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各类阀门材料温度压力等级

2022-03-06 12:54:20 点击量:

阀门通常由阀体、阀盖、阀瓣（闸板）、阀座、阀杆、热片、填料及驱动件（手轮、齿轮箱或气动装置、电动装置等）组成。

我们称阀体、阀盖的材料为壳体材料（也称主体材料），闸板（阀瓣）、球体、阀座、阀杆、密封座常常称谓内件，此外还有紧固件等。按主体材料分类，人们常常把阀门分为：

1、非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。

2、金属材料阀门：如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铸铁阀门、碳钢阀门、合金钢阀门等。

3、金属阀体衬旦阀门：如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。

我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。

一、阀门主体材料

1阀门材料温度压力等级

ASTM A216 WCB 工作压力（psi） 1psi=0.006895MPa

温度°F	150LB	300LB	600LB	900LB	1500LB	2500LB
-20~100	285	740	1480	2220	3705	6170
200	260	675	1350	2025	3375	5625
300	230	655	1315	1970	3280	5470
400	200	635	1270	1900	3170	5280
500	170	600	1200	1795	2995	4990
600	140	550	1095	1640	2735	4560
650	125	535	1075	1610	2685	4475
700	110	535	1065	1600	2665	4440
750	95	505	1010	1510	2520	4200
800	80	410	825	1235	2060	3430
850	65	270	535	905	1340	2230

阀门的试验压力：根据ASME B16.34规定，壳体强度试验压力按1.5倍的工作压力并圆整到下一个25PSI，水密封试验压力按1.1倍的工作压力，气密封试验压力按0.6Mpa

2阀门常用ASTM主体材料

ASTM铸件	ASTM锻件	对应中国牌号	适用温度范围°C	适用介质
碳钢
A216 WCB	A105	20	-29~427	水、液化气体、蒸汽、油品、天然气
低温碳钢
A352 LCB	A350 LF2	16Mn	-46~343	低温介质
A352 LCC	A350 LF2	16Mn	-46~343	低温介质
高温合金钢
A217 WC1	A182 F1		-29~468	高温介质
A217 WC6	A182 F11	15CrMo	-29~593	高温介质
A217 WC9	A182 F22	10Cr2Mo1	-29~593	高温介质
A217 C5	A182 F5	1Cr5Mo	-29~593	腐蚀性高温介质
A217 C12	A182 F9		-29~593	高硫氧化性介质
马氏体不锈钢
A217 CA15	A182 F6a	1Cr13	-29~371	450°C以上强度比304低
奥氏体不锈钢（C≤0.08）
A351 CF8	A182 F304	0Cr18Ni9	-196~537	腐蚀性介质
A351 CF8M	A182 F316	0Cr18Ni12Mo2Ti	-196~537	腐蚀性介质
超低碳奥氏体不锈钢（C≤0.03）
A351 CF3	A182 F304L	00Cr18Ni10	-196~427	腐蚀性介质
A351 CF3M	A182 F316L	00Cr18Ni14Mo2	-196~454	腐蚀性介质
特殊合金
A351 CN7M	UNS N08020 (ALLOY 20)		-29~149	氧化性介质和各种浓度的硫酸
蒙乃尔合金M-30C	UNS N04400 MONEL 400		-29~482	氢氟酸，海水
哈氏合金H.B H.C				H.B耐盐酸，稀硫酸，磷酸、甲酸，醋酸 H.C耐硝酸，硝酸和硫酸的混酸
INCONEL合金				热碱液和碱性硫化物

二、阀门内件材料

1.阀门内件（Trim）：阀瓣密封面、阀座密封面、阀杆（销轴）、上密封座及与介质接触的小零件。

常用内件材料列表

内件号	阀瓣密封面	阀座密封面	阀杆	上密封座
1	ER410	ER410	1Cr13	2Cr13
8	ER410	EDCoCr-A	1Cr13	2Cr13
5	EDCoCr-A	EDCoCr-A	1Cr13	2Cr13
2	304	304	F304	F304
15	EDCoCr-A	EDCoCr-A	F304	F304
10	316	316	F316	F316
12	316	EDCoCr-A	F316	F316
16	EDCoCr-A	EDCoCr-A	F316	F316
9	MONEL	MONEL	MONEL K500	MONEL 400
20	HSCuZn-3	HSCuZn-3	HPb59-1	HPb59-1

