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介绍阀体零件的合适工作温度

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-09-01 0:35:12 * 浏览: 15
介绍阀体零件的合适工作温度1概述设计和选择阀门时必须考虑的一个重要问题是阀门的工作温度。为了调节阀体材料的合适工作温度,我国石化,化工,化肥,电力,冶金等行业使用的阀门主要材料的合适工作温度和相关温度与各种材料性能有关。阀门钢种和合金牌号。阀门产品的设计,制造和检验需要明确的要求。此外,从技术管理,生产管理和材料采购等方面,应针对各类钢材选择综合性能。不建议使用过多的钢种和合金等级以防止混淆。 2低温条件2.1超低温阀门材料超低温阀门[-254(液氢)〜-101°C(乙烯)]主要材料必须采用面心立方晶格的奥氏体不锈钢,铜合金或铝合金,经过热处理低温机械性能,特别是低温冲击韧性,必须符合标准的要求。以下奥氏体不锈钢可用于制造超低温阀门。 ASTMA351CF8M,CF3M,CF8和CF3,ASTM A182F316,F316L,F304和F304L,ASTM A433316,316L,304,304L和CF8D(由兰州高压阀门厂设计,工厂标准代码GFQ81-93)。超低温阀的阀体,阀盖,闸门或阀瓣必须在液氮(-196°C)内进行低温处理,然后再进行精加工。 2.2低温阀门材料适用于低温阀门(-100~-30°C)的主要材料是低温奥氏体不锈钢和低温轴承零件的铁素体和马氏体钢。用于低温的奥氏体不锈钢具有ASTM A351 CF8M,CF3M,CF8和CF3,ASTM A182F316,F316L,F304和F304L,ASTM A433316,316L,304,304L和CF8D。用于低温压力部件的铁素体和马氏体钢是ASTM 352 LCA(-32°C),LCB,LCC(-46°C),LC1(-59°C),LC 2,LC 211(-73°C)和LC 3(-100℃)。 ASTMA 352标准中材料的主要价格较低,但冶炼的化学成分必须具有可靠且严格的工厂内部控制标准。热处理工艺复杂,需要多次淬火和回火处理,以满足低温冲击韧性和长生产周期的标准要求。当低温冲击韧性不符合标准要求时,不允许使用低温钢。因此,它仅在生产批量大并且可用于熔炉冶炼时使用,并且通常使用奥氏体不锈钢。 3非腐蚀性条件当阀门的工作介质为非腐蚀性物质如水,蒸汽,空气和油时,通常使用碳钢。阀门用碳钢是指ASTM 216标准中的WCB,WCC铸钢和ASTMA105锻钢。阀门用碳钢的合适工作温度为-29-425℃。但是,出于安全原因,介质的工作温度可能会波动。因此,一般碳钢的温度不应超过400℃。 4腐蚀条件4.1铬钼高温钢阀门Cr-Mo高温铸钢主要采用ASTMA217标准的WC6,WC9和C5(ZG1Cr5Mo),相应的轧制材料分别为F11,F22和ASTMA182。 F5。 (1)低铬级铬钼钢低铬级铬钼钢具有WC6,WC9,F11和F22,其适用的工作介质为水,蒸汽和氢气,不适用于含硫油。 WC6和F11适用于-29-540°C,WC9和F22适用于-29-570°C。 (2)铬五钼高温钢铬五钼高温钢有C5(ZG1Cr5Mo)和F5,其适用的工作介质为水,蒸汽,氢和硫磺油。如果用于水蒸汽,C5(ZG1Cr5Mo)的最高工作温度为600°C。在含硫油等工作介质中使用时,最高工作温度e为550°C。