之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹工業(yè)常用閥門(mén)選材要點(diǎn) 閥門(mén)是管路附件中十分重要的裝置，根據(jù)不同的閥門(mén)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)，它的功能是接通或截?cái)嗔黧w通路、改變流體方向、調(diào)節(jié)流體的流量和壓力、阻止流體倒流以及釋放過(guò)剩壓力等。為了保證閥門(mén)能有效的實(shí)現(xiàn)這些功能，必須滿(mǎn)足許多條件。例如選擇合適的閥門(mén)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、材料等。其中材料的選擇是保證閥門(mén)使用功能的關(guān)鍵因素之一。由于各工業(yè)領(lǐng)域的特性不同，至使流體的溫度、壓力、物理化學(xué)性質(zhì)等均有各自的特點(diǎn)，從而使閥門(mén)材料的選擇十分復(fù)雜。可供制造閥門(mén)零件的材料，包括各種鑄鐵、鋼材、有色金屬及其合金，各種非金屬材料等等。為了減少供應(yīng)和儲(chǔ)備上的困難，在一定范圍內(nèi)使用的通用閥門(mén)材料已有了標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定。例如JB/T 5300《通用閥門(mén) 材料》、SH 3064《石油化工鋼制通用閥門(mén)選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》中對(duì)通用閥門(mén)的主要零件應(yīng)選用何種牌號(hào)材料作了具體規(guī)定，某些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)產(chǎn)品的適用條件對(duì)一些閥門(mén)零件應(yīng)選用何種類(lèi)型的材料作了原則的規(guī)定。但是工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域其工況條件、介質(zhì)特性十分復(fù)雜，對(duì)于特殊工況條件，閥門(mén)材料的選擇還必須與用戶(hù)的使用經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合或通過(guò)試驗(yàn)、驗(yàn)證，確定合適的材料。

工業(yè)常用閥門(mén)選材要點(diǎn)由于各工業(yè)領(lǐng)域的特殊性以及考慮流體的溫度、壓力、特性、腐蝕以及材料的資源、制造的工藝性等情況，所以材料的選擇原則總的有三個(gè)方面，即：滿(mǎn)足使用功能的要求，有良好的工藝性（冷、熱加工性能），有良好的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性即是要用盡可能低的成本制造出符合閥門(mén)功能的產(chǎn)品。以上三個(gè)原則中滿(mǎn)足使用功能要求是主要的，也就是說(shuō)工藝性和經(jīng)濟(jì)性要服從使用功能的要求，在保證使用功能的前題下力求有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。十全十美的材料是沒(méi)有的。因此，選擇材料要根據(jù)具體情況綜合考慮，解決主要

*章 工業(yè)常用閥門(mén)選材要點(diǎn)鋼制閥門(mén)主體和內(nèi)件材料

   上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥 閥門(mén)的主體是指承受介質(zhì)壓力的閥體、閥蓋（或端蓋）、閘板（或閥瓣）。其中，閥體和閥蓋（端蓋）是承受介質(zhì)壓力的承壓件，閘板（閥瓣）是控制介質(zhì)流動(dòng)的控壓件。

    內(nèi)件是指接觸介質(zhì)的閥桿和閘板(閥瓣)、閥座兩者的密封面。

    承壓件的定義是：一旦它們失效，其所包容的介質(zhì)會(huì)釋放到大氣中的零件。因此，所用的材料必須能在規(guī)定的介質(zhì)溫度、壓力作用下達(dá)到相應(yīng)的力學(xué)性能、耐腐蝕性和良好的冷、熱加工工藝性。

    大多數(shù)閥門(mén)的閥體、閥蓋（端蓋）、閘板（閥瓣）形狀比較復(fù)雜，因此采用鑄件較多，只有某些小口徑閥門(mén)根據(jù)閥類(lèi)的不同或特殊工況的要求采用鍛件。

*節(jié) 鋼制閥門(mén)的主體材料

1、碳素鋼

    碳素鋼適用于非腐蝕性介質(zhì)，在某些特定的條件下，例如某些有腐蝕性的介質(zhì)在一定范圍內(nèi)的溫度濃度條件下也可采用碳素鋼。

碳素鋼的適用溫度范圍：-29~425℃。中石化標(biāo)準(zhǔn)SH 3064《石油化工鋼制通用閥門(mén)選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》規(guī)定碳素鋼制閥門(mén)的適用溫度范圍為-20~425℃，其下限定為-20℃的依據(jù)是GB 150《鋼制壓力容器》。但當(dāng)以WCB、WCC這兩種鋼作閥體、閥蓋、閘板（閥瓣）、支架時(shí)，這兩種鋼的適用溫度下限為-29℃。

常用的碳素鋼鑄件和鍛件材料見(jiàn)表1-1。常用的碳素鋼鑄件、鍛件材料    表1-1

注：

（1）表1中WCA、WCB、WCC是按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)表示的牌號(hào)，ZG 205-415、ZG 250-485、ZG 275-485是按GB/T 5631鑄鋼牌號(hào)表示方法分別對(duì)應(yīng)WCA、WCB、WCC的牌號(hào)。UNS J02502、UNS J03002、UNS J02503是以美國(guó)金屬與合金統(tǒng)一系統(tǒng)編號(hào)方法，分別對(duì)應(yīng)WCA、WCB、WCC的牌號(hào)。

（2）表1中zui常用的是WCB鋼，其標(biāo)準(zhǔn)含碳量≤0.30%，但為了獲得優(yōu)良的焊接性能和力學(xué)性能，其含碳量應(yīng)控制在0.25%左右。

（3）殘留元素Cr、Ni、Mo、V、Cu也是必須控制并達(dá)標(biāo)，其殘留元素總量應(yīng)≤1%，但有碳當(dāng)量（CE）要求時(shí)此條不適用。

（4）當(dāng)閥門(mén)的連接端為焊連接時(shí)必須控制碳總量。ASTM A 216補(bǔ)充要求中規(guī)定了使用于不同場(chǎng)合的碳素鋼鑄件碳當(dāng)量的要求。但不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其工況條件，對(duì)碳當(dāng)量的要求也不同，如API 6D則要求爐前分析CE≤0.43，成品分析CE≤0.45。同樣為了保證焊接性能API 6D對(duì)焊接端的碳素鋼鑄件含碳量也作了規(guī)定，爐前分析CE≤0.23%，成品分析CE≤0.25%，硫磷含量≤0.035。碳當(dāng)量CE=C%+Mn%/6+（Cr+Mo+V）%/5+（Ni+Cu）%/15。

（5）ASTM A 105并不是我國(guó)的25號(hào)鋼或25Mn鋼，雖然其主要化學(xué)成分相當(dāng)于我國(guó)的25Mn鋼，但ASTM A 105對(duì)雜質(zhì)元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb的控制以及C、Mn含量的關(guān)系和材料的熱處理都有控制要求。

