閥門密封材料選擇
上海申弘閥門有限公司
之前介紹水過濾器在恒通環(huán)保應(yīng)用，現(xiàn)在介紹閥門密封材料選擇閥門密封面是指閥座和關(guān)閉件相互接觸形成密封的部分。閥門的內(nèi)件通常指閘板(或閥瓣、球體、蝶板等)、閥座和閥桿，但在有些情況也包括其他零件，如襯套、上密封座等，經(jīng)常用Trim表示。內(nèi)件材料的選用原則為：摘要:閥門密封材料是閥門密封的重要組成部分，它擔(dān)任閥門密封直接接觸的面。那閥門密封材料都有哪些呢，我們知道閥門密封圈材料有金屬和非金屬兩大類。
閥門密封材料是閥門密封的重要組成部分，它擔(dān)任閥門密封直接接觸的面。那閥門密封材料都有哪些呢，我們知道閥門密封圈材料有金屬和非金屬兩大類。下面就簡單介紹一下各類密封材料的使用條件，以及常用的閥門類型
1、合成橡膠
合成橡膠的耐油、耐溫、耐腐蝕等綜合性能優(yōu)于天然橡膠。一般合成橡膠的使用溫度t≤150℃，天然橡膠t≤60℃，橡膠用于公稱壓力PN≤1MPa的截止閥、閘閥、隔膜閥、蝶閥、止回閥、夾管閥等閥門的密封。
2、尼龍
尼龍具有摩擦系數(shù)小、耐腐蝕性好等特點。尼龍多用于溫度t≤90℃、公稱壓力PN≤32MPa的球閥、截止閥等。
3、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯多用于溫度t≤232℃、公稱壓力PN≤6.4MPa的截止閥、閘閥、球閥等。
4、鑄鐵
鑄鐵用于溫度t≤100℃、公稱壓力PN≤1.6MPa、煤氣和油類用的閘閥、截止閥、旋塞閥等。
5、巴氏合金
巴氏合金用于溫度t-70~150℃、公稱壓力PN≤2.5MPa的氨用截止閥。
6、銅合金
銅合金常用材料有6-6-3錫青銅和58-2-2錳黃銅等。銅合金耐磨性好，適用于溫度t≤200℃、公稱壓力PN≤1.6MPa的水和蒸汽中，常用于閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥等。
7、鉻不銹鋼
鉻不銹鋼常用牌號有2Cr13、3Cr13經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，耐腐蝕性能好。常用于溫度t≤450℃、公稱壓力PN≤32MPa的水、蒸汽和石油等介質(zhì)的閥門上。
8、鉻鎳鈦不銹鋼
鉻鎳鈦不銹鋼常用牌號為1Cr18Ni9ti，其耐腐性、耐沖蝕性和耐熱性能較好。適用于溫度t≤600℃、公稱壓力PN≤6.4MPa的蒸汽、硝酸等介質(zhì)中，用于截止閥、球閥等。
9、滲氮鋼
滲氮鋼常用牌號是38CrMoAlA，經(jīng)滲碳處理，具有良好的耐腐蝕性和抗擦傷性。常用于溫度t≤540℃、公稱壓力PN≤10MPa的電站閘閥。
10、滲硼
滲硼由閥體或閥瓣本體材料直接加工出密封面，再進(jìn)行滲硼表面處理，密封面耐磨性能很好。用于電站排污閥。
①根據(jù)主體材料、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點及零件的受力等綜合考慮;
②內(nèi)件材料的耐腐蝕性能應(yīng)高于或與主體材料相當(dāng)。
一、 閥門密封材料選擇密封面材料
閥門密封面應(yīng)耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕、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熱疲勞性，密封面與閥體的熱膨脹系數(shù)相近，具有良好的加工性能和焊按性能，且應(yīng)在價格和材料性能之間綜合考慮。
閥門的密封面分為金屬密封面、軟密封面和密封劑密封三種。
1.金屬密封面的磨損
金屬密封面主要用于耐磨損、耐沖蝕、耐擦傷、耐高溫的場合。磨損可分成黏著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損、沖蝕磨損和擦傷等。
①黏著磨損 黏著磨損為普遍，是由閥門密封面兩種固體材料的交界面產(chǎn)生巨大的黏著力而產(chǎn)生的。當(dāng)閥門密封面互相滑動時，接合點不斷接觸和斷離，形成磨粒而產(chǎn)生磨損。
②磨粒磨損 閥門密封面中粗糙的較硬表面，在相對較軟表面滑動時產(chǎn)生的磨損?？刂颇チＤp的有效辦法是使較軟的材料硬些。
③表面疲勞磨損反復(fù)循環(huán)加載和卸載會使表面或表下層產(chǎn)生疲勞裂紋，終導(dǎo)致表面的破壞，形成碎片和凹坑。
④沖蝕磨損 由銳利的粒子沖刷密封面而產(chǎn)生。它與磨粒磨損相似，但表面很粗糙。
⑤擦傷密封面相對運(yùn)動的過程中，因摩擦引起的破壞，這是由密封面硬度差不合理造成的。
2. 金屬密封面
閥門金屬密封面常用材料有銅合金、鉻不銹鋼、鈷基硬質(zhì)合金等，也可以是經(jīng)過表面處理的本體材料。
(1)銅合金JB/T 5300-2008《工業(yè)用閥門材料選用導(dǎo)則》中列入的銅合金密封面主要有鑄鋁黃銅( ZCu2n2l6Fe3Mn3)、鑄鋁青銅(ZCuAI9Mn2和ZCuA19Fe4Ni4Mn2)、鑄錳黃銅(ZCu2n38Mn2Pb2)、黃銅(H62)等。銅合金在水或蒸汽中的耐腐蝕性和耐磨性好，但強(qiáng)度低，不耐氨和氦水腐蝕，適用介質(zhì)溫度≤250℃。