因此,C5(ZG1Cr5Mo)的工作温度规定为≤550℃。 4.2不锈耐酸钢不锈耐酸钢是指铬 - 镍或铬 - 镍 - 钼不锈耐酸钢,用于石化,化工和化肥行业的硝酸,硫酸,醋酸和有机酸的耐腐蚀性。不锈耐酸钢铸钢主要采用ASTMA743或ASTMA744标准中的CF8,CF8M,CF3,CF3M,CF8C,CD-4MCu和CN7M,相应的轧制材料为ASTM A182标准中的F304,F316,F304L,F316L。 F347,F53和UNSN08020。 (1)Cr-Ni不锈钢Cr-Ni型不锈耐酸钢具有CF8,CF3,F304,F304L,CF8C和F347,适用于作为氧化酸如硝酸的工作介质。其最高工作温度≤200°C。 (2)Cr-Ni-Mo不锈钢Cr-Ni-Mo型不锈耐酸钢有CF8M,CF3M,F316和F316L,适用于工业介质中乙酸等酸的还原。 CF8M,CF3M等可以代替CF8和CF3,但CF8和CF3不能代替CF8M和CF3M。因此,美国等国家的不锈钢耐酸钢阀门主要采用CF8M,CF3M,其最高工作温度≤200°C。 (3)CN7M合金CN7M合金具有良好的整体耐腐蚀性,广泛应用于硫酸,硝酸,氢氟酸,稀盐酸,苛性碱,海水,热氯盐溶液等恶劣腐蚀条件下。可用于各种浓度和温度≤70°C的硫酸。 CN7M和UNSN08020合金的使用温度范围为-29至450°C。 (4)双相不锈钢双相不锈钢(表1)是沉淀硬化不锈钢,其在铁素体基体中含有35%至40%的奥氏体,其屈服强度约为19Cr-9Ni奥氏体。它的厚度是不锈钢的两倍,具有高硬度,良好的塑性和冲击韧性。它特别适合在腐蚀性工作条件下使用,同时具有磨损和擦洗。因此,它广泛用于强氧酸氧化和还原条件,并且在含氯环境中具有特殊的抗应力腐蚀开裂性。 CD-4MCu,CD3MN,CE3MN和F53双相不锈钢的使用温度范围为-29至316℃。表1双相不锈钢材料等级控制级铸造材料薄板条0Cr25-Ni5-Mo-Cu A8901A [CD4MCu] 00Cr22-Ni5-Mo3-N A8904A [CD3MN] A182 F51 A240 S31803 A479 S31803 00Cr25-Ni7-Mo4-N A8905A [ CE3MN] A182 F53 A240 S32750 A479 S32750 4.3耐腐蚀镍基合金耐腐蚀镍基合金阀门主要选用铸造合金Monel(M35-1),铸造镍合金(CZ-100)和英康ASTM 494标准。 Nyle合金(CY-40),Hastelloy B(N-12MV,N-7M)和Hastelloy C(CW-12MW,CW-7M,CW-6MC,CW-2M)。用于耐腐蚀蒙乃尔阀门的蒙乃尔合金主要是UNSN04400(Monel400)和UNSN05500(MonelK500)。没有相应的铸造镍合金轧制材料,Inconel 600和Inconel 625用于Inconel合金。 (1)蒙乃尔合金蒙乃尔合金具有高强度和高韧性,特别是对还原酸和强碱性介质和海水具有优异的耐受性。因此,它通常用于制造用于输送氢氟酸,盐水,中性介质,碱金属盐和还原酸的设备和阀门。它也适用于干燥氯气,氯化氢,425℃高温氯气和450℃高温氯化氢。中等,但不耐含硫介质和氧化介质(如硝酸和高含氧介质)的腐蚀。蒙乃尔的阀门材料代码为MM,内部为蒙乃尔合金阀门,外壳为碳钢时阀门材料代码为C / M,阀门材料代码为P / M,外壳为CF8。