（6）鍛鋼閥門(mén)是否需要進(jìn)行材料的力學(xué)性能檢測(cè)是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求決定的，對(duì)于低碳鋼只要化學(xué)成分合格，正火的熱處理工藝正確，其力學(xué)性能就是一定的，不像中碳鋼和高碳鋼可以按淬火后的不同回火溫度得到不同的力學(xué)性能。對(duì)于鍛造高壓閥門(mén)如PN16.0MPa、PN32.0MPa或更高壓力的鍛鋼閥由設(shè)計(jì)決定采用的材料應(yīng)達(dá)到的力學(xué)性能。根據(jù)所要求的力學(xué)性能確定回火溫度以達(dá)到材料的性能符合設(shè)計(jì)要求。

2、不銹鋼

2.1奧氏體不銹鋼

閥門(mén)中常用的不銹鋼是奧氏體不銹鋼，適用溫度范圍很廣，低溫可用于-296℃（液氦），高溫可達(dá)到816℃，常用的溫度范圍為-196℃（液氮）至700℃。

奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性、高溫抗氧化性和耐低溫性能。因此，奧氏體不銹鋼廣泛用于制作耐腐蝕閥門(mén)、高溫閥門(mén)和低溫閥門(mén)。

    奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性是相對(duì)的，不是什么樣的腐蝕介質(zhì)它都能承受。金屬的腐蝕現(xiàn)象或所謂的耐腐蝕性是根據(jù)腐蝕性介質(zhì)的種類(lèi)、濃度、溫度、壓力、流速等環(huán)境條件，以及金屬本身的性質(zhì)，即含有成分、加工性、熱處理等諸因素的差異而分別有不同的腐蝕狀態(tài)和腐蝕速度。例如不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，可是因?yàn)楦g環(huán)境或使用條件的不同，也可能發(fā)生意想不到的腐蝕破壞事故。因此，應(yīng)充分地了解腐蝕介質(zhì)和耐腐蝕材料，才能選擇合適的耐腐蝕材料。

2.1.1金屬的腐蝕形態(tài)

金屬的腐蝕形態(tài)可分為兩大類(lèi)：均勻（全面）腐蝕和局部腐蝕，均勻（全面）腐蝕包括全面成膜腐蝕和無(wú)膜腐蝕。

（1）全面成膜腐蝕：腐蝕在金屬的全部或大部分面積上進(jìn)行，而且生成保護(hù)膜，具有保護(hù)性。例如：碳素鋼在稀硫酸中腐蝕很快，當(dāng)硫酸濃度大于50%時(shí)，腐蝕率達(dá)到zui大值，此后濃度再繼續(xù)增大腐蝕率反而下降。這是由于濃硫酸的強(qiáng)氧化性，在鋼鐵的表面生成一層組織致密的鈍化膜，這種鈍化膜不溶于濃硫酸，從而起到了阻礙腐蝕作用。

（2）無(wú)膜腐蝕：無(wú)膜全面腐蝕很危險(xiǎn)，因?yàn)樗３忠欢ㄋ俣热孢M(jìn)行腐蝕。

    （3）局部腐蝕：局部腐蝕的形態(tài)有十三種，如縫隙腐蝕、脫層腐蝕、晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕等等。據(jù)調(diào)查，化工裝置中局部腐蝕約占70%。在諸多局部腐蝕的形態(tài)中與閥門(mén)制造有關(guān)且常見(jiàn)的是晶間腐蝕。

    一般對(duì)均勻腐蝕的程度用腐蝕率表示，但如何評(píng)價(jià)則有不同規(guī)定。

    按《石油化工企業(yè)管道設(shè)計(jì)器材選用通則》規(guī)定，介質(zhì)對(duì)金屬材料的腐蝕速率，管道金屬材料的耐腐蝕能力可分為下列四類(lèi)：

年腐蝕率不超過(guò)0.05mm的材料為充分耐腐蝕性材料；

    年腐蝕率在0.05~0.1mm的材料為耐腐蝕性材料；

    年腐蝕率在0.1~0.5mm的材料為尚耐腐蝕性材料；

    年腐蝕率超過(guò)0. 5mm的材料為不耐腐蝕性材料。

    《腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)》對(duì)均勻（全面）腐蝕的耐蝕性用均勻腐蝕率來(lái)評(píng)價(jià)，見(jiàn)表1-2。

 耐蝕性能的評(píng)價(jià)                        表1-2

據(jù)《金屬防腐蝕手冊(cè)》（中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)）對(duì)金屬材料耐腐蝕性規(guī)定見(jiàn)表1-3。

金屬材料耐腐蝕性的10級(jí)標(biāo)準(zhǔn)                表1-3

（4）晶間腐蝕：局部地沿著結(jié)晶粒子邊界向深度方向腐蝕的形式稱(chēng)晶間腐蝕。這種腐蝕，外面看不出腐蝕跡象。嚴(yán)重的晶間腐蝕可以穿過(guò)整個(gè)機(jī)體厚度。

    產(chǎn)生晶間腐蝕的原因是由于沿晶粒邊界析出碳化鉻Cr23C6或FeCr化合物——稱(chēng)σ相，使晶界周?chē)毟瘢谶m合的腐蝕介質(zhì)（產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)）中，就形成碳化鉻（陰極）——貧鉻區(qū)（陽(yáng)級(jí)）電池，使晶界貧鉻區(qū)產(chǎn)生腐蝕。

    由上述可看出晶間腐蝕是有條件的。其內(nèi)因是必須有碳化鉻或σ相沿晶界析出使晶界貧鉻。其外因是必須有腐蝕貧鉻區(qū)的介質(zhì)。水和一些中性溶液并不腐蝕貧鉻區(qū)，所以即使存在貧鉻區(qū)也不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。如果晶界不貧鉻，即使有產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)也不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。所以產(chǎn)生晶間腐蝕的內(nèi)因、外因缺一不可。

    產(chǎn)生貧鉻的原因：一是鋼水化學(xué)成分不合格，如碳高、鉻低或含鈦、鈮的不銹鋼中碳鈦比或碳鈮比不夠。二是熱處理工藝不正確或焊接或加工時(shí)加熱至碳化物析出溫度，而在900℃至400℃冷卻速度不夠快而析出碳化物造成貧鉻。

2.1.2控制晶間腐蝕的方法

    控制奧氏體不銹鋼晶間腐蝕有三種方法：

    （1）執(zhí)行正確的熱處理工藝，將鋼加熱至1100℃水淬（急冷）使碳化物向固溶體中溶解。但是，不同牌號(hào)的奧氏體不銹鋼其淬火加熱溫度不*都是1100℃，執(zhí)行中要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

（2）加入固定碳的元素鈦或鈮；

    （3）采用含碳量≤0.03%的超低碳不銹鋼。

2.1.3晶間腐蝕檢驗(yàn)

晶間腐蝕檢驗(yàn)的前題是試樣的化學(xué)成分合格并經(jīng)固溶處理。晶間腐蝕檢驗(yàn)用的試片是80×18×3（長(zhǎng)×寬×厚），上下兩平面磨至Ra0.8的薄片，并分為敏化狀態(tài)試片和交貨產(chǎn)品狀態(tài)試片兩種。

