
A193B8MACLASS1A/A1948MA
NACE阀门CF8CF8MCF3CF3M
4密封件
a)填料
阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料
石墨填料可分为编织填料和成型填料
成型石墨圈-250~650°C
夹不锈钢丝编织柔性石墨-250~650°C
四氟乙烯浸石墨-200~280°C
低泄漏石墨组合填料-250~650°C
PTFE-200~200°C
b)中腔垫片
PTFE板
石墨板
强力石墨垫
含石墨不锈钢缠绕垫
含PTFE不锈钢缠绕垫
RTJ金属垫
压力密封金属密封环
c)O形圈
NBR-30~121°C
EPDM-45~120°C
VITONA-30~204°C
VITONB-30~204°C
VITONAED(antiexplosiondecompression)-30~204°C高压,小分子如:
CO2
HNBR(HSN)-30~180°C
d)软密封阀座
PTFE-200~200°C
PCTFE-250~150°C
NYLON1010~120°C
NYLONPA12-50~120°C
DEVLONV-100~150°C
PEEK-100~260°C
对位聚苯(聚苯撑)(Polyphenylene)~400°C(扬中市扬子塑料厂)
e)软密封材料使用介质及温度
NBR
CR
NR
EPDM
CSMHYPALON
HNBR
FKM
PTFE
Airoroxygen空气或氧气
2
1
3
1
2
1
1
1
Waterupto80°C
1
2
2
1
1
1
1
1
Waterabove80°C
3
3
4
1
3
1
3
1
Diluteacids稀酸
3
3
3
2
4
1
1
1
Dilutealkalis稀碱
2
2
2
1
1
2
2
1
Loweralcohols低浓度酒精
1
1
2
1
1
1
4
1
Aldehydes乙醛
3
3
3
1
3
2
4
1
Amines胺
4
2
2
2
4
1
4
1
Chlorinatedsolvents氯化物溶剂
3
4
4
4
4
2
1
1
Ethers乙醚
4
4
4
3
4
4
3
1
Ketones酮
4
4
4
1
4
4
4
1
Hydrocarbons-aliphatic脂肪烃
1
2
4
4
2
1
1
1
Hydrocarbons-aromatic芳香烃
3
4
4
4
4
3
1
1
Leadedpetrol(gasoline)含铅汽油
2
3
4
4
4
2
1
1
Kerosene煤油
1
2
4
4
4
1
1
1
Animalsoilsandfats动物油
1
2
4
2
3
1
1
1
Fueloilsanddieseloils燃料油
2
3
4
4
3
2
1
1
Lubricatingoils-mineral矿物润滑油
1
2
4
4
4
1
1
1
Lubricatingoils-synthetic合成润滑油
2
3
4
4
4
1
2
1
Siliconeoilsandgrease硅脂
1
1
1
1
1
1
1
1
Vegetableoils植物油
1
3
4
3
2
1
1
1
Hydraulicfluids-mineralbased矿物基水性流体
1
3
4
4
2
1
1
1
Chlorinated氯化物
4
4
4
4
4
4
2
1
Oilinwateremulsions水乳液油
3
4
4
4
4
2
1
1
Waterinoilemulsions油乳水液
3
4
4
4
3
2
1
1
Water-glycolbased乙二醇水液
1
3
3
1
1
2
2
1
Phosphateesters-aliphatic磷酸脂
4
4
4
1
4
1
3
1
Phosphateesters-aromatic芳香磷酸脂
4
4
4
2
4
4
1
1
最低温度(°C)
-30a
-40
-50
-45
-30
-30a
-15
-200
最高持续温度(°C)
120
120
100
120
120
180
200
250
最高瞬时温度(°C)
150
150
120
150
150
200
230
硬度(IRHD)
40-90
40-90
40-85
50-90
65-80
50-90
50-98
a:
Lowacrylonitrile可用于-45°C
1:
优2:
良3:
一般4:
不推荐
5.蝶阀材料及允许压力
5.1灰铸铁(ASTMA216-B)
125LB2~12”允许工作压力200psi()最高不超过;
14~48”允许工作压力150psi();
PTFE阀座允许工作压力125psi()
5.2球墨铸铁
150LB法兰最高许用压力250psi
6.NACE阀门材料
常用主体材料:
碳钢、不锈钢
常用内件材料:
CR13、304、316
材料硬度≤22HRC
