阀门材质及标准(精华).docx

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资源描述

1、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=C

2、arbon S=Steel(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WCA WCB WCC中国 GB/T 12229ZG205-415 ZG250-485 ZG275-485WCA WCB WCC铸件 美国 ASTM A216/A216MUNS J02502 UNS J03002 UNS J02503中国 GB/T 12228GB/T 699 25 25Mn 35 40 A105锻件美国 ASTM A105/A105M A105低温铸钢件材料牌号和适用温

3、度类型 C C C-Mn C-Mo 2.5Ni Ni-Cr-Mo 3.5Ni 4.5Ni 9Ni Cr-Ni-Mo牌号 LCA LCB LCC LC1 LC2 LC2-1 LC3 LC4 LC9 CA6NMUNS 编号 J02504 J03303 J02505 J12522 J22500 J42215 J31550 J41500 J31300 J91540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 WCB

4、 A105 20 -29427 水、蒸汽、空气,以及石油产品等低温碳钢A352 LCB A350 LF2 16Mn -46343 低温介质A352 LCC A350 LF2 16Mn -46343 低温介质高温合金钢A217 WC1 A182 F1 20MnMo -29454 高温高压介质A217 WC6 A182 F11 15CrMo -29552 高温高压介质A217 WC9 A182 F22 10Cr2Mo1 -29593 高温高压介质A217 C5 A182 F5 1Cr5Mo -29650 腐蚀性高温介质A217 C12 A182 F9 Cr9Mo1 -29593 高硫氧化性介质马氏

5、体不锈钢A217 CA15 A182 F6a 1Cr13 -29371 450以上强度比 304 低奥氏体不锈钢(C0.08)A351 CF8 A182 F304 0Cr18Ni9 -196537 腐蚀性介质A351 CF3 A182 F304L -196425 腐蚀性介质A351 CF8M A182 F316 0Cr18Ni12Mo2Ti-196537 腐蚀性介质A351 CF3M A182 F316L -196425 腐蚀性介质超低碳奥氏体不锈钢(C0.03)A351 CF3 A182 F304L 00Cr18Ni10 -196427 腐蚀性介质A351 CF3M A182 F316L 0

6、0Cr18Ni14Mo2 -196454 腐蚀性介质特殊合金A351 CN7M B462 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 F316

7、L 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

8、 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 1

9、6Mn、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、ZG0Cr18Ni9.六、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

10、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 -15 200 1.6 水、煤气黑心可锻铸铁 -15 300 2.5 水、海水、煤气、氨球墨铸铁 -30 350 4.0 水、海水、煤气、空气、蒸汽碳素钢(WCA 、WCB、WCC)ASTM A216 -29 425 32.0 无腐蚀性应用,包括水,油和气低温碳钢(LCB 、LCC)ASTM A352 -46 345 32.0 低温应用合金钢(WC6 、WC9)( C5、C12)ASTM

11、A217 -29 595-29 650高压 非腐蚀性介质腐蚀性介质奥氏体不锈钢 ASTM A351 -196 600 腐蚀性介质蒙乃尔合金 ASTM A494 400 含氢氟酸介质哈氏合金 ASTM A494 649 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 -273 200 氧气、海水塑料、陶瓷 60 1.6 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+425 LCB 低温碳钢 ASTM A352 低温应用 -46+345 LC3 3.5%镍钢 ASTM A352 低温应用 -101+340 WC6 1.

12、25%铬0.5%钼钢WC9 2.25 铬ASTM A217 无腐蚀性应用,包括水,油和气 -30+593 C5 5%铬 0.5%钼C12 9%铬 1%钼ASTM A217 轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用-30+649 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+482 CF8M 316 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CF8C 347 不锈钢 ASTM A351 主要用于高温,腐蚀性应用-268至+649

13、,540以上要指定碳含量 0.04%及以上CF8 304 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CF3 304L 不锈钢 ASTM A351 腐蚀性或无腐蚀性应用 +425CF3M 316L 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 B ASTM A494特别适用

14、于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 C ASTM 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

15、(用于低压阀门)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

16、,介质温度不超过 450的水、蒸汽、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,

17、可选用 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo 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、1Cr1

18、8Ni9、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。介质温度()名称 公称压力Pg(Mpa) 300 350 400 425 450 5301.6-2.5

19、 Q235(A3) 35 30CrMoA -4.0-10.0 35 35CrMoA 25Cr2MoVA螺栓双头螺栓 16.0-20.0 30CrMoA 35CrMoA 25Cr2MoVA1.6-2.5 Q235(A3) 30 35 -4.0-10.0 30 35 35CrMoA螺母16.0-20.2 35 35CrMoA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

20、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

21、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

22、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

23、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 -268316 440 型不锈钢 60RC -29427316 -268316 17-4PH -40427青铜 -273232 6 号合金钢 (Co-Cr) -273816因科镍

24、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 -7393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 -268316 14HRC

25、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 -40 400 4045HRC 具有轻微腐蚀但有冲蚀的介质Cr13 -101400 3742HRC 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 -240482 2735HRC3038HRC 碱、盐、食品,不含空气的酸溶液等哈氏合金 CB 371538 14HRC23HRC 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、

26、紧固件材料表名称 标准 材料牌号 备注ASTM A 182 F6aASTM A 276 410 、420阀杆GB/T 1220 1Cr13、2Cr13ZCuZn25Al6Fe3Mn3 铸铝黄铜ZCuZn38Mn2Pb2 铸锰黄铜GB/T 1176ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3 铸铝青铜GB/T 1220 1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti聚四氟乙烯(PTFE)密封面橡胶GB/T 3985 XB350、XB450 橡胶石棉板1Cr13 / XB450垫片GB/T 3985 1Cr18Ni9 / XB450缠绕式垫片聚四氟乙烯(PTFE)填料JB/T 6617 柔性石墨环GB/T 699 螺栓 35 / 螺母 25螺固件 GB/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 %Ni 和 30 %Cu ,它是镍基耐蚀合金中应用最广泛的合金。

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