敏化試片：將試片在650℃下加熱，保溫2小時(shí)（壓力加工件）或1小時(shí)（鑄件）空冷。之所以在650℃加熱是因?yàn)閵W氏體不銹鋼在500~700℃碳化鉻zui易沿晶界析出造成晶界貧鉻從而在產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)中發(fā)生晶間腐蝕。

交貨產(chǎn)品試片：即試片經(jīng)固溶處理，實(shí)際上是和鑄件一同處理的試樣上取下來(lái)的試片。

判別：試片在酸中浸泡后彎曲90°（鑄件）或180°（鍛件）若有裂紋則不合格。不合格時(shí)鑄件要重新處理，然后再作試驗(yàn)，但固溶處理的次數(shù)不得超過(guò)兩次。

奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是很?chē)?yán)重的，因此一定要按合同要求或按執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)生產(chǎn)不銹鋼閥門(mén)。

常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見(jiàn)表1-4。

2.1.4奧氏體不銹鋼作高溫鋼用

高溫是指溫度超過(guò)350℃以上，高溫用鋼是指在高溫下具有較高強(qiáng)度的鋼材。在石油化工裝置里，高溫并伴有腐蝕的場(chǎng)合就必須使用既耐高溫又耐腐蝕的材料。不銹鋼18Cr—8Ni、25Cr—20Ni的高溫強(qiáng)度高，特別是18—8Ti、18—8Nb等合金元素影響使耐高溫性能更為*。一般在沒(méi)有耐腐蝕性問(wèn)題的場(chǎng)合，在規(guī)定范圍內(nèi)，含碳量高的不銹鋼，其高溫強(qiáng)度也高。若在18—8鋼內(nèi)添加Mo、Nb、Ti等元素可強(qiáng)化基體，Nb、Ti則形成碳化物，從而可改善高溫強(qiáng)度。具體何種牌號(hào)的不銹鋼其zui高使用的溫度值，要查材料的溫壓表。

2.2馬氏體不銹鋼

馬氏體不銹鋼是一種鉻不銹鋼，其金相組織為馬氏體，可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，具有良好的力學(xué)性能和高溫抗氧化性。該鋼種在大氣、水和弱腐蝕介質(zhì)如加鹽水溶液、稀硝酸及某些濃度不高的有機(jī)酸，在溫度不高的情況下均有良好的耐腐蝕性。但該鋼種不耐強(qiáng)酸如硫酸、鹽酸、濃硝酸等的腐蝕，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蝕性介質(zhì)。由于鉻不銹鋼可通過(guò)熱處理強(qiáng)化，因此為了避免強(qiáng)度過(guò)高產(chǎn)生脆性，應(yīng)采用正確的熱處理工藝。如ASTM A 217 CA15規(guī)定其zui低回火溫度為595℃。

常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見(jiàn)表1-5。

2.3奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼

雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕破壞性好，適用于含氯離子環(huán)境的腐蝕，并具有較高的強(qiáng)度，常用于化肥、煉油、海上采油、海水淡化等工況條件。

目前制造閥門(mén)主體（承壓件）的雙相不銹鋼材料大多采用美國(guó)材料，常用的奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料見(jiàn)表1-6。

3、鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼

鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼主要用在高溫、高壓的場(chǎng)合，要求鋼在高溫下具有較好的抗蠕變強(qiáng)度和抗高溫氧化性，適用溫度-29~650℃，主要用于火力發(fā)電的高溫、高壓蒸汽，煉油企業(yè)的石油裂解、催化裂化、加氫等含有硫化物、氫腐蝕的石油介質(zhì)。例如催化系統(tǒng)采用5Cr—0.5Mo鋼，加氫系統(tǒng)溫度較低的采用1.25Cr—0.5Mo鋼，溫度較高的加氫裂化、加氫脫硫煤液化等裝置中采用2.25Cr—1Mo鋼。

在Cr—Mo鋼中需要說(shuō)明的是ZG1Cr5Mo，過(guò)去稱(chēng)鑄鋼鉻5鉬（ZGCr5Mo）用該鋼制作的閥門(mén)習(xí)慣上都稱(chēng)鉻5鉬閥，可是鑄鋼鉻5鉬這個(gè)牌號(hào)在1999年以前即無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也無(wú)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，長(zhǎng)期以來(lái)各制造廠(chǎng)均參照前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制訂自己的工廠(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)其牌號(hào)為ZGCr5Mo，其含碳量為0.15~0.25%，因此實(shí)際牌號(hào)應(yīng)定為ZG2Cr5Mo。中石化在制訂SH 3064-94《石油化工鋼制通用閥門(mén)選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參照J(rèn)IS G 5151中的SCPH61、BS 3100中的B5、ASTM A 217中的C5及我國(guó)GB/T 1221中的1Cr5Mo的化學(xué)成分將這種材料定為ZG1Cr5Mo，但同樣只有牌號(hào)并無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它的化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱處理規(guī)范等。70年代末引進(jìn)裝置中這類(lèi)閥門(mén)的材料為ASTM A 217 C5，從化學(xué)成分上看相當(dāng)鑄鋼1鉻5鉬，故建議用ASTM A 217 C5來(lái)制造這類(lèi)閥門(mén)，一直到1999年在制訂JB/T 9625《鍋爐管道附件承壓鑄鋼件 技術(shù)條件》時(shí)才將ZG1Cr5Mo納入該標(biāo)準(zhǔn)中。

ZG1Cr5Mo稱(chēng)5Cr—0.5Mo鋼，這種鋼具有良好的抗石油裂化過(guò)程介質(zhì)腐蝕的性能，對(duì)含有硫化物的熱石油介質(zhì)耐蝕性良好，具有抗氫腐蝕的能力，并有良好的熱強(qiáng)性。

ZG1Cr5Mo制造工藝性較差，易產(chǎn)生鑄造裂紋，焊接時(shí)熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)馬氏體組織而產(chǎn)生明顯的脆化，所以要制訂正確的焊接工藝，焊前需進(jìn)行預(yù)熱，焊后需進(jìn)行熱處理，一般預(yù)熱溫度300~400℃，焊后熱處理溫度740~760℃。

常用的鉻—鉬、鉻—鉬—釩鋼鑄件、鍛件材料見(jiàn)表1-7。

表1-4 常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料

續(xù)表1-4 常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料    

表1-5 常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料      

表1-6常用奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料                   

表1-7   常用鉻-鉬鋼、鉻鉬釩鋼鑄件、鍛件材料               

4、低溫鋼

   一般低溫指小于-29～-196℃范圍內(nèi)，小于-196～-269℃為超低溫范圍。石化企業(yè)規(guī)定低于-20℃就算低溫。一般碳素鋼、低合金鋼、鐵素體鋼在低溫下韌性急劇下降，脆性上升，這種現(xiàn)象稱(chēng)材料的冷脆現(xiàn)象。為了保證材料的使用性能，不僅要求材料在常溫時(shí)有足夠的強(qiáng)度、韌性、加工性能以及良好的焊接性能，而且要求材料在低溫下也具有抗脆化的能力。另外材料在低溫時(shí)會(huì)發(fā)生收縮，各個(gè)零件收縮率不同是致使某些密封部位發(fā)生泄漏的原因。此外，奧氏體不銹鋼在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，部分奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體而引起體積變化導(dǎo)致閥門(mén)泄漏也是一個(gè)重要原因。因此，要研究閥門(mén)各部位零件的材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以防止低溫時(shí)產(chǎn)生間隙而泄漏。

