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閥門(mén)主要零件材料介紹
閥體、閥蓋和閥板（閥瓣）的材料 閥體、閥蓋和閘板（閥瓣）是閥門(mén)主要零件之一，直接承受介質(zhì)壓力，所用材料必須符合“閥門(mén)的壓力與溫度等級(jí)”的規(guī)定。常用材料有下面幾種：
一、灰鑄鐵：灰鑄鐵適用于公稱(chēng)壓力PN≤1.0MPa，溫度為－10℃～200℃的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質(zhì)。灰鑄鐵常用牌號(hào)為：HT200、HT250、HT300、HT350。
二、可鍛鑄鐵：適用于公稱(chēng)壓力PN≤2.5MPa，溫度為－30～300℃的水、蒸汽、空氣及油品介質(zhì)，常用牌號(hào)有：KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。
三、球墨鑄鐵：適用于PN≤4.0MPa，溫度為－30～350℃的水、蒸汽、空氣及油品等介質(zhì)。常用牌號(hào)有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。鑒于目前國(guó)內(nèi)工藝水平，各廠參差不齊，用戶又往往不易檢驗(yàn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建議PN≤2.5MPa，閥門(mén)還是采用鋼制閥門(mén)為**。
四、耐酸高硅球墨鑄鐵：適用于公稱(chēng)壓力PN≤0.25MPa，溫度低于120℃的腐蝕性介質(zhì)。
五、碳素鋼：適用于公稱(chēng)壓力PN≤32.0MPa，溫度為－30～425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號(hào)有WC1、WCB、ZG25及上等鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。 六、銅合金：適用于PN≤2.5MPa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質(zhì)，以及溫度－40～250℃的蒸汽介質(zhì)，常用牌號(hào)為ZGnSn10Zn2(錫青銅），H62、Hpb59—1（黃銅）、QAZ19—2、QA19—4(鋁青銅)。
七、高溫鋼：適用于公稱(chēng)壓力PN≤17.0MPA、溫度≤570℃的蒸汽及石油產(chǎn)品。常用牌號(hào)有ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV ,WC6, WC9等牌號(hào)。具體選用必須按照閥門(mén)壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定
。 八、低溫鋼，適用于公稱(chēng)壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯，丙烯，液態(tài)天然氣，液氮等介質(zhì)，常用牌號(hào)）有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni9。
九、不銹耐酸鋼，適用于公稱(chēng)壓力PN≤6.4Mpa 、溫度≤200℃硝酸，醋酸等介質(zhì)，常用牌號(hào)有ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<</span>耐硝酸>，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<</span>耐酸和尿素>。
二、 密封面材料
密封面是閥門(mén)*關(guān)鍵的工作面，密封面質(zhì)量的好壞關(guān)系到閥門(mén)的使用壽命，通常密封面材料要考慮耐腐蝕，耐擦傷，耐沖蝕，抗氧化等因素。通常分兩大類(lèi)：
（一） 軟質(zhì)材料 1、 橡膠（包括丁睛橡膠，氟橡膠等） 2、 塑料（聚四氟乙烯，尼龍等）
（二） 硬密封材料 1、 銅合金（用于低壓閥門(mén)） 2、 鉻不銹鋼（用于普通高中壓閥門(mén)） 3、 司太立合金（用于高溫高壓閥門(mén)及強(qiáng)腐蝕閥門(mén)） 4、 鎳基合金（用于腐蝕性介質(zhì)）
三 、 閥 桿 材 料
閥桿在閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時(shí)和填料之間還有相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)，因此閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，有一定的耐腐蝕性和抗擦傷性，以及良好的工藝性。常用的閥桿材料有以下幾種。
一、碳素鋼
用于低壓和介質(zhì)溫度不超過(guò)300℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用A5普通碳素鋼。
用于中壓和介質(zhì)溫度不超過(guò)450℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用35上等碳素鋼。
二、合金鋼
