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各類閥門材料溫度壓力等級

2022-03-06 12:54:20 點擊量:

閥門通常由閥體、閥蓋、閥瓣（閘板）、閥座、閥杆、熱片、填料及驅動件（手輪、齒輪箱或氣動裝置、電動裝置等）組成。

我們稱閥體、閥蓋的材料為殼體材料（也稱主體材料），閘板（閥瓣）、球體、閥座、閥杆、密封座常常稱謂內件，此外還有緊固件等。按主體材料分類，人們常常把閥門分為：

1、非金屬材料閥門：如陶瓷閥門、玻璃閥門、塑料閥門。

2、金屬材料閥門：如銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾閥門、鑄鐵閥門、碳鋼閥門、合金鋼閥門等。

3、金屬閥體襯旦閥門：如襯鉛閥門、襯塑閥門、襯搪瓷閥門。

我們將重點介紹金屬材料閥門中的碳鋼閥門和合金鋼閥門。

一、閥門主體材料

1閥門材料溫度壓力等級

ASTM A216 WCB 工作壓力（psi） 1psi=0.006895MPa

溫度°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

閥門的試驗壓力：根據ASME B16.34規定，殼體強度試驗壓力按1.5倍的工作壓力並圓整到下一個25PSI，水密封試驗壓力按1.1倍的工作壓力，氣密封試驗壓力按0.6Mpa

2閥門常用ASTM主體材料

ASTM鑄件	ASTM鍛件	對應中國牌號	適用溫度範圍°C	適用介質
碳鋼
A216 WCB	A105	20	-29~427	水、液化氣體、蒸汽、油品、天然氣
低溫碳鋼
A352 LCB	A350 LF2	16Mn	-46~343	低溫介質
A352 LCC	A350 LF2	16Mn	-46~343	低溫介質
高溫合金鋼
A217 WC1	A182 F1		-29~468	高溫介質
A217 WC6	A182 F11	15CrMo	-29~593	高溫介質
A217 WC9	A182 F22	10Cr2Mo1	-29~593	高溫介質
A217 C5	A182 F5	1Cr5Mo	-29~593	腐蝕性高溫介質
A217 C12	A182 F9		-29~593	高硫氧化性介質
馬氏體不鏽鋼
A217 CA15	A182 F6a	1Cr13	-29~371	450°C以上強度比304低
奧氏體不鏽鋼（C≤0.08）
A351 CF8	A182 F304	0Cr18Ni9	-196~537	腐蝕性介質
A351 CF8M	A182 F316	0Cr18Ni12Mo2Ti	-196~537	腐蝕性介質
超低碳奧氏體不鏽鋼（C≤0.03）
A351 CF3	A182 F304L	00Cr18Ni10	-196~427	腐蝕性介質
A351 CF3M	A182 F316L	00Cr18Ni14Mo2	-196~454	腐蝕性介質
特殊合金
A351 CN7M	UNS N08020 (ALLOY 20)		-29~149	氧化性介質和各種濃度的硫酸
蒙乃爾合金M-30C	UNS N04400 MONEL 400		-29~482	氫氟酸，海水
哈氏合金H.B H.C				H.B耐鹽酸，稀硫酸，磷酸、甲酸，醋酸 H.C耐硝酸，硝酸和硫酸的混酸
INCONEL合金				熱堿液和堿性硫化物

二、閥門內件材料

1.閥門內件（Trim）：閥瓣密封麵、閥座密封麵、閥杆（銷軸）、上密封座及與介質接觸的小零件。

常用內件材料列表

內件號	閥瓣密封麵	閥座密封麵	閥杆	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	MONEL K500	MONEL 400
20	HSCuZn-3	HSCuZn-3	HPb59-1	HPb59-1

2.閥門常用內件材料及使用溫度

內件材料	使用溫度°C	內件材料	使用溫度
304、316	-268~316	17-4PH	-40~427
青銅	-273~232	鈷基合金（STELLITE 6）	-273~816
因科鎳合金（INCONEL）	-240~649	化學鍍鎳（ENP）	-268~427
蒙乃爾合金MONEL	-240~-482	鍍鉻	-273~316
哈氏合金H.B	-198~371	丁晴橡膠（NBR）	-40~93
哈氏合金H.C	-198~538	氟橡膠（VITON ）	-23~204
鈦合金	-29~316	聚四氟乙烯（PTFE）	-268~232
鎳基合金	-198~316	尼龍（NYLON）	-73~93
20號合金（ALLOY 20）	-46~316	聚乙烯	-73~93
416型不鏽鋼40RC	-29~427	氯丁橡膠	-40~82
440型不鏽鋼60RC	-29~427