4.1常用氣體的液化溫度

幾種常用氣體的液化溫度（一個(gè)大氣壓下的沸點(diǎn)）見(jiàn)表1-8

表1-8                              常用氣體的液化溫度

4.2美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的低溫鑄鋼、鍛鋼

適用于低溫下的鋼材要求在低溫下有足夠的韌性，衡量其韌性的指標(biāo)是在低溫下的沖擊能量，不同類(lèi)型（或牌號(hào)）的低溫鋼適用于不同的低溫溫度。低溫閥門(mén)按適用的溫度劃分，分為-46℃、-70℃、-101℃、-196℃四個(gè)等級(jí)，不同溫度等級(jí)的閥門(mén)所選用的鋼材必須在其所適用的溫度下達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊能量才是安全可靠的。

4.2.1  美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的低溫鑄鋼（鑄件）

美國(guó)低溫鑄鋼采用的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM A 352《低溫受壓零件用鐵素體和馬氏體鑄件技術(shù)規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料牌號(hào)、適用溫度及沖擊能量要求見(jiàn)表1-8和表1-9。

表1-8    低溫鑄鋼件材料牌號(hào)和適用溫度

表1-9                     低溫鑄鋼件材料夏比V型切口沖擊能量要求

ASTM A 352中共有十個(gè)低溫鑄鋼牌號(hào)，其中zui常用的三個(gè)牌號(hào)分別是用于-46℃的LCB、LCC，用于的-101℃的LC3。對(duì)于低于-101℃以下至-196℃的工況條件下一般采用奧氏體鋼鑄件，如CF8、CF8M，其低溫沖擊能量要求在JB/T 7749《低溫閥門(mén)技術(shù)條件》中規(guī)定，在試驗(yàn)溫度為-196℃條件下夏比V型切口沖擊能量三個(gè)試樣zui小平均值為20~27牛頓每米（焦耳），三個(gè)試樣中一個(gè)試樣的zui小值為10~20牛頓每米（焦耳）。

4.2.2 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的低溫鍛鋼（鍛件）材料

    美國(guó)低溫鍛鋼采用的標(biāo)準(zhǔn)是ASTM A 350《要求進(jìn)行缺口韌性試驗(yàn)的管道部件用碳素鋼與低合金鋼鍛件技術(shù)規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料牌號(hào)，適用溫度及沖擊能量要求見(jiàn)表1-10。

表1-10   低溫鍛件材料牌號(hào)適用溫度、夏比V型切口沖擊能量    

ASTM A 350中共有七個(gè)低溫鍛鋼牌號(hào)，其中兩個(gè)zui常用的牌號(hào)分別是用于-46℃的LF2和用于-101℃的LF3。對(duì)于-101℃以下至-196℃工況條件下一般采用奧氏體鋼鍛件，如F304、F316。

4.3中國(guó)低溫閥門(mén)用的低溫鋼鑄件和鍛件材料

我國(guó)低溫鑄鋼（鑄件）材料采用的標(biāo)準(zhǔn)是JB/T 7248《閥門(mén)用低溫鋼鑄件技術(shù)條件》，該標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了LCB、LC1、LC2、LC3四個(gè)牌號(hào)，等同采用ASTM A 352中相應(yīng)牌號(hào)與要求。至于低溫鋼鍛件目前尚無(wú)閥用低溫鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)，因此鍛造的低溫閥門(mén)其材料可直接采用ASTM A 350中的材料及技術(shù)要求。

4.4低溫沖擊試驗(yàn)

由于鋼材在低溫下韌性降低，特別是用鐵素體鋼如LCA、LCB、LCC、LC3等制造的低溫閥門(mén)承壓件，在低溫下有明顯的低溫脆性，若在低溫下使用，必須達(dá)到一定的韌性指標(biāo)才能使用。因此，這些材料要進(jìn)行zui低使用溫度下的沖擊試驗(yàn)，其試驗(yàn)方法按GB/T 4159《金屬低溫夏比沖擊試驗(yàn)方法》或ISO 148《鋼-夏比沖擊試驗(yàn)（V型切口）》或ASTM A 370《鋼制品機(jī)械測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和定義》的規(guī)定。有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如API 6D）所有用于設(shè)計(jì)溫度低于-29℃的碳鋼、低合金鋼承壓部件都應(yīng)按ISO 148 或ASTM A 370進(jìn)行V型切口的沖擊試驗(yàn)。

4.5深冷處理

深冷處理是減少材料由于溫差和在低溫下金相組織改變而產(chǎn)生變形，從而提高閥門(mén)在低溫時(shí)的密封性能的一種處理方法。深冷處理的方法是將被處理的零件放入冷卻介質(zhì)中保溫一定時(shí)間，然后取出，當(dāng)零件溫度升至室溫后再重復(fù)進(jìn)行一次處理。一般用于-101℃以下的閥門(mén)，主要零件在精加工前（如密封面研磨前）對(duì)閥體、閥蓋、閘板（閥瓣）、閥桿、緊固件等進(jìn)行低于工作溫度下的深冷處理。對(duì)用于-101℃以上的低溫閥門(mén)，當(dāng)合同規(guī)定要作深冷處理時(shí)則也應(yīng)按要求作深冷處理。

第二節(jié) 鋼制閥門(mén)的內(nèi)件材料

內(nèi)件主要是指閥門(mén)關(guān)閉件的密封面和閥桿、襯套（上密封座），在國(guó)外常以trim表示內(nèi)件。

內(nèi)件材料的選用原則是根據(jù)主體材料的情況、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及零件所起的作用、受力情況綜合考慮的。對(duì)于常規(guī)的通用閥門(mén)在標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了內(nèi)件材料或規(guī)定了幾種材料由設(shè)計(jì)者根據(jù)具體情況選用。對(duì)于一些有特殊要求的閥門(mén)，如高溫、高壓、介質(zhì)有腐蝕等工況條件，則需按工況條件選擇內(nèi)件材料。

1、關(guān)閉件密封面材料

關(guān)閉件即閘板（閥瓣）、閥座。關(guān)閉件和閥座的密封面是閥門(mén)的主要工作面之一，材料選擇是否合理以及它的質(zhì)量狀況直接影響閥門(mén)的功能和使用壽命。

1.1 關(guān)閉件和閥座密封面的工作條件

由于閥門(mén)用途十分廣泛，因此閥門(mén)密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓，溫度可以從-269℃到816℃，有些工作溫度可達(dá)1200℃，工作介質(zhì)從非腐蝕介質(zhì)到各種酸堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。從密封面的受力情況來(lái)看，它受擠壓和剪切。從磨擦學(xué)的角度來(lái)看，有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應(yīng)的密封面材料。

