閥門的材料選用
2020/4/30 15:48:39
許多種材料可以滿足閥門在多種不同工況的使用要求。但是，正確的、合理的選擇閥門的材料，可以獲得閥門最經濟的使用壽命和最佳的性能。現在我們就通過以下幾個方面來告訴大家如何正確選用閥門材料。
01閥體材料選用
對于鋼和鎳合金閥體和閥蓋材料的選擇ASME B16. 34表1中已經列出。這個表被分為三組:
第1組是黑色金屬材料;
第2組是奧氏體不銹鋼材料;
第3組是與特殊的壓力-溫度等級表相關的鎳合金材料。
在ASME B16.1 (鑄鐵)、ASME B16. 24(銅合金)、ASME B16. 42 (球墨鑄鐵)中含有其他材料。
對于表中涉及溫度和熱處理范圍的注釋，需要給予特別關注。通過查閱這些溫度-壓力表，壓力-溫度額定值為選擇合理的滿足機械強度需求提供了依據。此外材料對許多存在于過程流體流動工況中材料性能下降機理，也應該給予考慮，例如受到腐蝕、應力開裂、低溫和高溫、含氫工況影響等。
02閥門內件選用
①通則”閥門內件材料的選用不只是閥座密封面材料，在API 600和API 602包含的內件表中對其有明確定義。通常對于所有類型的閥門其內件包括所有與過程流體接觸的部件。如果沒有定義特殊的要求，那么API標準要求內件材料的耐蝕性必須至少與閥體材料的耐蝕性相同。
②閘閥對于閘閥，其內件為關閉件和閥座密封面以及閥桿和上密封座。正如API標準中所指出的，一個避免閥座磨損的關鍵因素是為與其相配合的一對密封面提供一個不同的硬度，除非兩個密封面都是硬面。在參考標準中提供了內件表。某些合理內件是在一個或兩個表面進行耐磨堆焊，以更好地確保密封面長期具有耐磨損性能、耐蝕性能和耐磨性能。
③其他閥門內件對于 止回閥，其內件被定義為關閉件和閥座密封面。在參考標準中提供了內件表。某些合理的內件是在-一個或兩個表面進行耐磨堆焊，從而更好地確保閥座在長期磨損、腐蝕和磨蝕性工況使用中不會失效。
對于球閥，其關閉件被定義為閥門的內部金屬件，例如球體、閥桿和金屬閥座或閥座支撐圈。這些件都可以具有與殼體相同的名義化學成分，以及具有與殼體材料相似的力學性能和耐蝕性能。
對于蝶閥，所有與過程流體接觸的材料都應遵循
制造商的標準，除另有規定外。蝶閥內件被定義為閥體閥座密封面、蝶板、蝶板與軸連接件(例如鍵、銷、螺釘等)和全部與過程流體接觸的內部緊固件。軸和軸套的材料與內件材料的腐蝕性能相似。
對于旋塞閥，要求旋塞和閥桿材料的耐蝕性至少
與閥體材料相同。對于截止閥，其內件見API 602中定義。
03閥座密封面一軟閥座
球閥和蝶閥經常使用帶有彈性的、非金屬的閥座來提供密封。API 608和API 609中包含帶有壓力-溫度額定值規定的PTFE和增強型PTFE材料。其他軟閥座材料的壓力-溫度額定值，經購買者和制造商商定。PTFE閥座的使用溫度范圍往往是177~225C.(350~400F)。對于- -些用于液體工況中的軟閥座球閥，應該考慮中腔泄壓要求。
04閥桿密封一逸散性排放
通常用于工藝管道中的閥桿填料為- -種柔性石
墨。新閥門填料典型設計方法是:放置幾個壓制成形的幾道填料環，填料環上面放置-一個編織材料環以及在堆疊填料的底部放置-個編織材料環。這種編織材料“擦拭環”有助于防止壓制填料環被擠出填料函。與先前使用的石棉材料相比，目前閥門填料技術有效地阻止了輕烴泄漏(逸散性排放)。影響柔性石墨填料材料性能的關鍵因素有:碳的百分含量、填料密度和耐蝕/氧化劑。為提高閥桿填料性能，MSS SP-120中對用于升降閥桿閥門的柔性石墨填料系統進行了很好的討論。API 622的填料應予以考慮。
雖然石墨材料在溫度高于343C (650F) 時易氧化，但是其已經被成功地用于使用溫度大于等于538C. (1000F)的閥門中。
動加載和超時工況中的填料，由于“填料壓實”可能會導致其密封性能降低。這使壓蓋載荷減小，導致填料泄漏。這種“動加載”的過程可能是合理的選擇，包含由碟形彈簧加載的填料壓蓋，從而提供了一種維持填料壓蓋載荷的方法以幫助延長填料有效使用時間。
某些1/4旋轉閥門的閥桿可能會用彈性O形圈密封。這些密封圈的使用溫度范圍可能會低PT-FE。
波紋管密封閥門已經被用于蒸汽和某種有危險/
有毒的工況中，從而減少潛在的填料泄漏。在API602中閥門的公稱尺寸為NPS 1/2~2。API 602除傳統填料外還包括波紋管閥桿密封的設計方法和試驗細節。
05閥蓋墊片
API600提供了幾種閥蓋墊片的選擇類型:金屬
環形墊、金屬包復墊片、柔性石墨復合金屬齒形墊片(僅僅適用于150磅級)，環連接，纏繞式(大于等于300磅級)和增強型柔性石墨墊片其僅僅適于150磅級(買方批準時)。這種閥蓋墊片在一29~ 538C(一20~ 1000F)溫度中使用時是合理的。API602要求閥蓋法蘭墊片類型為填充柔性石墨的纏繞式墊片，另有規定除外。設計要求防止墊片的過度壓縮。
API 603閥蓋墊片設計與API 600相似。帶有壓縮限制和柔性石墨填料纏繞式墊片(壓力等級≥300 .磅級)是被允許的。API603沒有定義一個更高的溫度要求。
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