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阀门主体材料工作温度的规定与执行机构选择

2011-11-18      
核心提示:阀门主体材料工作温度的规定 【水暖阀门网讯,承德高中压阀门报道】阀门的工作温度,应以商务合同或签署的技术协议中的规定工作温度为准,或以产品设计图纸上规定的工作温度执行,对常用阀门主体材料的适宜工作...

阀门主体材料工作温度的规定

     【水暖阀门网讯,承德高中压阀门报道】阀门的工作温度,应以商务合同或签署的技术协议中的规定工作温度为准,或以产品设计图纸上规定的工作温度执行,对常用阀门主体材料的适宜工作温度及相关要求作出明确规定,供产品设计、制造及检验时执行。

1.适用于超低温阀门(-254℃(液氢)~-101℃(乙稀)的主体材料)

超低温阀门主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处理后的低温力学性能,特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。

下列奥氏体不锈钢可用于作超低温阀门:ASTM  A351  CF8M  CF3M  CF8  CF3;ASTM  A182  F316   F316L  F304  F304L;ASTM  A433  316  316L  304  304L。

2. 适用于低温阀门(-100℃~-30℃的主体材料):

低温用奥氏体不锈钢:ASTM  A351  CF8M  CF3M  CF8  CF3;ASTM  A182  F316  F316L  F304  F304L;ASTM  A433  316  316L  304  304L。

3.碳素钢:阀门用碳素钢系指ASTM  A216标准中的WCB、WCC铸钢和ASTM  A105锻钢。阀门用碳素钢工作介质为:水、蒸汽、空气、油品等非腐蚀性物质。阀门用碳素钢适宜工作温度为:-29℃~425℃

4.不锈耐酸钢:不锈耐酸钢是指用于化工、化肥行业中抗硝酸、硫酸、醋酸以及有机酸等耐腐蚀性的铬镍或铬镍钼不锈耐酸钢,不锈耐酸钢铸钢主要是采用ASTM  A743或ASTM  A744标准中CF8、CF8M、CF3、CF3M、CF8C、CD-4MCu,其对应的轧材分别为ASTM  A182 标准中的F304、F316、F304L、F316L、F347、F53及美国UNSN08020。

4.1  Cr-Ni 不锈耐酸钢:CF8 、CF3、F304、F304L、CF8C、F347适用于工作介质为硝酸等氧化性酸。其最高工作温度≤200℃。

4.2  Cr-Ni-Mo不锈耐酸钢:CF8M、CF3M、F316、F316L 适用于工作介质为醋酸等还原性酸。CF8M、CF3M等可以代替CF8和CF3属于以高代低,但CF8、CF3不能代替CF8M、CF3M。

4.3  ASTM  A890  1A(CD4MCu) ;4A(CD3MN);5A(CE3MN); ASTM  A182  F51;F53 (双相不锈钢)

CD-4MCu合金属双相不锈耐蚀钢,为沉淀硬化不锈钢,在铁素体的基体中含35%-40%的奥氏体,它的屈服强度约为19Cr-9Ni奥氏体不锈钢的两倍,并且有高硬度和良好的塑性和冲击韧性。特别适合在既有磨蚀又有冲刷的腐蚀工作条件下使用,因而广泛的应用于在氧化和还原的强酸工况中,在有氯的环境中有特殊的抗应力腐蚀开裂的性能。双相不锈钢使用温度为:-29℃~316℃

5.耐蚀镍基合金:耐蚀镍基合金阀门主要选用ASTM  A494标准中的铸造蒙乃尔合金(M35-1);铸镍合金(CZ-100);英康乃尔合金(CY-40)及哈氏合金。

用于耐蚀蒙乃尔合金阀门的蒙乃尔合金的轧材主要为美国UNS N04400(Monel400), UNS N05500(Monel K500);镍基合金无对应的轧材;英康乃尔合金的轧材为Inconel 600 和Inconel 625等。

5.1蒙乃尔合金(Monel):

蒙乃尔合金是镍基耐蚀合金中使用最早、最广泛的合金,它具有较高的强度和韧性,特别是具有优异的抗还原酸及强碱介质和海水等腐蚀的性能,因此,通常用于制造输送氢氟酸、盐水、中性介质、碱盐及还原性酸介质的设备和阀门,液适用于干燥氯气、氯化氢气、高温氯气等介质,但不抗含硫介质和氧化性介质(如硝酸的介质)的腐蚀。

阀门的材料代号:整体蒙乃尔合金为:MM;蒙乃尔合金内件阀门的材质代号:外壳为碳素钢时为:C/F;外壳为CF8时为:P/M;外壳为CF8M时为:R/M。蒙乃尔合金适宜的工作温度为:-29℃~480℃

5.2镍基合金:镍基合金(CZ-100),其公称化学成分为:95%Ni和1.00%C,所以,它无对应的轧材。它用于高温高浓度或无水碱溶液中具有优异的耐蚀性能,因此,镍基合金常用于在高腐蚀浓度的氯碱生产中以及用于不能有铜和铁等金属污染产品的场合。镍基合金适宜的工作温度为:-29℃~316℃