（1）磨粒磨損

磨粒磨損是指粗糙的硬表面在軟表面上滑動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的磨損。硬材料壓入較軟的材料表面，在接觸表面就會(huì)劃出一條微小的溝槽，此溝槽所脫落的材料以碎屑或疏松粒子的形式被推離物體的表面。

（2）腐蝕磨損

金屬表面腐蝕時(shí)產(chǎn)生一層氧化物，這層氧化物通常覆蓋在受到腐蝕作用的部位上，這樣就能減慢對(duì)金屬的進(jìn)一步腐蝕。但是，如果發(fā)生滑動(dòng)的話(huà)，就會(huì)清除掉表面的氧化物，使裸露出來(lái)的金屬表面受到進(jìn)一步的腐蝕。

（3）表面疲勞磨損

反復(fù)循環(huán)加載和卸載會(huì)使表面或表面下層產(chǎn)生疲勞裂紋，在表面形成碎片和凹坑，zui終導(dǎo)致表面的破壞。

（4）沖蝕

材料的損環(huán)是由銳利的粒子沖撞物體而產(chǎn)生的，它與磨粒磨損相似，但表面很粗糙。

（5）擦傷

擦傷是指密封面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，材料因摩擦引起的破壞。

1.2 對(duì)密封面材料的要求

理想的密封面要耐腐蝕、抗沖蝕、耐擦傷、有足夠的擠壓強(qiáng)度、在高溫下有足夠的抗氧化性和抗熱疲勞性、密封面與本體有相近的線(xiàn)膨脹系數(shù)、有良好的焊接性能與加工性能。

上述的這些對(duì)密封面材料的要求只是個(gè)理想狀態(tài)，不可能有這樣十全十美的材料。因此，選材要視具體情況解決主要矛盾。

1.3 密封面材料的種類(lèi)

常用的密封面材料分為兩大類(lèi)：軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料。軟質(zhì)材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。硬質(zhì)材料為各種金屬和合金。

1.3.1軟質(zhì)材料

通用閥門(mén)密封面常用的軟質(zhì)材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。見(jiàn)表2-1

1.3.2.3硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金中zui常用的是鈷基硬質(zhì)合金也稱(chēng)鈷鉻鎢硬質(zhì)合金。它的特點(diǎn)是耐腐蝕、耐磨、抗擦傷，特別是紅硬性好，即在高溫下也能保持足夠的硬度，此外加工工藝性適中，其許用比壓80～100MPa，國(guó)外資料介紹155MPa。適用溫度范圍-196℃～650℃，特殊場(chǎng)合可達(dá)816℃。但是，它在硫酸、高溫鹽酸中不耐腐蝕。在一些氯化物中也不耐腐蝕。

常用牌號(hào)：SLITE N0.6  符合AWS ECoCr-A 、GB EDCoCr-A-03，也相當(dāng)D802，焊前根據(jù)工件大小進(jìn)行250～400℃預(yù)熱，焊時(shí)控制層間溫度250℃，焊后600～750℃保溫1～2小時(shí)后隨爐緩冷或?qū)⒐ぜ糜诟稍锖皖A(yù)熱的沙缸或草灰中緩冷。

其它牌號(hào)還有SLITE N0.12  符合AWS ECoCr-B 、GB EDCr-B-03，也相當(dāng)D812，焊后其硬度HRC≥41。

以上兩種是鈷基硬質(zhì)合金電焊條。鈷基硬質(zhì)合金還有焊絲，可以進(jìn)行氧—乙炔堆焊或鎢極氬弧焊，牌號(hào)：SLITE N0.6焊絲符合AWS：RCoCr-A也相當(dāng)HS 111 ，常溫硬度HRC 40～46；SLITE N0.12符合AWS：RCoCr-B也相當(dāng)HS 112 ，常溫硬度HRC 45～50。

硬質(zhì)合金（鈷基）焊接都要對(duì)工件預(yù)熱，焊時(shí)控制層間溫度焊后處理，要根據(jù)焊接工藝或焊條說(shuō)明書(shū)施焊。

1.3.2.4等離子噴焊密封面

等離子噴焊用的是合金粉末，類(lèi)型有鐵基合金粉末、鎳基合金粉末和鈷基合金粉末。噴粉有許多優(yōu)點(diǎn)，省材料、質(zhì)量好，但需要設(shè)備投資。

1.3.2.5表面處理后作密封面

有些閥類(lèi)的關(guān)閉件不能堆焊，如球閥的球體。如果是Cr不銹鋼制的球體可通過(guò)熱處理來(lái)提高表面硬度，如果是奧氏體鋼制作的球體由于其表面很軟就要用表面處理的方法來(lái)提高表面硬度，在提高硬度的同時(shí)還要考慮處理后表面的耐蝕性。

常用的表面處理辦法有：鍍硬鉻、化學(xué)鍍鎳、鍍鎳磷合金、氮化、多元復(fù)合氮化、噴涂等。

1.3.2.6不銹鋼密封面

不銹鋼密封面大多為以本體材料作密封面，即304或CF8的閥體在其上直接作出密封面，除了304、CF8外還有316、CF8M、304L、CF3、316L、CF3M、FA20、CN7M等。

1.3.2.7其它密封面材料

其它密封面材料見(jiàn)表2-2 。

表2-2   其它密封面材料

1.4閥門(mén)密封面焊接材料牌號(hào)和使用范圍

閥門(mén)密封面的材料根據(jù)其焊接的方法不同，可用電焊條、焊絲、噴焊粉末對(duì)閥門(mén)密封面進(jìn)行堆焊各種焊接材料，見(jiàn)表2-3。表2-3

2、閥桿與閘板（閥瓣）、閥座的材料組合

閥桿材料與閘板（閥瓣）、閥座的密封面材料定義為內(nèi)件（trim）材料。常用的內(nèi)件材料組合見(jiàn)表2-4，API 600《石油和天然氣工業(yè)用閥蓋螺栓連接的鋼制閘閥》規(guī)定的內(nèi)件材料組合見(jiàn)表2-5。

表2-4     常用的內(nèi)件材料組合

注：（1）表中所列的材料組合僅是各種材料組合中的一部分，根據(jù)工況條件的不同應(yīng)以使用條件為依據(jù)來(lái)選材，或根據(jù)合同要求確定。