当阀体为CF8M时,阀门材料代码为R / M. Monel M35-1,Monel 400和Monel K500合金的合适工作温度范围为-29至480°C。 (2)铸造镍合金铸造镍合金(CZ-100)的化学成分为95%Ni和1.00%C,没有相应的轧制材料。当CZ-100用于高温高浓度或无水碱溶液时,它具有优异的耐腐蚀性。 CZ-100常用于产品中高腐蚀性浓度的氯碱(包括熔融的无水苛性钠)以及无法获得铜和铁等金属污染产品的应用。铸造镍合金CZ-100阀门的材料代码是Ni。 CZ-100合金的合适工作温度为-29~316℃。 (3)Inconel CY-40和Inconel 600(ASTM B564N06600)主要用于抗应力腐蚀,特别是高浓度氯化物介质。当Ni含量≥45%时,对氯化物腐蚀的应力具有“免疫”效应。此外,它还可以通过煮沸浓硝酸,发烟硝酸,含硫和钒的高温气体以及燃烧产物来抵抗腐蚀。 Inconel合金已广泛用于制造核电站的锅炉给水系统,因为它们比不锈钢更安全。同时,它还适用于要求高强度,高压密封和具有机械耐磨性和高温抗氧化性的工业生产的高耐腐蚀性。例如,Inconel 600或Inconel 625合金(Hastelloy CW-6MC的轧制等级)用于制造高压(600-1500 LB)高浓度氧气阀。 CY-40和Inconel 600合金阀门的材料代码是In。合适的工作温度为-29~650°C。 (4)哈氏合金哈氏合金是一种商品名,包括一系列合金牌号,主要用于哈氏合金B(哈氏合金B)和哈氏合金C(哈氏合金C)。 Hastelloy B的铸造合金等级是ASTM A494标准中的N-12MV(N-12M-1)和N-7M(一些材料称为N-12M-2,也称为Chlorimet2合金)。轧制材料等级为ASTMB335标准中的UNSN10665。哈氏合金B在各种浓度的盐酸下耐腐蚀,并且耐非氧化性盐和酸。对于Hastelloy B的耐腐蚀阀门,考虑到耐腐蚀性和抗晶间腐蚀性,应使用低碳级哈氏合金B(N-7M)。哈氏合金的材料阀门行业没有规定,哈氏合金B阀门材料代码,可直接用其铸造合金牌号表示。哈氏合金B的合适工作温度为-29°C至425°C。哈氏合金C铸造合金牌号为CW-12MW(部分材料称为CW-12M-1)和CW-7M(CW-12M-2,也称为作为Chlorimet3合金)和Hastelloy C-276合金,铸造合金牌号为CW-6MC和Hastelloy C-4合金,其铸造合金牌号为CW-2M。铸造Hastelloys CW-7M,CW-12MW,CW-6MC和CW-2M的相应轧制等级分别为UNSN10001,UNSN10003,UNSN10276和UNSN06455。 Hastelloy C通过氧化溶剂,低浓度的常温盐酸和硝酸抵抗氧化。第一代Hastelloy C(0Cr16Ni60Mo16W4)的特点是在高腐蚀性氧化和还原酸性介质中具有优异的耐腐蚀性,但由于高镍耐腐蚀合金是奥氏体,Ni在C中还原。固体在体内的溶解性和其他原因。因此,Ni-Mo Hastelloy B和Ni-Mo-Cr Hastelloy C合金都具有更严重的晶间腐蚀倾向或敏感性,并且还在高温下引起应力腐蚀和缝隙腐蚀。为了克服晶间腐蚀,第二代Hastelloy,Hastelloy C-276(C从0.03%降低到0.02%)和第三代Hastelloy C-Hastelloy C-4,其特点是低Si(Si) ≤0.08%),超细C(C≤0.015%),Fe和W的含量降低,添加稳定的合金元素Ti等。