用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過(guò)450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時(shí)，一般選用40Cr（鉻鋼）。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過(guò)540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時(shí)，可選用38CrMoALA滲氮鋼。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過(guò)570℃的蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。
三、不銹耐酸鋼S
用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過(guò)450℃的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì)，可選用1Cr13、2Cr13、3Cr13鉻不銹鋼。用于腐蝕性介質(zhì)時(shí)，可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo沉淀硬化鋼。
四、耐熱鋼
用于介質(zhì)溫度不超過(guò)600℃的高溫閥門(mén)時(shí)，可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。
四 、閥桿螺母材料閥桿螺母在閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中，直接承受閥桿軸向力，因此必須具備一定的強(qiáng)度。同時(shí)它與閥桿是螺紋傳動(dòng)，要求摩擦系數(shù)小，不生銹和避免咬死現(xiàn)象。
一、銅合金 銅合金的摩擦系數(shù)較小，不生銹，是目前普遍采用的材料之一。對(duì)于Pg<1.6Mpa的低壓閥門(mén)可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅。對(duì)Pg16-6.4Mpa的中壓閥門(mén)可采用ZQAL9-4無(wú)錫青銅。對(duì)于高壓閥門(mén)可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。
二、鋼 當(dāng)工作條件不允許采用銅合金時(shí)，可選用35、40等上等炭素鋼，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不銹耐酸鋼。工作條件不允許指下列情況。
1、用于電動(dòng)閥門(mén)上，帶有瓜形離合器的閥桿螺母，需要進(jìn)行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。
2、工作介質(zhì)或周?chē)h(huán)境不適合選用銅合金時(shí)，如對(duì)銅有腐蝕的氨介質(zhì)。選用鋼制閥桿螺母時(shí)，要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。
五、 緊固件、填料及墊片材料
一、緊固件材料 緊固件主要包括螺栓、雙頭螺栓和螺母。緊固件在閥門(mén)上直接承受壓力，對(duì)防止介質(zhì)外流起關(guān)重要作用，因此選用的材料必須保證在使用溫度下有足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性。根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選擇緊固件材料時(shí)可按表5-1選擇。
名稱(chēng) | 公稱(chēng)壓力 Pg (Mpa) | 介 質(zhì) 溫 度 （℃） | |||||||
300 | 350 | 400 | 425 | 450 | 530 | ||||
螺栓 雙頭 螺栓 | 1.6-2.5 | A3 | 35 | 30CrMoA | _ | ||||
4.0-10.0 | 35 | 35CrMoA | 25Cr2MoVA | ||||||
16.0-20.0 | 30CrMoA | 35CrMoA | 25Cr2MoVA | ||||||
螺母 | 1.6-2.5 | A3 | 30 | 35 | _ | ||||
4.0-10.0 | 30 | 35 | 35CrMoA | ||||||
16.0-20.2 | 35 | 35CrMoA | |||||||
表5-1
選用合金鋼材料時(shí)必須經(jīng)過(guò)熱處理。對(duì)緊回件有特殊耐腐蝕要求時(shí)，可選用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不銹耐酸鋼。
二、填料材料
在閥門(mén)上，填料是用來(lái)充填閥蓋填料室的空間，以防止介質(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。
1、 對(duì)填料的要求
1） 耐腐蝕性好，填料與介質(zhì)接觸，必須能耐介質(zhì)的腐蝕。
2） 密封性好，填料在介質(zhì)及工作溫度的作用下不泄漏。
3） 摩擦系數(shù)小，以減小閥桿與填料間的摩擦力矩。
2、 填料的種類(lèi) 填料可分為軟質(zhì)填料及硬質(zhì)填料兩種：
1）軟質(zhì)填料：系由植物質(zhì)，即**、亞麻、棉、黃麻等，或由礦物質(zhì)，即石棉纖維，或由石棉纖維內(nèi)夾金屬絲和外涂石墨粉等編織的線繩，也有壓成的成型的填料，以及近年來(lái)新發(fā)展的柔性石墨填料材料。植物質(zhì)填料較便宜，常用于100℃以下的低壓閥門(mén)；礦物質(zhì)填料可用于450-500℃的閥門(mén)。近年來(lái)使用橡膠O型圈做填料的結(jié)構(gòu)在逐步推廣，但介質(zhì)溫度一般限制在60℃以下。高溫高壓閥門(mén)上的填料也有采用純石棉加片狀石墨粉壓緊而成的。