对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC
17-4PH固溶淬火,二次时效≤33HRC
焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC
焊条含镍<%
A105硬度≤187HB
7.低温-46°C用材料
主体材料:
LCB、LCC、LF2
内件材料:
304、316(F6a不常用,低于-29°C应做冲击试验)
8.低温-196°C用材料
主体材料:
CF8、CF8M、304、316
内件材料:
304、316
密封面:
双面钴基防止擦伤
9.高温阀用材料
主体材料:
WC6、WC9、C5、C12、C12A
内件材料:
1Cr13(在454°C以上的许用应力不如F304、F316)、ASTMA638660(0Cr15Ni25Ti2MoAlVB)、20Cr1Mo1V1A
常用密封面材料:
双面钴基防止擦伤
10.不锈钢材料性能对比
材料
性能对比
316/316L
含Mo提高了耐氯化物和卤化物腐蚀性,它提供了优秀的高温拉伸、蠕变、应力断裂强度。
比304更耐大气和中等环境腐蚀,耐1~5%稀硫酸到48°C,对某些氧化性酸316的耐腐蚀性不如304。
当温度在427~817°C之间时易于碳化物沉淀,因而在焊接条件下易于晶间腐蚀,在焊后将恢复316原有的耐腐蚀性能。
316L的一般耐腐蚀性能和其他性能和316非常相似,但它在焊接条件或短期427~817°C下免于晶间腐蚀,推荐在焊接情况下碳化物不可避免析出,焊后不必。
长期暴露于上述温度范围可以使材料变脆使它易于晶间腐蚀。
最大持续服务温度899°C,间歇温度817°C。
抗氯化物应力腐蚀。
在状态下不硬化、非磁性,在冷作硬化下轻微磁性。
更好的耐氯化物腐蚀。
应用范围:
核能、化工、橡胶、塑料、造纸、制药、纺织;热交换器、冷凝器、蒸化器。
347/347H
含Cb,推荐用于不能足够退火的焊接,也可用于短暂温度冲击从427~871°C,由于Cb的添加产生了稳定化的不锈钢消除了碳化物的沉淀造成的晶间腐蚀。
比321具有更高的耐腐蚀性,减少形成持续网状晶界的碳化铬的趋势,比304/304L有更好的高温性能,通常可用于短暂加热到817°C,可持续在899°C下使用。
347H含有更高的碳(~%)具有更好的高温蠕变性能,改善的耐晶间腐蚀性能。
用于高温化学工艺热交换管,炼油,高温蒸汽。
321/321H
是304的含Ti改进型,在热的碳化沉淀物晶间腐蚀不起作用,Ti的添加消除了晶界碳化铬的形成。
比304/304L有更好的高温性能,通常可用于短暂加热到817°C,可持续在899°C下使用。
易于被氯离子应力腐蚀。
优秀的现场焊接性能,321H有更高的碳(~%)具有更好的高温蠕变性能。
用于高温化学工艺热交换管,炼油,高温蒸汽。
1、ASTMA105/A105M中的A105与A105N在材料成份上无任何区别,只是在中规定,
在订单对热处理有辅助要求时,在A105后加字母区分,字母表示为:
A-退火、N-正火、NT-正火加回火、QT-淬火加回火。
2、ASTMA105/A105M中的A105与A105M没有多大区别,不要以为是材料有变化,其实只是供货时的单位不一样,不带M的表示以英制单位供货,而带M的表示以公制单位供货,同样其它如ASTMA193/A193M、A351/A351M等等均为此意义。
通常由、阀盖、阀瓣(闸板)、阀座、、热片、填料及驱动件(手轮、齿轮箱或、电动装置等)组成。
我们称、阀盖的材料为壳体材料(也称主体材料),闸板(阀瓣)、球体、阀座、、密封座常常称谓内件,此外还有紧固件等。
按主体材料分类,人们常常把分为:
1.非金属材料:
如陶瓷、玻璃、。
2.金属材料:
如铜阀门、铝阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、、碳钢阀门、合金钢阀门等。
3.金属衬旦阀门:
如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。
我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。
主体材料
国产材料
名称
铸件
锻件
说明
牌号
使用温度(℃)
牌号
使用温度(℃)
灰铸铁
HT200HT250
-15~200
—
—
用于PN≤的低压阀门;介质为水、海水、煤气、氨
黑心可锻铸铁
KTH300—06
KTH350—10
-15~250
—
—
用于PN≤的中低压阀门;介质为水、海水、煤气、氨
球墨铸铁
QT400—18
QT500—7
QT900—2
-30~350
—
—
用于PN≤的中低压阀门;适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品
碳素钢
WCB
-29~425