对于Hastelloy C的耐腐蚀阀门,应考虑耐腐蚀性和耐晶间腐蚀性,使用Hastelloy C-276(CW-6MC)和Hastelloy C-4(CW-2M)。 HastelloyAlloy C阀门具有许多材料代码,性能和工作温度差异很大,因此CW-12MW,CW-7M,CW-6MC和CW-2M由HC-12,HC-7,HC-276和HC-4代表, 分别。或直接用其铸造合金牌号表示。 Hastelloy CW-7M和UNSN10001合金的合适工作温度为-29-425°C,Hastelloy CW-12MW和UNSN10003合金的合适工作温度为-29-700°C,Hastelloy CW-6MC和UNSN10276合金的合适工作温度工作温度为-29~676℃,哈氏合金CW-2M和H 2的合适工作温度UNSN06455合金为-29~425°C。 4.4钛合金钛(Ti)具有高强度,重量轻,高耐热性和低温韧性,以及良好的加工和焊接性能。对于阀门的生产,主要是铸造纯钛和锻造纯钛ZTA2。钛具有耐腐蚀性,耐腐蚀性,甚至因温度等不同的工作条件而发生火灾和爆炸。因此,应根据所用介质的性质(浓度,温度等)明确定义和设计选择。钛阀门在各种氧化腐蚀性介质和中性介质中具有出色的耐腐蚀性。钛在沸点以下的浓度和浓度≤80%的硝酸中具有优异的耐腐蚀性。在发烟硝酸的情况下,当NO 2含量超过2%且水含量不足时,钛与发烟硝酸反应而爆炸。因此,钛通常不用于含量为80%或更高的高温硝酸。钛在硫酸中不耐腐蚀,钛在盐酸中具有适度的耐腐蚀性。一般认为工业纯钛可以在盐酸中使用,室温下浓度为7.5%,60℃时浓度为3%,100℃时浓度为0.5%。钛也可以浓度为30%使用。在35℃和100℃和100℃下浓度为10%。在3℃下浓度为3%磷酸。钛在HF(氢氟酸)中不耐腐蚀,钛在酸性氟化物溶液中不耐腐蚀,钛在硼酸和铬酸中耐腐蚀,并且可用于氢碘酸和氢溴酸。钛可用于60°C 10%硫酸和90%硝酸混酸,沸腾1%盐酸和5%硝酸混合酸和室温王水(注:王水是3倍浓缩液的混合物)在室温下,钛在各种浓度的氢氧化钡,氢氧化钙,氢氧化镁,氢氧化钠和氢氧化钾中完全耐腐蚀,但不能用于沸腾的氢氧化钠和钾的氢氧化钾和1%的浓硝酸。氢氧化物。碱中的氨加剧了钛的腐蚀。钛在自来水,河水和空气中的最高工作温度为300°C。钛可用于海水中,最大流速为20m / s。钛在温度≤120°C的海水中具有很高的耐腐蚀性。如果温度高于120°C,可能会发生点蚀和缝隙腐蚀。除甲酸,草酸和浓柠檬酸(浓度≥50%)外,钛对所有有机酸都具有优异的耐腐蚀性,但有机酸中的含水量过低(碳氢化合物和氯中的钛)具有优异的腐蚀性碳氢化合物的抗性钛在干燥的氯气中会剧烈反应形成TiCl4,具有火灾危险,但钛在湿氯中具有良好的耐受性(水含量为0.3-1.5%)。腐蚀。钛在HCl中在20-160℃下干燥是稳定的,但盐酸在湿氯化氢中会导致钛的腐蚀。钛在氯化物溶液中的点蚀电位高于不锈钢,钛对氯离子的耐点蚀性能优于不锈钢,因此钛已广泛应用于氯化物溶液中。钛通常不会在≤80°C的温度下产生点蚀,但是在高浓度的中浓度氯化物溶液(例如在100°C时25%氯化铝)中溶解腐蚀更容易发生在溶液中,70%氯化钙溶液在175°C,25%氯化镁溶液,200°C,75%氯化锌溶液,200°C.5高温条件高温工作阀主要指炼油厂使用的高温阀门。 1亚高温亚高温意味着阀门的工作温度在325-425℃范围内。