3.閥門常用密封麵材料及適用介質

密封麵材料	使用溫度°C	硬度（HRC）	適用介質
青銅	-273~232		水、海水、空氣、氧氣、飽和蒸汽
304、316、304L、316L	-268~316	14	蒸汽、水、油品、氣體、液化氣體、輕微腐蝕且無衝蝕的介質
17-4PH	-40~400	40~45	輕微腐蝕且有衝蝕的介質
CR13	-101~400	37~42	輕微腐蝕且有衝蝕的介質
鈷基合金（STELLITE 6）	-268~650	40~45常溫 38（600°C	具有衝蝕和腐蝕性介質
蒙乃爾合金 K S	-240~482	27~35 30~38	堿、鹽、食品、不含空氣的酸溶劑
哈氏合金H.B H.C	371 538	14 23	腐蝕性礦酸、硫酸、磷酸、濕鹽酸氣、無氯酸溶液、強氧化性介質
20號合金	-45.6~316 -253~427		氧化性介質和各種濃度的硫酸

三、螺栓、螺母材料

常用螺栓螺母材料

ASTM螺栓/螺母材料	適用的主體材料
A193 B7/A194 2H	WCB
A193 B7M/A194 2HM	NACE閥門 WCB
A193 B8/A194 8	不鏽鋼閥門 CF8 CF8M CF3 CF3M
A193 B8M/A194 8M	不鏽鋼閥門 CF8 CF8M CF3 CF3M
A320 L7/A194 4	低溫閥門 LCB LCC
A320 L7M/A194 7M	低溫閥門 LCB LCC
A193 B16/A194 4	高溫閥門 WC6 WC9 C5 C12
A193 B8A CLASS 1A/A194 8A	NACE閥門 CF8 CF8M CF3 CF3M
A193 B8MA CLASS 1A/A194 8MA	NACE閥門 CF8 CF8M CF3 CF3M

四、閥門密封件

1.填料

閥門用填料一般常用石墨和PTFE填料

石墨填料可分為編織填料和成型填料

成型石墨圈 -250~650°C

夾不鏽鋼絲編織柔性石墨 -250~650°C

四氟乙烯浸石墨 -200~280°C

低泄漏石墨組合填料 -250~650°C

PTFE -200~200°C

2.中腔墊片

PTFE板

石墨板

強力石墨墊

含石墨不鏽鋼纏繞墊

含PTFE不鏽鋼纏繞墊

RTJ金屬墊

壓力密封金屬密封環

3.O形圈

NBR -30~121°C

EPDM -45~120°C

VITON A -30~204°C

VITON B -30~204°C

VITON AED（anti explosion decompression） -30~204°C 高壓,小分子如：CO2

HNBR（HSN） -30~180°C

4.軟密封閥座

PTFE -200~200°C

PCTFE -250~150°C

NYLON 1010 ~120°C

NYLON PA12 -50~120°C

DEVLON V -100~150°C

PEEK -100~260°C

對位聚苯(聚苯撐)(Polyphenylene) ~400°C（揚中市揚子塑料廠）

5.軟密封材料使用介質及溫度

	NBR	CR	NR	EPDM	CSM HYPALON	HNBR	FKM	PTFE
Air or oxygen空氣或氧氣	2	1	3	1	2	1	1	1
Water up to 80°C	1	2	2	1	1	1	1	1
Water above 80°C	3	3	4	1	3	1	3	1
Dilute acids稀酸	3	3	3	2	4	1	1	1
Dilute alkalis稀堿	2	2	2	1	1	2	2	1
Lower alcohols低濃度酒精	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
Chlorinated solvents氯化物溶劑	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脂肪烴	1	2	4	4	2	1	1	1
Hydrocarbons-aromatic芳香烴	3	4	4	4	4	3	1	1
Leaded petrol (gasoline)含鉛汽油	2	3	4	4	4	2	1	1
Kerosene煤油	1	2	4	4	4	1	1	1

Animals oils and fats動物油	1	2	4	2	3	1	1	1
Fuel oils and diesel oils燃料油	2	3	4	4	3	2	1	1
Lubricating oils-mineral礦物潤滑油	1	2	4	4	4	1	1	1
Lubricating oils-synthetic合成潤滑油	2	3	4	4	4	1	2	1
Silicone oils and grease矽脂	1	1	1	1	1	1	1	1
Vegetable oils植物油	1	3	4	3	2	1	1	1
Hydraulic fluids-mineral based礦物基水性流體	1	3	4	4	2	1	1	1

