阀门材质及标准.docx

1、阀门材质及标准WCB/LCB/LCC/WC6/WC在阀门中是什么材质？W, Wrought,铸造；C-Carbon steel碳钢；A，B，C 表示钢种强度值由低到高WCA,WCB,WCC表示的是碳钢，ABC表示强度级别，一般常用WCB。WCB对应的管道材质应为A106B，对应锻件材质为A105。WC6是合金钢的铸件，对应管道材质约为A355 P11，锻件为A182 F11；另外还有WC9，耐高温合金钢，对应约为A355 P22，锻件对应A182 F22。WC可焊性铸件LCB/LCC（ASTM A352）低温碳钢ITCS为进行冲击韧性碳钢; Impact Test C=Carbon S=Ste

2、el（A350）Split body 分体式，side entry 侧装（指执行机构） 对应的是TOP entry 上装式阀门常用的碳素钢铸件和锻件材料表材料状态国别标准号材料牌号铸件中国GB/T 12229WCAWCBWCCZG205-415ZG250-485ZG275-485美国ASTM A216/A216MWCAWCBWCCUNS J02502UNS J03002UNS J02503锻件中国GB/T 12228GB/T 69925 25Mn 35 40 A105美国ASTM A105/A105MA105低温铸钢件材料牌号和适用温度类型CCC-MnC-Mo2.5NiNi-Cr-Mo3.5N

3、i4.5Ni9NiCr-Ni-Mo牌号LCALCBLCCLC1LC2LC2-1LC3LC4LC9CA6NMUNS编号J02504J03303J02505J12522J22500J42215J31550J41500J31300J91540适用温度-32-46-46-59-73-73-101-115-196-73阀门常用ASTM材料锻、铸件对照表（ASME B16.5）ASTM铸件ASTM锻件对应中国牌号适用温度适用介质碳钢A216 WCBA10520-29427水、蒸汽、空气，以及石油产品等低温碳钢A352 LCBA350 LF216Mn-46343低温介质A352 LCCA350 LF216M

4、n-46343低温介质高温合金钢A217 WC1A182 F120MnMo-29454高温高压介质A217 WC6A182 F1115CrMo-29552高温高压介质A217 WC9A182 F2210Cr2Mo1-29593高温高压介质A217 C5A182 F51Cr5Mo-29650腐蚀性高温介质A217 C12A182 F9Cr9Mo1-29593高硫氧化性介质马氏体不锈钢A217 CA15A182 F6a1Cr13-29371450以上强度比304低奥氏体不锈钢（C0.08）A351 CF8A182 F3040Cr18Ni9-196537腐蚀性介质A351 CF3A182 F304L

5、-196425腐蚀性介质A351 CF8MA182 F3160Cr18Ni12Mo2Ti-196537腐蚀性介质A351 CF3MA182 F316L-196425腐蚀性介质超低碳奥氏体不锈钢（C0.03）A351 CF3A182 F304L00Cr18Ni10-196427腐蚀性介质A351 CF3MA182 F316L00Cr18Ni14Mo2-196454腐蚀性介质特殊合金A351 CN7MB462 Gr. NO8020(ALLOY 20)-29149氧化性介质和各种浓度的硫酸A494 M-30C(蒙乃尔合金)B564 Gr. NO4400-29482氢氟酸，海水哈氏合金H.B H.C稀

6、硫酸等的强腐蚀性介质注：1）锻造阀门阀体材质组织致密，不容易有缺陷，结构尺寸不受模具限制，承压性能可靠，多用于高压、氧气工况、小口径或其他小批量的阀门制造上，一般在高温、高压或低温或特殊介质下选择锻件；铸件一般只适用于中低压，多用于标准化的成型阀门的批量生产上。2）材料A351 CF3M跟A182 F316L区别: 两个标准对应的材质都是316不锈钢。CF3M 表示铸件，常用作阀门材料。相对应的锻钢代号是A182 F316L。ASTM A216 WCB是铸件，其锻件是A105；SS304的铸件是A351-CF8，锻件是A182-F304。阀门材质选择制造阀门零件材料很多，包括各种不同牌号的黑色

7、金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择：1、工作介质的压力、温度和特性。2、该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。3、有较好的工艺性。4、在满足以上条件情况下，要有较低的成本。第一节 阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料一、灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力PN1.0MPa，温度为-10200的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为：HT200、HT250、HT300、HT350。二、可锻铸铁：适用于公称压力PN2.5MPa，温度为-30300的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有：KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。三、球

