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阀门从体零件适宜工做温度及工况详解

添加时间:2019-05-26    来源: 本站原创

  第一代Hastelloy C(0Cr16Ni60Mo16W4)的特点是正在强侵蚀的氧化性和还原性酸介质中,具有优秀的耐蚀机能,但因为高镍耐蚀合金为奥氏体组织,由于Ni降低了C正在奥氏体中的固溶度等缘由。所以,Ni-Mo系Hastelloy B和Ni-Mo-Cr系的Hastelloy C合金均存正在较严沉的晶间侵蚀倾向或性,正在高温时还会导致应力侵蚀和裂缝侵蚀。为了降服晶间侵蚀,于是推出了第二代哈氏合金——Hastelloy C-276(C由0.03%降低到0.02%)及第三代哈氏合金C——Hastelloy C-4,其特点是低Si(Si≤0.08%)和超微C(C≤0.015%),并降低了Fe和W的含量,插手了不变化的合金元素Ti等。

  哈氏合金B(Hastelloy B)的锻制合金商标正在ASTMA494尺度中为N-12MV(N-12M-1)及N-7M(有的材料称之为N-12M-2,也称它为Chlorimet2合金),其轧材商标为ASTM B335尺度中的UNS N10665。哈氏合金B对各类浓度的盐酸均耐蚀,对非氧化性盐及酸亦耐蚀。哈氏合金B的耐蚀阀门,从耐蚀性及抗晶间侵蚀性考虑宜选用低碳级的哈氏合金B(N-7M)。哈氏合金的材质代号阀门行业尚无,哈氏合金B阀门的材质代号,可间接用其锻制合金商标来暗示。哈氏合金B适宜工做温度为-29℃~425℃。

  铬五钼高温钢有C5(ZG1Cr5Mo)和F5,其合用的工做介质为水、蒸汽、氢气和含硫油品等。

  CN7M合金具有较好的全面耐蚀性,它普遍地使用于苛刻的侵蚀前提下,包罗硫酸、硝酸、氢氟酸和稀盐酸、苛性碱、海水及热的氯化物盐溶液等,出格是可用于各类浓度和温度≤70℃范畴的硫酸中。CN7M和UNS N08020合金利用温度为-29~450℃。

  亚高温是指阀门的工做温度正在325~425℃区域。若是介质是水和蒸汽时,次要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。若是介质是含硫油品时,次要器具有抗硫化物侵蚀的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它们多用正在炼油厂的常减压安拆和延迟焦化安拆上,此时CF8、CF8M、CF3及CF3M材质的阀门不是用于抗酸溶液侵蚀,而是用于含硫油品及油气管上。正在此工况中,CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工做温度上限为450℃。

  低铬级铬-钼钢有WC6、WC9、F11和F22,其合用的工做介质为水、蒸汽和氢气,不宜用于含硫油品。WC6和F11适宜工做温度为-29~540℃,WC9和F22适宜工做温度为-29~570℃。

  钛正在碳氢化合物和氯化碳氢化合物中有优异的耐蚀性。钛正在干氯气中能发生猛烈反映生成TiCl4,并有着火的,但钛正在湿氯(含水量正在0.3~1.5%)中具有很好的耐蚀性。

  阀门的工做温度为650~730℃,定为高温Ⅲ级(简称为PⅢ级)。PⅢ级高温阀门次要是用正在炼油厂的大型沉油催化裂化安拆上。PⅢ级高温阀门从体材料为ASTM A351尺度中的CF8M为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。

  Cr-Ni-Mo类不锈耐酸钢有CF8M、CF3M、F316和F316L,其合用于工做介质为醋酸等还原性酸。

  阀门工做介质为水、蒸汽、空气和油品等非侵蚀性物质时,一般采用碳素钢。阀门用碳素钢系指ASTM A216尺度中的WCB、WCC铸钢和ASTM A105锻钢。阀门用碳素钢适宜工做温度为-29~425℃。可是为了平安,考虑到介质的工做温度有可能波动,因而,一般碳素钢的利用温度不该跨越400℃。