如果介质是水和蒸汽,主要使用WCB,WCC,A105,WC6和WC9。如果介质是含硫油,它主要含有抗硫化物腐蚀等的C5,CF8,CF3,CF8M和CF3M。它们主要用于炼油厂常压和减压蒸馏装置和延迟焦化装置。此时,CF8,CF8M,CF3和CF3M的阀门不用于耐酸溶液。腐蚀,但用于含硫油和石油和天然气管道。在这种情况下,CF8,CF8M,CF3和CF3M的最高工作温度限制为450°C.5.2高温I级阀门工作温度为425~550°C高温等级I(称为PI级) 。 PI类阀门的主要材料是ASTMA351标准中基于CF8的“高温I级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。因为PI等级是一个特定的标题,这包括高温不锈钢(P)的概念。因此,如果工作介质是水或蒸汽,尽管可以在含硫油中使用高温钢WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)。虽然也可以使用高温钢C5(ZG1Cr5Mo)但是,它们在这里不能称为PI级。 5.3高温II级阀门的工作温度为550至650°C,并被评为II级高温(称为PII级)。 PII级高温阀主要用于炼油厂的重油催化裂化。该装置包括一个高温衬里耐磨闸阀,用于三旋转喷嘴等.PII级阀门的主要材料是基于CF8的“高温II级中碳铬镍稀有“天然钛 - 铼增强耐热钢”符合ASTMA351标准。 5.4高温III级阀的工作温度为650~730℃,设定为高温III级(简称PIII级)。 PIII级高温阀主要用于炼油厂的大型重油催化裂化装置。 PIII级高温阀体材料是基于ASTM A351标准中的CF8M的“高温III级中碳铬镍钼稀土钛镧增强耐热钢”。 5.5高温等级IV阀门的工作温度为730~816℃,设定为高温等级IV(称为PIV等级)。 PIV阀的工作温度限制在816°C,因为阀门设计的标准ASMEB 16.34压力 - 温度额定值中提供的最高温度为816°C(1500°F)。另外,在工作温度超过816℃后,钢接近锻造温度区域。此时,金属处于塑性变形区,并且金属具有良好的可塑性,并且难以承受高工作压力和冲击力而不会保持变形。 PIV阀的主要材料是ASTMA351标准中的CF8M,它是一种高温IV级中碳铬镍钼稀土钛镧增强耐热钢。 F310(包括C含量≥0.050%)和耐热不锈钢如F310H在CK-20和ASTM 182标准中。 5.6高温等级V阀门的工作温度高于816°C,称为高温等级V(称为PV级)。 PV级高温阀(用于截止阀,不调节来宾蝶阀)必须采用特殊设计方法设计,如衬里绝缘或水或气冷却,以确保阀门正常运行。因此,没有规定PV级高温阀的工作温度的上限。这是因为控制阀的工作温度不仅仅通过材料来解决,而是通过特殊的设计手段来解决,并且设计手段的基本原理是相同的。 PV级高温阀可根据其工作介质和工作压力以及所使用的特殊设计方法进行选择。在PV级高温阀中,烟道插入阀或来宾蝶阀的插入件或盘通常选自符合ASTM 297标准的HK-30,HK-40超级合金,可用于1150以下的抗氧化剂和还原性气体。 ℃。耐腐蚀,但不受冲击和高压负荷。 6结束语在当今技术的快速发展中,阀门的主要材料日益多样化和高度参数化。对应于阀门的工作介质也更复杂并且需要更高的工作温度。了解各种类型的阀门钢的性能对于阀门的设计,制造,采购和使用的技术人员来说,必须具有合适的工作温度。特别是,材料的使用温度不应超过其合适的工作温度,否则会造成严重的严重事故。