8、墨铸铁：适用于PN4.0MPa，温度为30350的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有：QT400-15、QT450-10、QT500-7。四、碳素钢（WCA、WCB、WCC）：适用于公称压力PN32.0MPa，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-29595，常用来代替ASTM A105.常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。五、低温碳钢（LCB）：适用于公称压力PN6.4Mpa,温度-196乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质，常用牌号有ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、Z

9、G0Cr18Ni9.六、合金钢（WC6、WC9），适用于工作温度在-29595之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门；WC5、WC9适用于工作温度在-29650之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。七、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。八、蒙乃尔合金：主要适用于氢氟介质的阀门。九、铸铜合金：主要适用于工作温度在-29595之间的氧气管路用阀门。表1-1 阀门壳体常用材质壳体材质标准适用温度/适用压力/MPa适用介质灰铸铁-152001.6水、煤气黑心可锻铸铁-153002.5水、海水、煤气、氨球墨铸铁-303504.0水、海水、煤气、空气、蒸汽碳素钢（WCA、WCB、W

10、CC）ASTM A216-2942532.0无腐蚀性应用，包括水，油和气低温碳钢（LCB、LCC）ASTM A352-4634532.0低温应用合金钢（WC6、WC9）（C5、C12）ASTM A217-29595-29650高压非腐蚀性介质腐蚀性介质奥氏体不锈钢ASTM A351-196600腐蚀性介质蒙乃尔合金ASTM A494400含氢氟酸介质哈氏合金ASTM A494649稀硫酸等强腐蚀性介质钛合金各种强腐蚀性介质铸造铜合金-273200氧气、海水塑料、陶瓷601.6腐蚀性介质代码材质标准适用条件温度范围WCB碳钢ASTM A216无腐蚀性应用，包括水，油和气-29+425LCB低温碳

11、钢ASTM A352低温应用-46+345LC33.5%镍钢ASTM A352低温应用-101+340WC61.25%铬0.5%钼钢ASTM A217无腐蚀性应用，包括水，油和气-30+593WC92.25铬C55%铬0.5%钼ASTM A217轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用-30+649C129%铬1%钼CA15(4)12%铬钢ASTM A217腐蚀性应用+704CA6NM(4)12%铬钢ASTM A487腐蚀性应用-30+482CF8M316不锈钢ASTM A351腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用-268至+649，425以上要指定碳含量0.04%及以上CF8C347不锈钢ASTM

12、A351主要用于高温，腐蚀性应用-268至+649，540以上要指定碳含量0.04%及以上CF8304不锈钢ASTM A351腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用-268至+649，425以上要指定碳含量0.04%及以上CF3304L不锈钢ASTM A351腐蚀性或无腐蚀性应用+425CF3M316L不锈钢ASTM A351腐蚀性或无腐蚀性应用+454CN7M合金钢ASTM A351具有很好的抗热硫酸腐蚀性能+425M35-1蒙乃尔ASTM A494可焊接等级。具有很好的抗所有普通有机酸和盐水腐蚀的性能。也具有很高的抗大多数碱性溶液腐蚀的性能+400N7M哈斯特镍合金BASTM A494特别适用于

13、处理器各种浓度和温度的氢氟酸。具有很好的抗硫酸和磷酸腐蚀的性能+649CW6M哈斯特镍合金CASTM A494具有很好的抗强氧化环境腐蚀的性能。在高温下具有很好的特性，对甲酸(蚁酸)、磷酸、亚硫酸和硫酸具有很高的抗腐蚀性能+649CY40因科镍合金ASTM A494在高温应用中表现很好。对于强腐蚀流体介质具有很好的抗腐蚀性能第二节 密封面材料密封面是阀门最关键的工作面，密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命，通常密封面材料要考虑耐腐蚀，耐擦伤，耐冲蚀，抗氧化等因素。通常分两大类：（一）软质材料1、橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等）2、塑料（聚四氟乙烯，尼龙等）（二）硬密封材料1、铜合金（用于低压阀门

14、）2、铬不锈钢（用于普通高中压阀门）3、司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门）4、镍基合金（用于腐蚀性介质）第三节 阀杆材料阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性，有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。一、碳素钢用于低压和介质温度不超过300的水、蒸汽介质时，一般选用A5普通碳素钢(现Q275，A3为Q235)。用于中压和介质温度不超过450的水、蒸汽介质时，一般选用35优质碳素钢。二、合金钢用于中压和高压，介质温度不超过450的水、蒸汽

15、、石油等介质时，一般选用 40Cr（铬钢）。用于高压、介质温度不超过540的水、蒸汽等介质时，可选用38CrMoALA渗氮钢。用于高压、介质温度不超过570的蒸汽介质时，一般选用25Cr2MoVA铬钼钒钢。三、不锈耐酸钢用于中压和高压、介质温度不超过450的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用1Cr13、2Cr13、3Cr13铬不锈钢。用于腐蚀性介质时，可选用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和PH15-7Mo沉淀硬化钢。四、耐热钢用于介质温度不超过600的高温阀门时，可选用4Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni1