2.阀门常用内件材料及使用温度

内件材料	使用温度°C	内件材料	使用温度
304、316	-268~316	17-4PH	-40~427
青铜	-273~232	钴基合金（STELLITE 6）	-273~816
因科镍合金（INCONEL）	-240~649	化学镀镍（ENP）	-268~427
蒙乃尔合金MONEL	-240~-482	镀铬	-273~316
哈氏合金H.B	-198~371	丁晴橡胶（NBR）	-40~93
哈氏合金H.C	-198~538	氟橡胶（VITON ）	-23~204
钛合金	-29~316	聚四氟乙烯（PTFE）	-268~232
镍基合金	-198~316	尼龙（NYLON）	-73~93
20号合金（ALLOY 20）	-46~316	聚乙烯	-73~93
416型不锈钢40RC	-29~427	氯丁橡胶	-40~82
440型不锈钢60RC	-29~427

3.阀门常用密封面材料及适用介质

密封面材料	使用温度°C	硬度（HRC）	适用介质
青铜	-273~232		水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽
304、316、304L、316L	-268~316	14	蒸汽、水、油品、气体、液化气体、轻微腐蚀且无冲蚀的介质
17-4PH	-40~400	40~45	轻微腐蚀且有冲蚀的介质
CR13	-101~400	37~42	轻微腐蚀且有冲蚀的介质
钴基合金（STELLITE 6）	-268~650	40~45常温 38（600°C	具有冲蚀和腐蚀性介质
蒙乃尔合金 K S	-240~482	27~35 30~38	碱、盐、食品、不含空气的酸溶剂
哈氏合金H.B H.C	371 538	14 23	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	-45.6~316 -253~427		氧化性介质和各种浓度的硫酸

三、螺栓、螺母材料

常用螺栓螺母材料

ASTM螺栓/螺母材料	适用的主体材料
A193 B7/A194 2H	WCB
A193 B7M/A194 2HM	NACE阀门 WCB
A193 B8/A194 8	不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
A193 B8M/A194 8M	不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
A320 L7/A194 4	低温阀门 LCB LCC
A320 L7M/A194 7M	低温阀门 LCB LCC
A193 B16/A194 4	高温阀门 WC6 WC9 C5 C12
A193 B8A CLASS 1A/A194 8A	NACE阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
A193 B8MA CLASS 1A/A194 8MA	NACE阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M

四、阀门密封件

1.填料

阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料

石墨填料可分为编织填料和成型填料

成型石墨圈 -250~650°C

夹不锈钢丝编织柔性石墨 -250~650°C

四氟乙烯浸石墨 -200~280°C

低泄漏石墨组合填料 -250~650°C

PTFE -200~200°C

2.中腔垫片

PTFE板

石墨板

强力石墨垫

含石墨不锈钢缠绕垫

含PTFE不锈钢缠绕垫

RTJ金属垫

压力密封金属密封环

3.O形圈

NBR -30~121°C

EPDM -45~120°C

VITON A -30~204°C

VITON B -30~204°C

VITON AED（anti explosion decompression） -30~204°C 高压,小分子如：CO2

HNBR（HSN） -30~180°C

4.软密封阀座

PTFE -200~200°C

PCTFE -250~150°C

NYLON 1010 ~120°C

NYLON PA12 -50~120°C

DEVLON V -100~150°C

PEEK -100~260°C

对位聚苯(聚苯撑)(Polyphenylene) ~400°C（扬中市扬子塑料厂）

5.软密封材料使用介质及温度

	NBR	CR	NR	EPDM	CSM HYPALON	HNBR	FKM	PTFE
Air or oxygen空气或氧气	2	1	3	1	2	1	1	1
Water up to 80°C	1	2	2	1	1	1	1	1
Water above 80°C	3	3	4	1	3	1	3	1
Dilute acids稀酸	3	3	3	2	4	1	1	1
Dilute alkalis稀碱	2	2	2	1	1	2	2	1
Lower alcohols低浓度酒精	1	1	2	1	1	1	4	1

Aldehydes乙醛	3	3	3	1	3	2	4	1
Amines胺	4	2	2	2	4	1	4	1
Chlorinated solvents氯化物溶剂	3	4	4	4	4	2	1	1
Ethers乙醚	4	4	4	3	4	4	3	1
Ketones酮	4	4	4	1	4	4	4	1

Hydrocarbons-aliphatic脂肪烃	1	2	4	4	2	1	1	1
Hydrocarbons-aromatic芳香烃	3	4	4	4	4	3	1	1
Leaded petrol (gasoline)含铅汽油	2	3	4	4	4	2	1	1
Kerosene煤油	1	2	4	4	4	1	1	1

