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高壓閥門的界定、使用及選材
來源:拉菲2自動化閥門網 | 作者:拉菲2自動化閥門-技術部 | 發布時間: 2018-07-29 | 441 次浏覽 | 分享到:
高壓閥門有兩種工況,一種是介質處于常溫、但壓力很高,比如油田采油和注水用閥門;另一種是介質處于高溫狀態,壓力亦高,比如熱電廠用的主蒸汽系統閥門。這兩種雖然同樣都屬“高壓閥門”,但設計准則和材料選用卻各不相同,前者只考慮強度和剛度就可以,而後者還應考慮高溫下材料的強度和蠕變。

高壓閥門的界定:

(1)絕對壓力低于1個大氣壓的閥門叫真空閥;

(2)壓力≤1.6MPa叫低壓閥門;

(3)壓力2.5~6.4MPa叫中壓閥門;

(4)压力10.0~80.0MPa叫高壓閥門;

(5)压力≥100.0MPa叫超高壓閥門。

高壓閥門有兩種工況,一種是介質處于常溫、但壓力很高,比如油田采油和注水用閥門;另一種是介質處于高溫狀態,壓力亦高,比如熱電廠用的主蒸汽系統閥門。這兩種雖然同樣都屬“高壓閥門”,但設計准則和材料選用卻各不相同,前者只考慮強度和剛度就可以,而後者還應考慮高溫下材料的強度和蠕變。

高壓閥門材料选用

1. 承压件与控压件

閥門零件按其在整台閥門中的作用有“承壓件”和“控壓件”之分,在美國API6D“管道閥門”標准中作了以下表述:

承壓件是指設計爲承受管道介質(壓力)的零件,如閥體、閥蓋、填料壓蓋、閥杆、墊片和螺栓等;

控壓件(壓力控制零件)是指用于阻塞或允許介質流動的零件,如關閉件、閥座等。


2. 壳体材料

殼體包括閥體、閥蓋等零件,直接承受介質壓力,爲閥門的承壓件,其材料必須具有能在規定的介質、溫度和壓力下達到應有的機械性能、化學成份,並有良好的冷、熱加工工藝性。

3. 阀杆材料

閥杆是閥門的承壓件之一,在閥門開啓和關閉過程中,承受拉、壓、剪切和扭轉作用力,並與介質直接接觸,同時和填料之間還有相對摩擦運動,因此閥杆材料必須保證在規定的介質、溫度、壓力下有足夠的強度及沖擊韌性,並有能滿足要求的耐腐蝕性和抗擦傷性,還有良好的工藝性。

4. 密封面材料

密封面是阀门的关键部位,密封面用材料应耐腐蚀、抗冲蚀、耐擦伤、有足够的挤压强度(比压)、在高温下有足够的抗氧化性和抗热疲劳性,还要求与基体材料的线膨胀系数相近,并有良好的加工与焊接工艺性。对于高壓閥門的密封面,通常采用硬质合金。

5. 承压紧固件材料

承壓緊固件主要指中法蘭連接螺栓與螺母,在閥門上直接承受介質的壓力,對防止介質外漏起著重大的作用,因此所選用的材料必須保證在使用壓力、溫度下有足夠的強度與沖擊韌性。

参照GB/T150-1998、JB/T5300-1991、ASME B16.34a等标准的规定,高壓閥門常用的紧固件材料有合金钢与不锈钢两大类。

★ 1. 合金钢

中国标准:GB/T 3077  30CrMoA 、35CrMoA、40Cr、25Cr2MoVA、25Cr2Mo1VA;

美国标准:ASTM A193-B16、ASTM A194-7。

★ 2. 不锈钢

中国标准:GB1220 2Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、

1Cr17Ni2、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti;

美国标准:ASTM A193-B8、B8M,ASTM A194-8、8M。

填料和墊片材料

閥門用填料和墊片都是爲了阻止介質外漏的填充物。填料是用來充填料室和閥杆之間的空間,以防止介質經由閥杆與填料室空間泄漏;墊片則是用來充填兩個接合面(如閥體與閥蓋之間的密封面)間所有凹凸不平處,以防止介質從結合面間泄漏。因此對填料材料的要求是耐腐蝕、密封性好、摩擦系數小;對墊片材料的要求是耐腐蝕,在工作溫度下具有一定的彈性和塑性及足夠的強度。
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