  蒙乃尔合金(Monel)具有较高的强度和韧性,出格是具有优异的抗还原酸及强碱介质和海水等侵蚀的机能。因而,凡是用于制制输送氢氟酸、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸等介质的设备和阀门,也合用于干燥氯气、氯化氢气、425℃高温氯气及450℃高温氯化氢气等介质,但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸及含氧高的介质)的侵蚀。全体是蒙乃尔合金的阀门材料代号为MM,内件是蒙乃尔合金的阀门,壳体为碳素钢时阀门材料代号为C/M、壳体为CF8时阀门材料代号为P/M、壳体为CF8M时阀门材料代号为R/M。蒙乃尔合金M35-1、Monel 400和Monel K500合金的适宜工做温度为-29~480℃。

  阀门设想和选材时必需沉点考虑的问题之一是阀门的工做温度。为了规范阀门从体材料的适宜工做温度,从各品种型的阀门用钢和合金商标的材料机能方面临我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门从体材料的适宜工做温度及相关要求做出了明白的,供阀门产物设想、制制及查验时用。别的,从手艺办理和出产办理及物资采购等方面考虑,对每品种型的钢应选用分析机能优良的,不宜选用过多的钢号和合金商标,以防形成紊乱。

  钛正在氯化物溶液中的点蚀电位较不锈钢高,钛抗氯离子的点蚀机能比不锈钢好,因此钛正在氯化物溶液中获得了普遍的使用。

  阀门的工做温度816℃以上,称为高温Ⅴ级(简称为PⅤ级)。PⅤ级高温阀门(做堵截用阀门,而非调理型蝶阀类的阀门)必需采用特殊的设想手段,如衬隔热衬里或通水或气冷却等,方能阀门的一般工做。所以,对PⅤ级高温阀门的工做温度上限不做,这是由于节制阀门的工做温度不是仅靠材料,而是用特殊的设想手段来处理的,而设想手段的根基道理是一样的。PⅤ级高温阀门可按照其工做介质和工做压力及采用的特殊设想方式等,选用合理的、能满脚该阀门的材料。正在PⅤ级高温阀门中,凡是烟道插板阀或蝶阀的插板或蝶板常选用ASTM A297尺度中的HK-30,HK-40高温合金,它们能正在1150℃以下抗氧化和还原性气体中耐蚀,但不克不及承受冲击和高压载荷。

  英康乃尔合金(Inconel)CY-40和Inconel 600(ASTMB564 N06600)等次要用于抗应力侵蚀,特别合用于高浓度的氯化物介质,当Ni含量≥45%时,对氯化物的应力侵蚀具有“免疫”结果。此外,它还能抗沸浓硝酸、发烟硝酸、含硫和钒的高温气体及燃烧物的侵蚀。

  铸镍合金(CZ-100)的化学成分为95%Ni和1.00%C,其无对应的轧材。当CZ-100用于高温高浓度或无水碱溶液中时,具有优异的耐蚀机能。CZ-100常用于正在高侵蚀浓度(包罗熔融无水苛性钠)的氯碱出产中以及用于不克不及有铜和铁等金属污染产物的场所。铸镍合金CZ-100阀门的材料代号为Ni。CZ-100合金适宜工做温度为-29~316℃。

  合用于低温阀门(-100~-30℃)的从体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。

  阀门的工做温度为730~816℃,定为高温Ⅳ级(简称为PⅣ级)。将PⅣ级阀门的工做温度上限制为816℃是由于阀门设想选用的尺度ASME B16.34压力-温度品级中供给的最高温度为816℃(1500℉)。别的,工做温度跨越816℃当前,钢就接近进入了锻制温度区域,此时金属处于塑性变形区间,金属的可塑性好,难以承受高的工做压力和冲击力而连结不变形。PⅣ级阀门的从体材料为ASTM A351尺度中的CF8M为基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。CK-20及ASTM A182尺度中F310(此中C含量≥0.050%)及F310H等耐热不锈钢。

