鍛鋼低溫截止閥的特點與低溫閥的材料選用

2022-03-06 12:54:20 點擊量:

鍛鋼低溫截止閥適用於低溫液體貯運設備的管理係統，具有開關靈活、密封可靠的特點，也可用於其他低溫和深冷介質的管理係統.。常溫截止閥是指介質的使用溫度-40~+500度之間，閥體的材料也不一樣。低溫截止閥主要是指介質使用溫度在-196~-150度的低溫液態介質係統中的截止閥。

鍛鋼低溫截止閥，特別是超低溫閥門，其工作溫度極低。在設計這類閥門時，除了應遵循一般閥門的設計原則外，還有一些特殊的要求。

一、低溫閥門的設計要求:根據使用條件，低溫閥的設計有下列要求：1)閥門在低溫介質及周圍環境溫度下應具有長時間工作的能力。2)閥門不應成為低溫係統的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外，如流入過多，還會使內部流體急速蒸發，產生異常升壓，造成危險。3)低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。4)直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。5)在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑，所以需要采取結構措施，以防止摩擦件擦傷。

二、低溫閥的材料選用

1、低溫閥主體材料

(1)主體材料選用應考慮的因素從金相考慮，金屬材料中除了具有麵心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外，一般的鋼材在低溫狀態下會出現低溫脆性，從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適合於低溫下工作的材料。鋁在低溫下不會出現低溫脆性，但因鋁及鋁合金的硬度不高，鋁密封麵的耐磨、耐擦傷性能差，所以在低溫閥門中的使用有一定的限製，僅在低壓和小口徑閥門中選用。

在低溫工作的材料要保證其低溫性能，主要是保證其冷衝擊強度。閥內件必須通過正確選材，使其具有足夠的冷衝擊強度，才能防止斷裂。C和Cr的合金鋼在低於－20℃時候很快失去抗衝擊強度，所以使用溫度分別限製在-30℃和-50℃。含Ni量為3.5%的鎳鋼可以使用到-100℃，含Ni量9%的鎳鋼可以使用到-192℃。奧氏體不鏽鋼、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鈦、鋁合金及青銅可以使用到更低的溫度(-273℃)。

除此以外，低溫閥門的材料選用還應考慮以下一些因素：

1)閥門的低使用溫度；2)金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學性能，特別是衝擊韌性、相對延伸率及組織穩定性；3)在低溫及無油潤滑的情況下，具有良好的耐摩性；4)具有良好的耐蝕性；5)采用焊接連接時還需考慮材料的焊接性能。

(2)閥體、閥蓋、閥座、閥瓣（閘板）材料的選用，這些主體零部件材料的選用原則大致是：溫度高於-100℃時選用鐵素體鋼；溫度低於-100℃時選用奧氏體鋼；低壓及小口徑閥門可選用銅和鋁等材料。設計時根據低使用溫度選擇適當的材料。

(3)閥杆及緊固件的材料選用

溫度高於-100℃時，閥杆和螺栓材料采用Ni、,Cr-Mo等合金鋼，經適當的熱處理，以提高抗拉強度和防止螺紋咬傷等。溫度低於-100℃時，采用奧氏體不鏽耐酸鋼製造。但18-8耐酸鋼硬度低，會造成閥杆與填料相互擦傷，致使填料處泄漏。所以，閥杆表麵必須鍍硬鉻（鍍層厚0.04-0.06mm），或進行氮化和鍍鎳磷處理，以提高表麵硬度。為防止螺母與螺栓咬死，螺母一般采用Mo鋼或Ni鋼，同時在螺紋表麵塗二硫化鉬。

2、低溫閥墊片、填料材料的選用:隨著溫度降低，氟塑料收縮量很大，會使密封性能下降，容易引起泄漏。石棉填料無法避免滲透性泄漏。橡膠對液化天然氣有泡脹性，在低溫下不可采用。在低溫閥門設計中，一方麵由結構設計來保證使填料處於接近環境溫度下工作，例如，采用長頸閥蓋結構，使填料函離。