（2）表中13Cr表示Cr13系不銹鋼，如1Cr13、2Cr13等。

（3）STL即SLITE（硬質(zhì)合金如鈷基硬質(zhì)合金等）。

（4）Monel即蒙耐爾合金，Hasloy即哈氏合金。Inconel即因科鎳爾合金。

（5）用斜杠分開(kāi)的兩種材料，閥座密封面材料可選用兩種材料之一，閘板（閥瓣）密封面材料為另一種。

表2-5   API 600規(guī)定的內(nèi)件材料組合

注：（1）閥桿材料應(yīng)使用鍛件。

   （2）13 Cr類(lèi)型材料不應(yīng)使用易切削鋼。

     （3）密封件號(hào)1的密封副硬度差≥HB50。

     （4）密封件號(hào)1和4至8A的上密封套表面硬度≥HB250。

     （5）HF為CoCr或NiCr，合金詞尾A適用于NiCr合金。

     （6）表中斜杠分開(kāi)的兩種材料，閥座密封面可選用兩種材料之一，閘板密封面為另一種材料。

第三節(jié)  焊接材料

焊接主要應(yīng)用于閥門(mén)密封面的堆焊，鑄件缺陷的補(bǔ)焊和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求焊接的地方。焊接材料的選用與其工藝方法有關(guān)，手工電弧焊、等離子噴焊、埋弧自動(dòng)焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，所用的材料各不相同。我們這里只介紹zui普遍zui常用的焊接方法——手工電弧焊所用的各種材料。密封面堆焊材料在第二節(jié)內(nèi)件材料中已有介紹，本章重點(diǎn)介紹鑄件補(bǔ)焊，結(jié)構(gòu)焊的手工電弧焊所用的各種電焊條。

1、對(duì)焊工的要求

焊工應(yīng)通過(guò)中華人民共和國(guó)勞動(dòng)人事部制訂的《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》基本知識(shí)與操作考試，持有合格證，并在有效期內(nèi)才可從事焊接作業(yè)。

閥門(mén)屬于壓力容器，焊工的技術(shù)水平和焊接工藝直接影響產(chǎn)品質(zhì)量以及安全生產(chǎn)，所以對(duì)焊工嚴(yán)格要求是十分重要的，在閥門(mén)生產(chǎn)企業(yè)中焊接是個(gè)特殊工序，特殊工序就要有特殊的手段，包括人員、設(shè)備、材料的管理和控制等。

2、對(duì)焊條的保管要求

（1）注意環(huán)境濕度防止焊條受潮，要求空氣中的相對(duì)濕度＜60%，并離開(kāi)地面與墻壁一定距離（約30cm）。

（2）分清焊條型號(hào)，規(guī)格不能混淆。

（3）運(yùn)輸 堆放過(guò)程應(yīng)注意不要損傷藥皮。特別對(duì)不銹鋼焊條、鑄鐵焊條等更要小心。

3、閥門(mén)產(chǎn)品上用于鑄件補(bǔ)焊、結(jié)構(gòu)焊常用的焊條

閥門(mén)產(chǎn)品上用于鑄件補(bǔ)焊、結(jié)構(gòu)焊常用的焊條牌號(hào)見(jiàn)表3-1。

表3-1         常用焊條牌號(hào)                             

續(xù)表3-1

* CHE 508-1相當(dāng)于中國(guó)焊條廠(chǎng)牌號(hào)GB E5018-1。

4、承壓鑄件補(bǔ)焊用焊條

（1）基體材料為WCB、WCC采用GB/T 5117  J502（型號(hào)E5003）或J507（型號(hào)E5015）。

（2）基體材料為奧氏體不銹鋼類(lèi)，焊條選用見(jiàn)表3-2。

（3）基體材料為低合金耐熱鋼類(lèi)，焊條選用見(jiàn)表3-3。

（4）基體材料為低溫鋼類(lèi)，焊條選用見(jiàn)表3-4。

表3-2    奧氏體不銹鋼承壓鑄件補(bǔ)焊焊條選用                  

表3-3   低合金耐熱鋼承壓鑄件補(bǔ)焊焊條選用                 

表3-4  低溫鋼類(lèi)承壓鑄件補(bǔ)焊焊條選用  

5、鑄件的焊補(bǔ)

（1） 鑄件如有包砂、裂紋、氣孔、砂眼、疏松等缺陷允許補(bǔ)焊，但在補(bǔ)焊前必須將油污、鐵銹、水份、缺陷切除干凈。切除缺陷后用砂輪打磨出金屬光澤，其形狀要平滑，有一定坡度，不得有尖棱存在。

（2）承壓鑄件上有嚴(yán)重的穿透性裂紋、冷隔、蜂窩狀氣孔、大面積疏松或無(wú)法清除缺陷處，或補(bǔ)焊后無(wú)法修整打磨處不允許補(bǔ)焊。

（3）承壓鑄件試壓滲漏的重復(fù)焊補(bǔ)次數(shù)不得超過(guò)兩次。

（4）鑄件補(bǔ)焊后必須打磨平整光滑，不得留有明顯的補(bǔ)焊痕跡。

（5）補(bǔ)焊后的無(wú)損檢測(cè)要求按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

6、焊后的消除應(yīng)力處理

（1） 重要的焊接件如保溫夾套焊縫，閥座鋃焊于閥體上的焊縫，要求焊后處理的堆焊密封面等，以及承壓鑄件焊補(bǔ)超過(guò)規(guī)定范圍的，焊后均要消除焊接應(yīng)力。無(wú)法進(jìn)爐處理的也可采用局部消除應(yīng)力的方法，消除焊接應(yīng)力的工藝可參考焊條說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

（2）焊補(bǔ)深度超過(guò)壁厚的20%或25mm（取小值）或面積大于65cm2或試壓滲漏的焊補(bǔ)，焊后都要進(jìn)行消除焊接應(yīng)力處理。

7、焊接工藝評(píng)定

正確的選擇焊條只是焊接這道特殊工序中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只正確選用焊條如果沒(méi)有前面諸條內(nèi)容的保證也無(wú)法獲得良好的焊接質(zhì)量。

由于手工電弧焊的焊接質(zhì)量和焊條本身的質(zhì)量、焊條的規(guī)格、母材、母材的厚度、焊層的厚度、焊接位置、預(yù)熱溫度、采用的電流（交流或直流）極性的變化（焊條接正極—反接，焊條接負(fù)極—正接）、層間溫度、焊后處理等都有關(guān)系，所以正式生產(chǎn)前要進(jìn)行工藝評(píng)定，也即*行驗(yàn)證，驗(yàn)證在給定的條件下所采取的措施是否能保證施焊產(chǎn)品的質(zhì)量。這些給定條件也即重要參數(shù)一但發(fā)生變化，就要重新進(jìn)行評(píng)定。堆焊和補(bǔ)焊、鋃焊規(guī)定的重要參數(shù)不一樣，要注意這些重要參數(shù)的變化。

閥門(mén)產(chǎn)品中需要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的有密封面堆焊，閥座與閥體鋃焊（按對(duì)接焊評(píng)定）和承壓鑄件的補(bǔ)焊（按對(duì)接焊評(píng)定）。

具體的工藝評(píng)定方法可參看ASME《鍋爐壓力容器規(guī)范》第Ⅸ卷——焊接和纖焊工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)《壓力容器焊接工藝評(píng)定》。