  钛正在自来水、河水和空气中最高工做温度为300℃。钛可用于海水中最高流速达20m/s,钛正在温度≤120℃海水中有很高的耐蚀性,若温度高于120℃,可能会发生点侵蚀和裂缝侵蚀。

  钛正在HF(氢氟酸)中不耐蚀,钛正在酸性氟化物溶液中也不耐蚀,钛正在硼酸和铬酸中耐蚀,正在氢碘酸和氢溴酸中能够利用。

  Cr-Ni类不锈耐酸钢有CF8、CF3、F304、F304L、CF8C和F347,其合用于工做介质为硝酸等氧化性酸。其最高工做温度≤200℃。

  ASTM A352尺度中的材料初级价钱较低,可是其冶炼时化学成分必需有靠得住且要求十分严酷的工场内控尺度。其热处置工艺复杂,需要多次做调质处置,方能达到尺度要求的低温冲击韧性的要求,出产周期长。低温冲击韧性达不到尺度要求时,不答应投料做低温钢利用。因而,只要正在出产批量大,而且可成炉冶炼时才采用,而正在一般环境下选用奥氏体不锈钢。

  C5(ZG1Cr5Mo)若是用于水蒸汽时,其最高工做温度为600℃。用于含硫油品等工做介质时,其最高工做温度为550℃。因而,C5(ZG1Cr5Mo)的工做温度为≤550℃。

  哈氏合金(Hastelloy)是贸易名称,它包罗有一系列的合金商标,用于耐蚀阀门上的次要是哈氏合金B(Hastelloy B)和哈氏合金C(Hastelloy C)这两类。

  钛正在沸点以下且浓度≤80%的硝酸中均具有优异的耐蚀性。而正在发烟硝酸中当NO2含量跨越2%而含水量不脚时,钛取发烟硝酸反映会发生爆炸,因而,钛一般不消于含量80%以上的高温硝酸。

  正在温度≤80℃时钛一般不会发生点蚀,但正在高温中等浓度的氯化物溶液(如100℃的25%氯化铝溶液、175℃的70%氯化钙溶液、200℃的25%氯化镁溶液和200℃的75%氯化锌溶液)中较易发生点蚀。

  哈氏合金C的耐蚀阀门,从耐蚀性及抗晶间侵蚀性考虑,宜选用哈氏合金C-276(CW-6MC)及哈氏合金C-4(CW-2M)。哈氏合金C阀门的材料代号多,且机能和工做温度不同大,所以CW-12MW、CW-7M、CW-6MC和CW-2M别离用HC-12、HC-7、HC-276和HC-4暗示,或间接用其锻制合金商标来暗示。

  钛除了蚁酸、草酸和较浓的柠檬酸(浓度≥50%)外,钛对所有的无机酸均具有优异的耐蚀性,但无机酸中含水量过低(0.1%)时钛易发生点侵蚀。

  钛对侵蚀性介质因温度等工况的分歧而表示出耐蚀、不耐蚀以至起火、爆炸等。因而,订货和设想选用时应对利用介质的性质(浓度、温度等)赐与明白的。

  超低温阀门〔-254(液氢)~-101℃(乙烯)〕从体材料必需选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处置后的低温力学机能,出格是低温冲击韧性必需达到尺度的要求。

  双相不锈耐蚀钢(表1)为沉淀软化不锈钢,它们是正在铁素体的基体中含35%~40%的奥氏体,其强度约为19Cr-9Ni奥氏体不锈钢的2倍,并具有高硬度及优良的塑性和冲击韧性。出格适合正在既有磨蚀又有冲刷的侵蚀工做前提下利用,因此普遍地使用于正在氧化和还原的强酸工况中,正在有氯的中有特殊的抗应力侵蚀开裂的机能。CD-4MCu、CD3MN、CE3MN和F53双相不锈钢利用温度为-29~316℃。