20、25,16Mn、30Mn
-29~425
用于中,16Mn、30Mn常用来代ASMEA105
低温碳钢
LCB
-46~345
—
—
用于低温阀
合金钢
WC6
WC9
-29~595
-29~595
15CrMo
25Cr2MoV
-29~595
-29~595
用于非腐蚀性介质的高温高压阀
C5
C12
-2~650
1Cr5Mo
-29~650
用于腐蚀性介质的高温高压阀
奥氏体不锈钢
ZG00Cr18Ni1
ZG0Cr18Ni9
ZG1Cr18Ni12Mo2Ti
ZG1Cr17Mn9Ni14Mo3Cu2N
ZG1Cr18Mn13Mo2CuN
-196~600
00Cr18Ni10
0Cr18Ni9
1Cr18Ni9
0Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti
00Cr17Ni14Mo2
0Cr18Ni12Mo2Ti
-196~600
用于腐蚀性介质
CF8
CF8M
CF3
CF3M
CF8C
CN7M
—
304
316
304L
316L
321
B462
蒙乃尔合金
—
—
(NCu28——)
-29~450
主要用于含氢氟介质
铸铜合金
ZCuSn5Pb5Zn5
5-5-5锡青铜
ZCuSn10Zn2
10-2锡青铜
ZCuAI9Mn3
9-2锡青铜
ZCuAl10Fe3
9-3锡青铜
-273~200
—
—
主要用于氧气管路和海水管路
钛合金
适用各种强腐蚀性介质
塑料、陶瓷
属非金属材料,其最大特点是耐腐蚀性强,甚至有金属材料所不具备的特点,适用于压力PN≤,工作温度≤60°C的腐蚀性介质,无毒塑料可用于给水工业。
常用ASTM材料
ASTM铸件
ASTM锻件
对应中国牌号
适用温度范围°C
适用介质
碳钢
A216WCB
A105
20
-29~427
水、液化气体、蒸汽、油品、天然气
低温碳钢
A352LCB
A350LF2
16Mn
-46~343
低温介质
A352LCC
A350LF2
16Mn
-46~343
低温介质
高温合金钢
A217WC1
A182F1
-29~468
高温介质
A217WC6
A182F11
15CrMo
-29~593
高温介质
A217WC9
A182F22
10Cr2Mo1
-29~593
高温介质
A217C5
A182F5
1Cr5Mo
-29~593
腐蚀性高温介质
A217C12
A182F9
-29~593
高硫氧化性介质
马氏体不锈钢
A217CA15
A182F6a
1Cr13
奥氏体不锈钢(C≤)
A351CF8
A182F304
0Cr18Ni9
-196~537
腐蚀性介质
A351CF8M
A182F316
0Cr18Ni12Mo2Ti
-196~537
腐蚀性介质
超低碳奥氏体不锈钢(C≤)
A351CF3
A182F304L
00Cr18Ni10
-196~427
腐蚀性介质
A351CF3M
A182F316L
00Cr18Ni14Mo2
-196~454
腐蚀性介质
特殊合金
A351CN7M
UNSN08020
(ALLOY20)
-29~149
氧化性介质和各种浓度的硫酸
蒙乃尔合金M-30C
UNSN04400
MONEL400
-29~482
氢氟酸,海水
哈氏合金
稀硫酸等的强腐蚀性介质
美国ASTM材料
ANSI
材料分类号
钢号
锻件
铸件
说明
代号
使用温度(℃)
代号
使用温度(℃)
碳钢
A105
-29~425
A216—WCB
-29~425
1.A105、WCB、WCC、长时期处在425℃以上高温时,碳钢的碳化相可能变成石墨相
2.F1、WC1长时期处在470℃以上高温时,碳钼钢的碳化物相可能变成石墨相
3.WC1、WC4、WC5、WC6、WC9、C5、C12仅用于正火和回火材料
4.CF8使用温度或焊接温度超过260℃,不得采用含铅牌号的材料
5.F304、F316、CF8M、F321、F347、CF8C、F348、CH8、CH20、F310、CK20如果含碳量超过或等于%,温度超过540℃才使用
碳钢
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A216—WCC
-29~425
2-1/2Ni
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A352—LC2
-29~345
3-1/2Ni
A350—LF3
-29~370
A352—LC3
-29~345
碳钢
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A352—LCB
-46~345
碳钢
A350—LF1
-29~345
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