第四節(jié)  墊片

常用的墊片有非金屬墊片、半金屬墊片和金屬墊片。非金屬墊片也稱(chēng)軟墊片，如石棉橡膠板、橡膠、聚四氟乙烯等，軟墊片用于溫度、壓力都不高的場(chǎng)合。半金屬墊片由金屬材料和非金屬材料組合而成，如柔性石墨復(fù)合墊、纏繞式墊片、金屬包覆墊等。半金屬墊片比非金屬墊片承受的溫度、壓力范圍較廣。金屬墊片全部由金屬制作，有波形、齒形、橢圓形、八角形、透鏡墊、錐面墊等。金屬墊片用于高溫高壓場(chǎng)合。

（3）纏繞式墊片使用條件見(jiàn)表4-4。

表 4-4     纏繞式墊片使用條件

注：① 也可采用其他金屬帶材

② 用于氧化性介質(zhì)時(shí)≤450℃

（4）齒形組合墊使用條件見(jiàn)表4-5。

表 4-5     齒形組合墊使用條件

注：① 也可采用其他材料     ② 用于氧化性介質(zhì)≤450℃

3、金屬墊片使用條件

金屬墊片使用條件表4-6。

表4-6    金屬墊片使用條件

續(xù)表4-6

注：①也可采用其他材料

②金屬環(huán)墊材料的硬度值應(yīng)比法蘭材料的硬度值低30～40 HB

4、其他資料中介紹的金屬墊片使用條件

其他資料中介紹的金屬墊片使用條件見(jiàn)表4-7。

表  4-7  其他資料中介紹的金屬墊片使用條件

5、注意事項(xiàng)

（1）閥門(mén)中法蘭墊片的尺寸是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的，墊片的厚度可以參照管道法蘭墊片的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因墊片用的板材、帶材都是有一定規(guī)格的，不能任意選擇厚度。

（2）墊片用聚四氟乙烯材料時(shí)在結(jié)構(gòu)上要考慮防止冷流。

（3）采用纏繞式墊片在結(jié)構(gòu)上要防止墊片壓散，解決辦法是墊片加內(nèi)環(huán)，外圓由止口定位。

（4）墊片的選用不只是溫度、壓力，還要考慮介質(zhì)的腐蝕性。

第五節(jié)  填 料

填料是動(dòng)密封的填充材料，用來(lái)填充填料室空間以防止介質(zhì)經(jīng)由閥桿和填料室空間泄漏。

填料密封是閥門(mén)產(chǎn)品的關(guān)鍵部位之一，要想達(dá)到好的密封效果一方面是填料自身的材質(zhì)，結(jié)構(gòu)要適應(yīng)介質(zhì)工況的需要，另方面則是合理的填料安裝方法和從填料函的結(jié)構(gòu)上考慮來(lái)保證可靠的密封。

1、對(duì)填料自身的要求

（1）降低填料對(duì)閥桿的摩擦力；

（2）防止填料對(duì)閥桿和填料函的腐蝕；

（3）適應(yīng)介質(zhì)工況的需要。

2、常用填料品種

國(guó)外資料介紹用于各種工況條件下的填料品種達(dá)40余種，而我們通用閥門(mén)中zui常用的不過(guò)幾種或十幾種。

（1） 盤(pán)根型

a. 橡膠石棉盤(pán)根：XS250F、XS350F、XS450F、XS550F

b. 油浸石棉盤(pán)根：YS450F、YS350F、YS450F

c. 浸聚四氟乙烯石棉盤(pán)根

d. 柔性石墨編織填料：根據(jù)增強(qiáng)材料的不同可分別耐溫300℃、450℃、600℃、650℃、850℃

e. 聚四氟乙烯編織填料、膨脹聚四氟乙烯方型編織填料

f. 半金屬編織填料：以?shī)A有不銹鋼絲、銅絲的石棉作為芯子，外表用夾銅絲、不銹鋼絲、蒙乃爾絲、因科鎳爾絲的石棉線(xiàn)編織起來(lái)，根據(jù)用途其表面用石墨、云母、二硫化鉬潤(rùn)滑劑處理。也有的以石棉為芯，用潤(rùn)滑的涂石墨的銅箔扭制而成。

（2）成型填料

成型填料即壓制成型的填料，其品種有：

a、橡膠

b、尼龍

c、聚四氟乙烯

d、填充聚四氟乙烯（增強(qiáng)聚四氟乙烯）增強(qiáng)材料為玻璃纖維，一般為8～15%玻璃纖維。

JB/T 1714標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的填充聚四氟乙烯為：聚四氟乙烯+20%玻璃纖維+5%MoS2

聚四氟乙烯+20%玻璃纖維+5%石棉

e、柔性石墨環(huán)

3、注意事項(xiàng)

（1）盤(pán)根型填料切斷時(shí)用45°切口，安裝時(shí)每圈切口相錯(cuò)180°。

（2）在高壓下使用聚四氟乙烯成型填料時(shí)要注意其冷流特性。

（3）柔性石墨環(huán)單獨(dú)使用密封效果不好，應(yīng)與柔性石墨編織填料或YS450F（視溫度情況）組合使用，填料函中間裝柔性石墨環(huán)，兩端裝編織填料，也可隔層裝配，即一層柔性石墨一層編織材料，也可填料函中間放隔環(huán)，隔環(huán)上下分別成兩組組合裝配的填料。

（4）石墨對(duì)閥桿、填料函壁有腐蝕，使用中應(yīng)選擇加緩蝕劑的盤(pán)根。

（5）柔性石墨在王水、濃硫酸、濃硝酸等介質(zhì)中不適用。

（6）填料函的尺寸精度、表面粗糙度、閥桿尺寸精度和表面粗糙度是影響成型填料密封性的關(guān)鍵。

（7）API 6D標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于使用石棉或其代用材料的重要信息中提到：由于石棉與某些嚴(yán)重危害身體健康的疾病有關(guān)，其中有些甚至是致命的，如肺癌。因此，目前正在使用和開(kāi)發(fā)許多代用材料以取代在某些場(chǎng)合石棉的使用。

第六節(jié)  緊固件

閥門(mén)產(chǎn)品上用的緊固件主要指的是閥門(mén)中法蘭用的螺栓和螺母，這個(gè)部位的緊固件是重要連接件。

1、緊固件的選用原則

（1）按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)如何規(guī)定就如何選用。

（2）根據(jù)用戶(hù)提出的要求確定。

（3）根據(jù)工況條件,如工作溫度、工作壓力、環(huán)境狀況、墊片的類(lèi)型等綜合考慮。

（4）參照有關(guān)的管道法蘭用的緊固件材料及對(duì)緊固件的要求確定材料。

2、常用的緊固件材料（螺柱、螺母配對(duì)）

常用的緊固件材料（螺柱、螺母配對(duì)）見(jiàn)表6-1至6-8。

表6-1  常用緊固件材料                           

表6-2GB 150  螺柱、螺母材料組合                       

*  GB/T 1220-92為0Cr18Ni9

表6-3   國(guó)標(biāo)法蘭用螺栓螺母材料 

表6-4  低溫管道法蘭用螺栓、螺母                        

表6-5 級(jí)緊固件材料要求                        

表6-6   PN 16.0～32.0MPa雙頭螺柱                           

表6-7    PN 16.0～32.0MPa螺母                           

表6-8PN 16.0～32.0MPa螺栓、螺母配對(duì)                          