(2)鉻不銹鋼 鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性，但耐擦傷性能較差，特別是在密封比壓較大時容易擦傷。鉻不銹鋼密封面有l(wèi)Cr13、2Cr13、3Cr13，可采用本體材料或堆焊。堆焊焊條化學(xué)成分相當(dāng)于12 Cr13、20Cr13、30Cr13。
在閥門的制造和修復(fù)中，鉻不銹鋼焊條常用來堆焊工作溫度在450℃以下、工作壓力為1.6～16MPa、基體材料為鑄鋼的電站、石油化工閥門密封面。通常，閥體(閥座)宜采用12 Cr13型堆焊焊條，閘板(閥瓣)采用硬度稍高的20Cr13型堆焊焊條。
(3)鉆基硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的特點是耐腐蝕、耐磨損、抗擦傷，特別是熱硬性好，即使在高溫下也能保持足夠的硬度。堆焊和熱噴涂是硬質(zhì)合金制備的常用方法。
堆焊有鈷基合金堆焊和合金粉末等離子弧堆焊。合金粉末等離子弧堆焊和熱噴涂是閥門制造廠的一種代用工藝措施，本書不作詳述。鈷基合金又稱司太立合金，是典型的閥門密封面堆焊材料。雖然鈷( Co)是較為貴重的金屬，但是由于它具有抗腐蝕、耐高溫等一系列優(yōu)良性能，在高溫高壓蒸汽閥門以及石油、化工等重化工行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥,蒸汽減壓閥鈷基硬質(zhì)合金可采用氧乙炔焰堆焊、手工電弧堆焊、氬弧堆焊和等離子弧等工藝，在低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼和Cr13型不銹鋼及耐熱鋼上進(jìn)行堆焊。
①公稱直徑≤DN200的閥門優(yōu)先采用鎢極氬弧堆焊、氧乙炔焰堆焊。
②公稱直徑>DN200的閥門優(yōu)先采用等離子弧堆焊。
③上述工藝方法不能實施時(如閥體內(nèi)部堆焊)，采用手工電弧焊。
氧乙炔焰、鎢極氬弧及等離子弧堆焊常用焊絲為HS111(相當(dāng)于D802)、HS112(相當(dāng)于D812);手工電弧堆焊采用焊條為D802、D812。鈷基合金是以Co為基體成分，加入Cr鎢(W)等元素組成合金。
(4)表面處理常用的表面處理方法有化學(xué)鍍鎳、鍍鉻、氮化等。
由于化學(xué)鍍鎳(ENP)具有抗沖刷、抗機(jī)械磨損、防腐、降低摩擦系數(shù)等特點，在石油、天然氣的鉆采及集輸中的閥門廣泛應(yīng)用，如管線球閥的閥體、閥座、支撐板、閥桿，平板閘閥的閘板、閥座等?；瘜W(xué)鍍鎳不需要外加電流，在金屬表面的催化作用下經(jīng)過化學(xué)還原法進(jìn)行金屬沉積。常用標(biāo)準(zhǔn)有ASTM B733鎳磷鍍層和GB/T 13913-1992。閥門常用的化學(xué)鍍鎳的厚度有兩種：一種是0. 05mm (0. 002in);另一種是0.075mm (0. 003in)。為提高鍍層的硬度，需根據(jù)不同的硬度要求，進(jìn)行200—400℃的熱處理。
(5) 燒結(jié)硬質(zhì)合金燒結(jié)硬質(zhì)合金是用碳化鎢粉末和少量鈷以不同配比混合后燒結(jié)而成。在異?？量痰墓r下，控制磨損問題。閥門中用碳化鎢來控制磨損的實例有：
①調(diào)節(jié)閥的閥瓣、閥桿和閥座;
②滑板閥的滑板和閥座;
③圓盤閥的閥瓣和閥座;
④整體碳化鎢球體、閥座、減摩墊等。
(6)陶瓷隨著高磨損、強(qiáng)腐蝕等嚴(yán)苛工況的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的金屬閥門已經(jīng)不能滿足工況要求，陶瓷閥門與金屬材料相比，其大的優(yōu)點是優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、耐腐蝕、耐磨損、密度小，因此陶瓷閥門具有
如下性能。
①耐磨損 陶瓷的硬度是不銹鋼的5～15倍.耐磨性能非常。
②耐腐蝕 瓷對于大多數(shù)的酸堿物質(zhì)來說，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕性能非常好。
③耐高溫 陶瓷的熔點很高，大多數(shù)在高溫下具有穩(wěn)定的力學(xué)性能。
由于陶瓷閥門具有上述諸多優(yōu)點，廣泛運(yùn)用于電力行業(yè)、多晶硅、氣力除灰系統(tǒng)的粉煤灰輸送、冶金工業(yè)領(lǐng)域等。
陶瓷閥門常用的陶瓷有氧化鋯(2r02)、氧化鋁(Al2 03)、氮化硅(Si3 N4)和碳化硅( SiC)四種。
陶瓷閥門類型有陶瓷控制閥、陶瓷球閥、陶瓷旋塞閥、陶瓷平板閥、陶瓷閘閥和陶瓷滑板閥等。根據(jù)耐腐蝕和耐磨損要求不同，有通道內(nèi)襯陶瓷，內(nèi)件全部采用陶瓷材料;也有通道不襯陶瓷，內(nèi)件部分采用陶瓷等。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：控制閥泄漏率試驗方法
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