閥門密封面溫度和常用的材質(zhì)
閥門密封面溫度和常用的材質(zhì)
閥門內(nèi)件通常是指閥瓣、閥座和閥桿，但在有些情況它也包括其它零件，如襯套、螺栓和螺母等。（注：'閥瓣'這一名詞，對于大多數(shù)型式的閥門，通用名詞把它叫關閉件。但也有例外，如就旋塞閥來說，關閉件叫旋塞。）閥門的密封面主要是指閥瓣和閥座接觸面。常用的內(nèi)件材質(zhì)如表2-21、表2-22。表2-21 閥門內(nèi)件常用的材質(zhì)及使用溫度
閥門密封面常用材料及適用介質(zhì)和允許使用的溫度范圍如表2-22：
表2-22 閥門密封面常用材料及適用介質(zhì)
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使用溫度下限 |
使用溫度上限 |
閥門內(nèi)件材質(zhì) |
使用溫度下限 |
使用溫度上限 |
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304型不銹鋼 |
–268(–450) |
316(600) |
440型不銹鋼60RC |
–29(–20) |
427(800) |
以下給出的是經(jīng)過短暫的調(diào)查，閥門內(nèi)件使用最頻繁的材料。
青銅
使用最廣的青銅閥、鑄鐵閥門和鋼閥門的最高工作溫度在280℃左右。適用介質(zhì)包括蒸汽、水、油、空氣和天然氣輸送管線。閥瓣和閥門座也可以使用適當牌號的青銅（閥桿用不銹鋼）可以適應那些溫度極低的介質(zhì)，如液化氣、液態(tài)氧和液態(tài)氮。
不含鋅的青銅，通常是鋁青銅。在特定的情況下也常被應用。
鐵
除閥桿用鋼制成，閥門的其余全部零件都用鐵制作（'全鐵'）。通常閥瓣和閥體兩者都有整體密封面。'全鐵'閥門對于濃硫酸和碳氫化合物的混合酸介質(zhì)來說是一種比較經(jīng)濟的選擇，并且對于許多其它與工業(yè)有關的化學液體如鹵水、氨水、酒精、洗滌液和氯化物溶液使用情況也很令人滿意。
鉻13不銹鋼
這種材料廣泛地應用于閥桿、閥座密封圈和閥瓣上。它使用在含有一定比例的潤滑劑的介質(zhì)，具有很高的耐磨、抗擦傷、抗腐蝕和抗沖蝕等特點。它還有很強的抗氧化能力和抗熱硫化潤滑油的腐蝕能力。這種材料在油品和蒸氣管線上，工作溫度達到600℃的情況下已成功的使用了許多年。
鎳合金
'鎳合金'（這里指鎳、銅和錫合金的組合），用它做閥門座環(huán)；用鉻13不銹鋼做閥瓣，特別適合于沒有潤滑劑，腐蝕性相對不大的氣體和液體介質(zhì)。其它的適用介質(zhì)包括過熱蒸汽和飽和蒸汽、天然氣、燃油、汽油和低粘度油。對于蒸汽來說，工作介質(zhì)限制在450℃以下，對于其它介質(zhì)限制在260℃以下。
用組合鎳合金做閥座和閥瓣也適合于蒸汽、水和其它介質(zhì)使用。
奧氏體不銹鋼
前面閥體材料里已經(jīng)介紹過奧氏體不銹鋼，以18-8鉻一鎳為基礎的鋼材，廣泛地用在閥門內(nèi)件制造上。無論是在極強的腐蝕還是極高的溫度下，或者即強腐蝕又高溫下的介質(zhì)都適用。
特種不銹鋼
這些'20'合金、'耐熱鎳鉻鐵合金825'和'Carpenter 20cb3'經(jīng)常被用來做閥門內(nèi)件。這些特種不銹鋼的內(nèi)件經(jīng)常用在普通不銹鋼閥門上，而且有時也只在鐵閥和鋼閥上。
'蒙乃爾'合金
用這種合金做閥門內(nèi)件，大多數(shù)用在鐵閥和鋼閥上。其介質(zhì)多為海水，鹽溶液或蒸汽。
'哈氏'合金，'B'和'C'
這些材料用在閥門內(nèi)件上的不多，而在整個閥門上經(jīng)常應用。然而，介質(zhì)為硫酸或稀鹽酸時，有時用'哈氏'合金'B'作為閥門內(nèi)件材料，而'哈氏'合金'C'的典型應用是在專用的氨閥和混合酸介質(zhì)的閥門內(nèi)件上。
硬質(zhì)合金
在閥瓣和閥體座上堆焊一層堅硬的硬質(zhì)合金，這樣就可以使密封面具有很高的耐磨性和抗擦傷能力。這種材料尤其適用于介質(zhì)溫度升高和干燥的場合。
密封面的材料通常從鈷基和鎳基合金中挑選，而且與之相配對的表面通常鍍有相似的材料，但要有硬度差，以便在工作中減少擦傷。然而，相配的兩面并不總是都采用堆焊的型式，采用什么型式還要取決于所用硬質(zhì)合金的性能。
鈷基和鎳基硬質(zhì)合金的類似的性能規(guī)范可以從一些閥門制造商那里得到。選擇材料時要依靠許多評價因素。一個重要的因素是所給的材料要能夠容易地附著在特定的零件上。
塑料和合成橡膠
塑料和合成橡膠被使用在許多不同種類閥門的以一種型式或另一種型式布置的密封面和閥座上。
應用最廣泛的塑料材料是聚四氟乙烯（PTEF）。在球閥和蝶閥中用它做閥座，在隔膜閥中用它做隔膜表面。在許多種類的閥門中，聚四氟乙烯被用來做閥桿密封填料。
作為閥座和密封件的材料，聚四氟乙烯是最好的；它幾乎能適用所有介質(zhì)，并且耐磨性很好，而且使用溫度可達250℃。經(jīng)常使用純的聚四氟乙烯，但在許多情況下，為了改善它的壓縮永久變形的性能，可加入一些化學性質(zhì)不活潑的填料，如玻璃。
聚四氟乙烯的抗化學腐蝕性質(zhì)使它成為一種很理想的隔膜材料。它的剛性和抗疲勞性質(zhì)也是有用的特性。在多數(shù)使用隔膜的閥中，一層薄的聚四氟乙烯與合成橡膠基底聯(lián)合使用，聚四氟乙烯與合成橡膠可以是分離的，也可以是粘接的。