5.3英康奈尔合金(Inconel):

Inconel 600,CY-40等耐蚀合金主要用于抗应力腐蚀,尤其适用于高浓度的氯化物介质。近年来,CY-40已广泛用于制造核动力工厂的锅炉给水系统的的部件,因为它比不锈钢的安全性更高,同时,它还适用于高强度、高压密封的高抗腐蚀性能及在高温下具有抗机械磨损和抗氧化能力的工业生产中。CY-40、Inconel 600合金的适宜工作温度为:-29℃~650℃

5.4哈氏合金(Hastelloy):用于耐蚀阀门上的主要是哈氏合金B和哈氏合金C这两类。

5.4.1哈氏合金B:哈氏合金B其铸造合金牌号在美国ASTM  A494标准为N-12MV及N-7M,其轧材牌号为ASTM  B335标准中的N10665。哈氏合金B对各种浓度的盐酸均耐蚀,对非氧气性盐及酸亦耐蚀。哈氏合金B的耐蚀阀门,从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑宜选用低碳级的哈氏合金B。哈氏合金B适宜的工作温度为:-29℃~425℃

5.4.2哈氏合金C:哈氏合金C,其铸造合金牌号为CW-12MW和CW-7M。哈氏合金C对氧化性溶剂,低浓度常温的盐酸和硝酸耐腐蚀。哈氏合金C的耐蚀阀门,从耐蚀性及抗晶间腐蚀性考虑,宜选用哈氏合金C-276及哈氏合金C-4。哈氏合金CW-7M,N10001合金的适宜工作温度为:-29℃~425℃。哈氏合金CW-12MW,N10003合金的适宜工作温度为:-29℃~700℃。哈氏合金CW-6MC,N10276合金的适宜工作温度为:-29℃~676℃。哈氏合金CW-2M,N06455合金的适宜工作温度为:-29℃~425℃。

6.钛:因为钛具有强度高,质量小,足够高的抗热性和低温韧性及良好的加工性能,我国是世界上贮存钛最多的国家,所以钛用于阀门生产中液较普遍,钛用于阀门生产中主要是铸造纯钛和锻造纯钛ZTA2。

阀门执行机构的选择

       阀门的驱动装置(执行机构)根据阀门的种类、压力、口径、安装位置和使用要求来选用。常用的有人力驱动装置、电动驱动装置、气动驱动装置、液动装置、电磁驱动、电—液传动以及气—液传动等。

电动装置、气动装置和液动装置的特点: 

特点

 

电动装置

液动装置

气动装置

  1. 适用性强,不受环境温度影响。
  2. 输出转矩范围广。
  3. 控制方便,能自由的采用直流、交流、短波、脉冲等各种信号,适于放大、记忆、逻辑判断和计算等工作。
  4. 可实现超小型化。
  5. 具有机械自锁性。
  6. 安装方便。
  7. 维护检修方便。
  1. 结构简单,紧凑、体积小。
  2. 输出力大。
  3. 容易获得低速或高速,能无级变速。
  4. 能远距离自动控制,
  5. 由于液压油的粘性而效率较高,有自润滑性能和防锈性能。

 

  1. 结构简单。
  2. 气源容易获得。
  3. 能得到较高的开关速度。
  4. 可安装调速器,使开关速度按需要进行调整。
  5. 气体压缩性大,关闭时有弹性。

 

缺点

  1. 结构复杂
  2. 机械效率低,一般只有25%-60%。
  3. 输出转速不能太高或太低。
  4. 易受电源电压、频率变化的影响。
  1. 油温变化引起油粘度的变化。
  2. 液压元件和管道易渗漏。
  3. 配管,维修不方便。
  4. 不适于对信号进行各种运算。
  1. 与液动装置相比结构较大,不适合于大口径高压力阀门。
  2. 因气体有压缩性所以速度不易均匀。

阀门执行机构的选择时应注意的问题:

1.传动装置输出能力的大小,应根据被操纵对象的阀门所需的轴向力或扭矩力来确定。

2.对阀门传动装置来说,带动阀杆的传动速度:对于升降阀类:以4-5mm/秒;对于旋转阀类:以0.5-1弧度/秒 速度为宜;闸阀:15-75转/分;球阀、蝶阀:0.25-4转/分

3.对于要求快速启闭的阀门,采用气动、液动传动,但需考虑阀门关闭时对管路可能造成的水击影响,最好在关闭到终端前装有缓闭阻尼机构。

4.传动装置的选择,根据安装地点的具体条件和要求来选择动力能源,(包括电力,压缩空气,水,油或利用管路本身输送介质等)。

4.1远距离操纵采用气动,不仅简单和安全,而且可以快速。

4.2远距离遥控时,则以电动较为适宜和经济。

4.3液动系统,能缩小传动装置的体积,而液压源的要求高,需要有独立的液压泵等。

4.4在没有任何动力能源时,可采用介质本身能量作为操纵源,特别是在野外,电气,液,能源不易设施的场合更为适用。

5.各种类型的传动装置一般应附设手动操纵机构,以备事故状态下或能源停供时的临时操作。

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