2）硬質(zhì)填料：即由金屬或金屬與石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯壓合燒結(jié)而成型的填料，金屬填料使用較少。
3、 填料的選擇 選擇填料要根據(jù)介質(zhì)、溫度和壓力來(lái)選擇，常用的材料有以下幾種：
1）油浸石棉繩，可按表5-2選擇。
2）橡膠石棉繩：可按表5-3選擇。
3）石墨石棉繩：石棉繩上涂有石墨粉，可用溫度450℃以上，壓力可以達(dá)到16Mpa，一般適用于高壓蒸汽上。近后來(lái)又逐步采用了壓**字型填料，單圈放置，密封性好。
4）聚四氟乙烯：這是一種目前使用較廣的一種填料。特別適用腐蝕性介質(zhì)上，但溫度不得起過(guò)200℃。一般采用壓制或棒料車(chē)制而成，形狀如圖5-1所示。
名 稱(chēng) | 牌 號(hào) | 形 狀 | 規(guī) 格 （直徑或方形邊長(zhǎng)） | 適用極限壓力 kgf/cm2 | 適用極限溫度 （℃） | 用途 |
油 浸 石 棉 繩 | YS450 | F | 3.4.5.6.8.10 13.16.19.22.25 | 60 | 450 | 用于水蒸氣、空氣、 石油產(chǎn)品 |
Y | 5.6.8.10.13 16.19.22.25 | |||||
N | 3.5.6.8.10.13 16.19.22.25 | |||||
YS350 | F、Y、N | 3.5.6.8.10.13 16.19.22.25. | 45 | 350 | ||
YS250 | F、Y、N | 3.5.6.8.10.13. 16.19.22.25 | 45 | 250 |
表5-2
注：形狀代號(hào)F表示方的，穿心或一至多層編結(jié)；Y表示圓的，中間是一扭制芯子,外邊是一至多層編結(jié)；N表示扭制的。
名 稱(chēng) | 牌 號(hào) | 規(guī) 格 （直公式或方形邊長(zhǎng)） | 適用極限壓力 kgf/cm2 | 適用極限溫度 （℃） | 用 途 |
橡膠 石棉 盤(pán)根 | XS450 | 3 . 4. 5 . 6 . 8 10 . 13 . 16 . 19 22 . 25 . 28 | 60 | 450 | 用于蒸汽 、石油產(chǎn) 品 |
XS350 | 45 | 350 | |||
XS250 | 45 | 250 |
表5-3
三、墊片材料
墊片是用來(lái)充填兩個(gè)結(jié)合面（如閥體和閥蓋之間的密封面）間所有凹凸不平處，以防止介質(zhì)從結(jié)合面間泄漏。
1、 對(duì)墊片的要求 墊片材料在工作溫度下具有一定的彈性和塑性以及足夠的強(qiáng)度，以保證密封。同時(shí)要具有良好的耐腐蝕性。
2、 墊片材料的種類(lèi)和選擇 墊片可分為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種，軟質(zhì)一般為非金屬材料，如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板，聚四氟乙烯等。硬質(zhì)一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。墊片的形狀有很多，有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。金屬墊片的材料一般用08、10、20上等碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9不銹鋼，加工精度和表面光潔度要求較高，適用于高溫高壓閥門(mén)。非金屬墊片材料一般塑性較好，用不大的壓力就能達(dá)到密封。適用于低溫低壓閥門(mén)。墊片材料可按表5-4選擇。
墊 片 材 料 | 介 質(zhì) | 應(yīng)用范圍 | |
壓力（Mpa） | 溫度（℃） | ||
厚紙板 | 水、油類(lèi) | ≤10 | 40 |
油浸紙板 | 水、油類(lèi) | ≤10 | 40 |
橡膠板 | 水、空氣 | ≤6 | 50 |
石棉板 | 蒸汽、煤氣 | ≤6 | 450 |
聚四氟乙烯 | 腐蝕性介質(zhì) | ≤25 | 200 |
橡膠石棉板XB-450 | 水蒸汽、空氣、煤氣 | ≤60 | 450 |
XB-350 | 水蒸汽、空氣、煤氣 | ≤40 | 350 |
XB-200 | 水蒸汽、空氣、煤氣 | ≤15 | 200 |
耐油橡膠石棉板 | 油類(lèi) | 160 | 30 |
08鋼與XB-450充填 | 蒸汽 | 100 | 450 |
08鋼與XB-350充填 | 蒸汽 | 40 | 350 |
1Cr13、0Cr13石棉充填 | 蒸汽 | 100 | 600 |
08鋼與耐油橡膠石棉充填 | 油類(lèi) | 100 | 350 |
銅 | 水蒸汽、空氣 | 100 | 250 |
鋁 | 水蒸汽、空氣 | 64 | 350 |
10鋼、20鋼 | 水蒸汽、油類(lèi) | 200 | 450 |
1Cr13 | 蒸汽 | 200 | 550 |
1Cr13Ni9 | 蒸汽 | 200 | 600 |
表5-4
制造閥門(mén)零件材料很多，包括各種不同牌號(hào)的黑色金屬和有色金屬及其合金、各種非金屬材料等。
制造閥門(mén)零件的材料要根據(jù)下列因素來(lái)選擇：
1、工作介質(zhì)的壓力、溫度和特性。
2、該零件的受力情況以及在閥門(mén)結(jié)構(gòu)中所起作用。
3、有較好的工藝性。
4、在滿足以上條件情況下，要有較低的