16、4W2Mo奥氏体型耐热钢。第四节 阀杆螺母材料阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。一、铜合金铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。对于Pg1.6Mpa的低压阀门可采用ZHMn58-2-2铸黄铜。对于Pg16-6.4Mpa的中压阀门可采用ZQAL9-4无锡青铜。对于高压阀门可采用ZHAL66-6-3-2铸黄铜。二、钢当工作条件不允许采用铜合金时，可选用35、40等优质碳素钢，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不锈耐酸钢。工作条件不允许下列情况。1、用于电动阀门上，带

17、有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的氨介质。选用钢制阀杆螺母时，要特别注意螺纹的咬死现象。第五节 紧固件、填料及垫片材料一、紧固件材料紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。紧固件在阀门上直接承受压力，对防止介质外流起关重要作用，因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按表选择。名称公称压力Pg(Mpa)介质温度（）300350400425450530螺栓双头螺栓1.6-2.5Q235（A3）3530CrMoA-4.0-10.03535CrMoA25Cr2MoVA

18、16.0-20.030CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA螺母1.6-2.5Q235（A3）3035-4.0-10.0303535CrMoA16.0-20.23535CrMoA选用合金钢材料时必须经过热处理。对紧固件有特殊耐腐蚀要求时，可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不锈耐酸钢。二、填料材料在阀门上，填料是用来充填阀盖填料室的空间，以防止介质经由阀杆和阀盖填料室空间泄漏。1、对填料的要求1）耐腐蚀性好，填料与介质接触，必须能耐介质的腐蚀。2）密封性好，填料在介质及工作温度的作用下不泄漏。3）摩擦系数小，以减小阀杆与填料间的摩擦力矩。2、填料的种类填料可分为软质填料及硬

19、质填料两种：1）软质填料：系由植物质，即大麻、亚麻、棉、黄麻等，或由矿物质，即石棉纤维，或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等编织的线绳，也有压成的成型的填料，以及近年来新发展的柔性石墨填料材料。植物质填料常用于100以下的低压阀门；矿物质填料可用于450-500的阀门。近年来使用橡胶O型圈做填料的结构介质温度一般限制在60以下。高温高压阀门上的填料也有采用纯石棉加片状石墨粉压紧而成的。2）硬质填料：即由金属或金属与石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯压合烧结而成型的填料，金属填料使用较少。3、填料的选择选择填料要根据介质、温度和压力来选择，常用的材料有以下几种：1）油浸石棉绳，可按表5-2选

20、择。2）橡胶石棉绳：可按表5-3选择。3）石墨石棉绳：石棉绳上涂有石墨粉，可用温度450以上，压力可以达到16Mpa，一般适用于高压蒸汽上。近后来又逐步采用了压成人字型填料，单圈放置，密封性好。4）聚四氟乙烯：这是一种目前使用较广的一种填料。特别适用腐蚀性介质上，但温度不得起过200。一般采用压制或棒料车制而成，形状如图5-1所示。表5-2注：形状代号F表示方的，穿心或一至多层编结；Y表示圆的，中间是一扭制芯子，外边是一至多层编结；N表示扭制的。表5-3三、垫片材料垫片是用来充填两个结合面（如阀体和阀盖之间的密封面）间所有凹凸不平处，以防止介质从结合面间泄漏。1、对垫片的要求垫片材料在工作温度

21、下具有一定的弹性和塑性以及足够的强度，以保证密封。同时要具有良好的耐腐蚀性。2、垫片材料的种类和选择垫片可分为软质和硬质两种，软质一般为非金属材料，如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板，聚四氟乙烯等。硬质一般为金属材料或者金属包石棉、金属与石棉缠绕的等。垫片的形状有很多，有扁平的、圆形的、椭圆形的、齿形的、透镜式的以及其他特殊形状的。图5-2为金属包有石棉衬垫和金属石棉缠绕式垫片图5-3为橡胶制O形圈。图5-4为梯形槽式金属垫片。图5-5为密封面凹凸式金属齿形垫片。图5-6为密封面透镜式金属垫片。金属垫片的材料一般用08、10、20优质碳素钢和1Cr13、1Cr18Ni9不锈钢，加工精度和表面光洁度要求