  阀门设想和选材时必需沉点考虑的问题之一是阀门的工做温度。为了规范阀门从体材料的适宜工做温度,从各品种型的阀门用钢和合金商标的材料机能方面临我国石油化工、化工、化肥、电力及冶金等行业用的阀门从体材料的适宜工做温度及相关要求做出了明白的,供阀门产物设想、制制及查验时用。别的,从手艺办理和出产办理及物资采购等方面考虑,对每品种型的钢应选用分析机能优良的,不宜选用过多的钢号和合金商标,以防形成紊乱。

  阀门的工做温度为550~650℃,定为高温Ⅱ级(简称为PⅡ级)。PⅡ级高温阀门次要用于炼油厂的沉油催化裂化安拆,它包含用正在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。PⅡ级阀门的从体材料为ASTM A351尺度中的CF8为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。

  正在手艺快速成长的今天,阀门的从体材料日趋多样化,数化。阀门所对应的工做介质也愈加复杂,工做温度要求更高。领会各类阀门用钢及合金的机能及其适宜的工做温度,是设想、制制、采购及利用阀门的相关科技人员和操做者必需控制的学问。出格是材料的利用温度不克不及跨越其适宜工做温度,不然会惹起的严沉变乱。前往搜狐,查看更多

  阀门的工做温度为425~550℃时为高温Ⅰ级(简称PI级)。PI级阀门的从体材料为ASTM A351尺度中的CF8为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优良耐热钢”。因PI级是特定的称号,正在这里包含了高温不锈钢(P)的概念。因而,若是工做介质为水或蒸汽时,虽然也可用高温钢WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃),正在含硫油品时虽然也可用高温钢C5(ZG1Cr5Mo),但正在这里不克不及称它们为PI级。

  不锈耐酸钢是指用于石化及化工、化肥行业中抗硝酸、硫酸、醋酸及无机酸等耐侵蚀性的铬镍或铬镍钼不锈耐酸钢。不锈耐酸钢铸钢次要是采用ASTM A743或ASTM A744尺度中CF8、CF8M、CF3、CF3M、CF8C、CD-4MCu和CN7M等,其对应的轧材别离为ASTM A182尺度中的F304、F316、F304L、F316L、F347、F53及美国UNS N08020。

  钛(Ti)具有强度高,质量轻,脚够高的抗热性和低温韧性及优良的加工机能和焊接机能。用于阀门出产中次要是锻制纯钛和锻制纯钛ZTA2。

  Inconel合金已普遍用于制制核动力工场的汽锅给水系统的部件,由于它比不锈钢的平安性更高。同时,它还合用于需要高强度、高压密封的高抗蚀机能,以及正在高温下具有抗机械磨损和抗氧化能力的工业出产中。如大化肥厂用Inconel 600或Inconel 625合金(为哈氏合金CW-6MC的轧材商标)制制高压(600~1500 LB)高浓度氧气阀门等。CY-40和Inconel 600合金阀门的材料代号为In。适宜工做温度为-29~650℃。

  钛可用于60℃10%硫酸和90%硝酸的混酸,沸腾的1%盐酸和5%硝酸的混酸以及室温王水(注:王水是3体积的浓盐酸和1体积的浓硝酸的夹杂物)中。

  钛正在室温下各类浓度的氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钠和氢氧化钾溶液中完全耐蚀,但不克不及用于沸腾的氢氧化钠和氢氧化钾中。碱中含氨会加剧钛的侵蚀。

  钛正在硫酸中不耐蚀,钛正在盐酸中具有中等的耐蚀性。一般认为,工业纯钛可用于室温时浓度7.5%、60℃时浓度3%及100℃时浓度0.5%的盐酸中,钛还可用于35℃时浓度30%、60℃时浓度10%及100℃时浓度3%的磷酸中。

  CF8M,CF3M等能够取代CF8和CF3,但CF8、CF3不克不及取代CF8M和CF3M。所以,美国等国度不锈耐酸钢阀门次要用CF8M、CF3M,其最高工做温度≤200℃。

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