在閥門內(nèi)件中應用合成橡膠大多數(shù)是作為'O'形圈、墊片、閥座和座襯套、隔膜和蝶閥的襯套。
'O'形圈大量的用在閥桿密封上，最常用的材料是腈橡膠。碳一氟化合橡膠、乙烯丙基橡膠和硅橡膠，尤其適合在高溫下使用。
各種各樣的合成橡膠廣泛地應用在閥座、襯套、隔膜和導套上。基本聚合物的化合可以得到更廣泛的物理和化學性能。以下是最常用的合成橡膠。
天然橡膠
丁基橡膠
乙烯丙基橡膠
氯丁橡膠
腈橡膠
苯乙烯—聚丁橡膠
應用塑料和合成橡膠作為閥門內(nèi)件材料的優(yōu)點是它具有很好的抗腐蝕性和抗沖蝕性，而且可以達到無漏損密封。而這些材料的缺點是在使用中工作溫度受到所用材料的限制。此外，給定的材料是否適用還要取決于若干因素。-溫州瑞奇閥門
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代號 |
常 用 工 況 |
適 用 閥 類 |
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PN/Mpa |
t/℃ |
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橡膠 |
X |
≤0.1 |
≤60 |
截止閥、隔膜閥、蝶閥、止回閥門等 |
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尼龍 |
N |
≤32.0 |
≤80 |
球閥、截止閥等 |
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聚四氟乙烯 |
F |
≤6.3 |
≤150 |
截止閥、隔膜閥、蝶閥、止回閥等 |
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巴氏合金 |
B |
≤2.5 |
-70～150 |
氨用截止閥 |
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陶瓷 |
G |
≤1.6 |
≤150 |
球閥、旋塞閥 |
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搪瓷 |
C |
≤1.0 |
≤80 |
截止閥、隔膜閥、止回閥、放料閥 |
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銅合金 |
QSn6-6-3 |
T |
≤1.6 |
≤200 |
閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥等 |
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不銹鋼 |
2Cr13、3Cr13 |
H |
≤3.2 |
≤450 |
中高壓閥門 |
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滲氮鋼 38CrMoAlA |
D |
P5410 |
540 |
電站閘閥、一般情況使用 |
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硬質(zhì) |
WC、TiC |
Y |
按閥體材料確定 |
高溫閥、超高壓閥門 |
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TDCoCr-1 |
高壓、超高壓閥門 |
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在本體 |
鑄鐵 |
W |
≤1.6 |
≤100 |
氣、油類用閘閥、截止閥等 |
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優(yōu)質(zhì)碳素鋼 |
≤4.0 |
≤200 |
油類用閥閥門 |
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1Cr18Ni9Ti |
≤32.0 |
≤450 |
酸類等腐蝕性介質(zhì)用閥門 |
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蒙乃爾合金 K |
M |
按閥體材料確定 |
石油化工閥門、低溫閥、核閥 |
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哈氏合金 B |
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石油化工閥、耐腐蝕閥、電站閥 |
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20號合金 |
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石油化工閥、耐腐蝕閥、核閥 |
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