Animals oils and fats动物油	1	2	4	2	3	1	1	1
Fuel oils and diesel oils燃料油	2	3	4	4	3	2	1	1
Lubricating oils-mineral矿物润滑油	1	2	4	4	4	1	1	1
Lubricating oils-synthetic合成润滑油	2	3	4	4	4	1	2	1
Silicone oils and grease硅脂	1	1	1	1	1	1	1	1
Vegetable oils植物油	1	3	4	3	2	1	1	1
Hydraulic fluids-mineral based矿物基水性流体	1	3	4	4	2	1	1	1

Chlorinated 氯化物	4	4	4	4	4	4	2	1
Oil in water emulsions水乳液油	3	4	4	4	4	2	1	1
Water in oil emulsions油乳水液	3	4	4	4	3	2	1	1
Water-glycol based乙二醇水液	1	3	3	1	1	2	2	1
Phosphate esters-aliphatic磷酸脂	4	4	4	1	4	1	3	1
Phosphate esters-aromatic芳香磷酸脂	4	4	4	2	4	4	1	1

最低温度（°C）	-30a	-40	-50	-45	-30	-30 a	-15	-200
最高持续温度（°C）	120	120	100	120	120	180	200	250
最高瞬时温度（°C）	150	150	120	150	150	200	230
硬度（IRHD）	40-90	40-90	40-85	50-90	65-80	50-90	50-98

五、蝶阀材料及允许压力

1.灰铸铁（ASTM A216-B）

125LB 2~12”法兰允许工作压力200psi（1.4Mpa）最高不超过1.6Mpa；

14~48” 法兰允许工作压力150psi（1.0Mpa）;

PTFE阀座允许工作压力125psi（0.86Mpa）

2.球墨铸铁

150LB 法兰最高许用压力250psi

六、NACE阀门材料

常用主体材料：碳钢、不锈钢

常用内件材料：CR13、304、316

材料硬度≤22HRC

对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC

17-4PH固溶淬火，二次时效≤33HRC

焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC

焊条含镍<0.1%

A105硬度≤187HB

七、低温-46°C用材料

主体材料：LCB、LCC、LF2

内件材料：304、316 （F6a不常用，低于-29°C应做冲击试验）

八、低温-196°C用材料

主体材料：CF8、CF8M、304、316

内件材料：304、316

密封面：双面钴基防止擦伤

九、高温阀用材料

主体材料：WC6、WC9、C5、C12

内件材料：1Cr13（在454°C以上的许用应力不如F304、F316）、ASTM A638 660（0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）、20Cr1Mo1V1A

常用密封面材料：双面钴基防止擦伤

十、不锈钢材料性能对比

材料	性能对比
316/316L	含Mo提高了耐氯化物和卤化物腐蚀性，它提供了优秀的高温拉伸、蠕变、应力断裂强度。比304更耐大气和中等环境腐蚀，耐1~5%稀硫酸到48°C，对某些氧化性酸316的耐腐蚀性不如304。当温度在427~817°C之间时易于碳化物沉淀，因而在焊接条件下易于晶间腐蚀，在焊后退火将恢复316原有的耐腐蚀性能。 316L的一般耐腐蚀性能和其他性能和316非常相似，但它在焊接条件或短期427~817°C下免于晶间腐蚀，推荐在焊接情况下碳化物不可避免析出，焊后不必退火。长期暴露于上述温度范围可以使材料变脆使它易于晶间腐蚀。最大持续服务温度899°C，间歇温度817°C。抗氯化物应力腐蚀。在退火状态下不硬化、非磁性，在冷作硬化下轻微磁性。更好的耐氯化物腐蚀。应用范围：核能、化工、橡胶、塑料、造纸、制药、纺织；热交换器、冷凝器、蒸化器。
347/347H	含Cb，推荐用于不能足够退火的焊接，也可用于短暂温度冲击从427~871°C，由于Cb的添加产生了稳定化的不锈钢消除了碳化物的沉淀造成的晶间腐蚀。比321具有更高的耐腐蚀性，减少形成持续网状晶界的碳化铬的趋势，比304/304L有更好的高温性能，通常可用于短暂加热到817°C，可持续在899°C下使用。 347H含有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高温蠕变性能，改善的耐晶间腐蚀性能。用于高温化学工艺热交换管，炼油，高温蒸汽。
321/321H	是304的含Ti改进型，在热的碳化沉淀物晶间腐蚀不起作用，Ti的添加消除了晶界碳化铬的形成。比304/304L有更好的高温性能，通常可用于短暂加热到817°C，可持续在899°C下使用。易于被氯离子应力腐蚀。优秀的现场焊接性能，321H有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高温蠕变性能。用于高温化学工艺热交换管，炼油，高温蒸汽。