3、關(guān)于閥門(mén)中法蘭緊固件選材中的說(shuō)明

(1) 表6-1至表6-8是根據(jù)有關(guān)管道法蘭標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的緊固件選配情況列出的。閥門(mén)中法蘭用緊固件如何選材，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。有的產(chǎn)品只規(guī)定中法蘭螺栓根部總面積上的拉應(yīng)力不超過(guò)多少，及材料的類(lèi)型，如中法蘭螺栓應(yīng)使用合金鋼，螺母采用碳素鋼，并無(wú)具體的規(guī)定。在具體應(yīng)用中,閥門(mén)中法蘭螺栓、螺母的選材可參考管道法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。

(2) 閥門(mén)中法蘭緊固件一般均需熱處理后使用。經(jīng)過(guò)熱處理達(dá)到一定的力學(xué)性能才能充分發(fā)揮材料的作用。

根據(jù)產(chǎn)品的需要有的高壓閥門(mén)其緊固件要作力學(xué)性能檢驗(yàn)。但對(duì)于一般產(chǎn)品而言，緊固件所用的材料達(dá)到一定硬度要求即可滿(mǎn)足使用要求，而硬度要求是通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)確定，由熱處理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于材料的硬度和其σb、σs之間有一定關(guān)系，知道了硬度也即大約知道σb、σs的范圍。

對(duì)于按國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)制作的閥門(mén)，如果緊固件采用國(guó)外牌號(hào)則要注意這個(gè)牌號(hào)不只是化學(xué)成分符合此牌號(hào)要求，其力學(xué)性能也要達(dá)到要求。

（3）API 6D《管線(xiàn)閥門(mén)》規(guī)定用于低于-29℃的緊固件應(yīng)按ASTM A 320《低溫用合金鋼螺栓材料規(guī)格》作低溫沖擊試驗(yàn)，其夏比V型切口沖擊功三個(gè)試樣平均值要達(dá)到27J。

4、美標(biāo)閥門(mén)用緊固件

4.1美標(biāo)閥門(mén)用緊固件采用的標(biāo)準(zhǔn)

ASTM A 193《高溫設(shè)備用合金鋼和不銹鋼螺栓材料》

ASTM A 194《高溫和高壓設(shè)備用碳素鋼與合金鋼螺栓和螺母材料規(guī)格》

ASTM A 320《低溫用合金鋼螺栓材料規(guī)格》

4.2常用的美標(biāo)閥門(mén)用螺栓、螺母材料配對(duì)

常用的美標(biāo)閥門(mén)用螺栓、螺母材料配對(duì)見(jiàn)表6-9。

表6-9                      美標(biāo)閥門(mén)用螺栓、螺母材料配對(duì)      

第二章 鑄鐵閥門(mén)和銅合金閥門(mén)

    鑄鐵閥門(mén)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中*的管路附件，廣泛用于水道、建筑、煤氣、船舶、消防、石油化工等領(lǐng)域。鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)在于溶解溫度低、耗能少、金屬流動(dòng)性好，適于鑄造形狀復(fù)雜的零件。此外，工藝成品率高、切削性能好，并且由于鑄鐵組織中含有石墨，它可夾雜在腐蝕生成物中間防止腐蝕繼續(xù)進(jìn)行。因此，鑄鐵有一定的耐腐蝕性，其耐水性比碳鋼強(qiáng)，在一定條件下，也可耐堿腐蝕，缺點(diǎn)是耐酸性弱、韌性低，屬脆性材料，使用中要尤其注意它的脆性。

    鑄鐵是鐵（Fe）、碳（C）、硅（Si）三種元素組成的合金。通過(guò)在該合金中添加其它元素或改變?nèi)劢夥椒ā⒗鋮s條件、進(jìn)行熱處理等，可得到組織、機(jī)械強(qiáng)度不同的各種鑄鐵。

    制作閥門(mén)承壓件的鑄鐵主要有灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵，分別在不同工況條件下使用。

*節(jié) 鑄鐵閥門(mén)的主體材料

1、灰鑄鐵

1.1適用范圍

灰鑄鐵閥門(mén)用于公稱(chēng)壓力PN≤1.0MPa，溫度-10～200℃的水、蒸氣、油品等介質(zhì)。

1.2常用的灰鑄鐵牌號(hào)

制作閥門(mén)承壓件的灰鑄鐵材料牌號(hào)見(jiàn)表2-1-1。

表2-1-1    灰鑄鐵承壓件材料牌號(hào)

2、可鍛鑄鐵

2.1適用范圍

可鍛鑄鐵閥門(mén)用于公稱(chēng)壓力PN≤2.5MPa溫度-29～300℃的水、蒸氣、空氣、油品等介質(zhì)，一般制作DN≤65的截止閥、升降式止回閥。

2.2常用的可鍛鑄鐵牌號(hào)

制作閥門(mén)承壓件的可鍛鑄鐵牌號(hào)見(jiàn)表2-1-2。

表2-1-2                         可鍛鑄鐵承壓件材料牌號(hào)

3、球墨鑄鐵

3.1適用范圍

球墨鑄鐵閥門(mén)用于公稱(chēng)壓力PN≤4.0MPa、溫度-29～350℃的水、蒸氣、油品等介質(zhì)。

3.2常用的球墨鑄鐵牌號(hào)

制作閥門(mén)承壓件的球墨鑄鐵牌號(hào)見(jiàn)表2-1-3。

表2-1-3    球墨鑄鐵承壓件材料牌號(hào)

第二節(jié)  鑄鐵閥門(mén)的其它零件材料

其它零件指除主體（承壓件）外的內(nèi)件材料（閥桿、密封面）、墊片、填料和緊固件，其材料牌號(hào)見(jiàn)表2-2-1。

表2-2-1                鑄鐵閥門(mén)閥桿、密封面、墊片、填料、緊固件材料 

第三節(jié)  銅合金閥門(mén)主要零件材料

銅合金閥門(mén)用于公稱(chēng)壓力PN≤2.5MPa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質(zhì)，一般情況下用于中低壓閥門(mén)，也可用于常溫高壓的小口徑氣瓶閥。銅具有良好的塑性和耐低溫性能，但強(qiáng)度較低，可用于溫度≤-196℃的低壓閥門(mén)。選擇合適的銅合號(hào)也可用于工作壓力≤3.0MPa的氧氣管路閥門(mén)，但銅不耐氨的腐蝕，對(duì)某些化工產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生腐蝕或污染介質(zhì)，因而某些化工產(chǎn)品用的閥門(mén)禁止用銅內(nèi)件，甚至外部零件也不準(zhǔn)用銅制作。

銅合金閥門(mén)的主要零件材料見(jiàn)表2-3-1。

表2-3-1                           銅合金閥門(mén)主要零件材料

與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