22、较高，适用于高温高压阀门。非金属垫片材料一般塑性较好，用不大的压力就能达到密封，适用于低温低压阀门。垫片材料可按表5-4选择。附表1-2 阀门内件常用材质内件材质适用温度/内件材质适用温度/304-268316440型不锈钢60RC-29427316-26831617-4PH-40427青铜-2732326号合金钢(Co-Cr)-273816因科镍尔合金-240649化学镀镍-268427K蒙乃尔合金-240482镀铬-273316蒙乃尔合金-240482丁腈橡胶-4093哈斯特洛依合金B-198371氟橡胶-23204哈斯特洛依合金C-198538聚四氟乙烯200钛合金-29316尼龙-73

23、93镍基合金-198316聚乙烯-739320号合金-46316氯丁橡胶-4082416型不锈钢40RC-29427附表1-3 阀门密封面常用材料及适用温度密封面材料适用温度/硬度适用介质青铜-273232水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽等316L-26831614HRC蒸汽、水、油品、气体、液化气体、等轻微腐蚀且无冲蚀的介质17-4PH-404004045HRC具有轻微腐蚀但有冲蚀的介质Cr13-1014003742HRC具有轻微腐蚀但有冲蚀的介质司太立合金-2686504045HRC（常温）38HRC（650）具有冲蚀和腐蚀性的介质蒙乃尔合金KS-2404822735HRC3038HRC碱、

24、盐、食品，不含空气的酸溶液等哈氏合金CB37153814HRC23HRC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-45.6316-253427氧化性介质和各浓度的硫酸铸铁阀门阀杆、密封面、垫片、填料、紧固件材料表名称标准材料牌号备注阀杆ASTM A 182F6aASTM A 276410 、420GB/T 12201Cr13、2Cr13密封面GB/T 1176ZCuZn25Al6Fe3Mn3铸铝黄铜ZCuZn38Mn2Pb2铸锰黄铜ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3铸铝青铜GB/T 12201Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti聚四氟乙

25、烯（PTFE）橡胶垫片GB/T 3985XB350、XB450橡胶石棉板1Cr13 / XB450缠绕式垫片GB/T 39851Cr18Ni9 / XB450填料聚四氟乙烯（PTFE）JB/T 6617柔性石墨环螺固件GB/T 699螺栓35 / 螺母25GB/T 3077GB/T 699螺栓30CrMo、35CrMo / 螺母35、45耐蚀阀门用蒙乃尔合金(MONEL)1 概述蒙乃尔(Monel) 合金、铸镍合金、哈氏合金等都是制造特殊用途阀门的材料。Monel合金是镍基耐蚀合金中的Ni-Cu 系合金, 最早是由美国国际镍公司( International 镍公司)开发的1,其典型成分为70

26、 %Ni和30 %Cu ,它是镍基耐蚀合金中应用最广泛的合金。Monel合金既具有较高的强度和韧性, 又具有优良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(HF)、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸介质2的设备。Monel 合金也适用于干燥氯气、氯化氢气、高温氯气(425) 及高温氯化氢(450) 等介质, 但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸, 含氧量高的介质) 的腐蚀, 因为镍与硫和氧有剧烈反应, 易形成Ni3S2和NiO3。2 性能Monel合金为Ni-Cu 固溶体,其中Cu 是作为在Ni中加入了非氧化性的抗蚀剂, 改善了镍合金的耐蚀性, 并起强化合金的作用。其内加入

27、C ,可改善合金的铸造性能, 但在常温时合金中仅能溶解0.15 %的C,过剩的C 将以石墨相析出。加入1.5 %3.5 %Fe , 也可改善合金的铸造性能。加入Mn和Si可以改善合金的机械性能, 特别是Si的含量对Monel合金的机械性能和物理性能有重要的影响。3 分类Monel 合金有铸造合金和变形合金(轧材) 两大类。3.1 变形合金美国的变形Monel 合金有10 种之多。如Monel400、MonelC、Monel403、Monel404、Monel R2405、Monel406、Monel411 、Mon2elK500、Monel501 和Monel502 等。因Monel在不同的美

28、国标准体系中有各自的表示方法,为了便于使用和计算机统一管理,SAE (美国汽车工程师学会) 和ASTM (美国材料与试验学会)联合发展了ASTM2SAE统一数码系统(Unified Numbt ring System2UNS)。在美国的UNS中, 镍合金有5 种牌号的变形Monel合金, 有固溶强化型的NO4404(Monel400)、NO4404(Monel404) 和NO4405 ( MonelR2405), 及沉淀硬化型的NO5500(MonelK500)和NO5502(Monel502) 等(表1)4。其中用于制造耐蚀阀门常用的变形Monel合金是Monel400和MonelK500这2种牌号。表1美国 UNS中变形 Monel合金化学成分合金牌号化学成