Chlorinated 氯化物	4	4	4	4	4	4	2	1
Oil in water emulsions水乳液油	3	4	4	4	4	2	1	1
Water in oil emulsions油乳水液	3	4	4	4	3	2	1	1
Water-glycol based乙二醇水液	1	3	3	1	1	2	2	1
Phosphate esters-aliphatic磷酸脂	4	4	4	1	4	1	3	1
Phosphate esters-aromatic芳香磷酸脂	4	4	4	2	4	4	1	1

最低溫度（°C）	-30a	-40	-50	-45	-30	-30 a	-15	-200
最高持續溫度（°C）	120	120	100	120	120	180	200	250
最高瞬時溫度（°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

五、蝶閥材料及允許壓力

1.灰鑄鐵（ASTM A216-B）

125LB 2~12”法蘭允許工作壓力200psi（1.4Mpa）最高不超過1.6Mpa；

14~48” 法蘭允許工作壓力150psi（1.0Mpa）;

PTFE閥座允許工作壓力125psi（0.86Mpa）

2.球墨鑄鐵

150LB 法蘭最高許用壓力250psi

六、NACE閥門材料

常用主體材料：碳鋼、不鏽鋼

常用內件材料：CR13、304、316

材料硬度≤22HRC

對於CR13熱處理淬火+二次回火≤22HRC

17-4PH固溶淬火，二次時效≤33HRC

焊接所有母材、熱影響區、焊縫硬度≤22HRC

焊條含鎳<0.1%

A105硬度≤187HB

七、低溫-46°C用材料

主體材料：LCB、LCC、LF2

內件材料：304、316 （F6a不常用，低於-29°C應做衝擊試驗）

八、低溫-196°C用材料

主體材料：CF8、CF8M、304、316

內件材料：304、316

密封麵：雙麵鈷基防止擦傷

九、高溫閥用材料

主體材料：WC6、WC9、C5、C12

內件材料：1Cr13（在454°C以上的許用應力不如F304、F316）、ASTM A638 660（0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）、20Cr1Mo1V1A

常用密封麵材料：雙麵鈷基防止擦傷

十、不鏽鋼材料性能對比

材料	性能對比
316/316L	含Mo提高了耐氯化物和鹵化物腐蝕性，它提供了優秀的高溫拉伸、蠕變、應力斷裂強度。比304更耐大氣和中等環境腐蝕，耐1~5%稀硫酸到48°C，對某些氧化性酸316的耐腐蝕性不如304。當溫度在427~817°C之間時易於碳化物沉澱，因而在焊接條件下易於晶間腐蝕，在焊後退火將恢複316原有的耐腐蝕性能。 316L的一般耐腐蝕性能和其他性能和316非常相似，但它在焊接條件或短期427~817°C下免於晶間腐蝕，推薦在焊接情況下碳化物不可避免析出，焊後不必退火。長期暴露於上述溫度範圍可以使材料變脆使它易於晶間腐蝕。最大持續服務溫度899°C，間歇溫度817°C。抗氯化物應力腐蝕。在退火狀態下不硬化、非磁性，在冷作硬化下輕微磁性。更好的耐氯化物腐蝕。應用範圍：核能、化工、橡膠、塑料、造紙、製藥、紡織；熱交換器、冷凝器、蒸化器。
347/347H	含Cb，推薦用於不能足夠退火的焊接，也可用於短暫溫度衝擊從427~871°C，由於Cb的添加產生了穩定化的不鏽鋼消除了碳化物的沉澱造成的晶間腐蝕。比321具有更高的耐腐蝕性，減少形成持續網狀晶界的碳化鉻的趨勢，比304/304L有更好的高溫性能，通常可用於短暫加熱到817°C，可持續在899°C下使用。 347H含有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高溫蠕變性能，改善的耐晶間腐蝕性能。用於高溫化學工藝熱交換管，煉油，高溫蒸汽。
321/321H	是304的含Ti改進型，在熱的碳化沉澱物晶間腐蝕不起作用，Ti的添加消除了晶界碳化鉻的形成。比304/304L有更好的高溫性能，通常可用於短暫加熱到817°C，可持續在899°C下使用。易於被氯離子應力腐蝕。優秀的現場焊接性能，321H有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高溫蠕變性能。用於高溫化學工藝熱交換管，煉油，高溫蒸汽。