常用阀门材质选择
第三章 阀门主要零件材料制造阀门零件材料很多，包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择：1、工作介质的压力、温度和特性。2、该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。3、有较好的工艺性。4、在满足以上条件情况下，要有较低的成本。第一节 阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料阀体、阀盖和闸板（阀瓣）是阀门主要零件之一，直接承受介质压力，所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。常用材料有下面几种：一、灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力 PN1.0MPa，温度为10200的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为：HT200、HT250 、HT300、HT350。二、可锻铸铁：适用于公称压力 PN2.5MPa，温度为30300的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有：KTH30006、KTH330 08、KTH350 10。三、球墨铸铁：适用于 PN4.0MPa，温度为30350的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有：QT40015、QT45010、QT5007。鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。根据经验，建议PN2.5MPa，阀门还是采用钢制阀门为安全。四、耐酸高硅球墨铸铁：适用于公称压力 PN0.25MPa，温度低于 120的腐蚀性介质。五、碳素钢：适用于公称压力 PN32.0MPa，温度为30425的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有 WC1、WCB、ZG25 及优质钢 20、25、30 及低合金结构钢 16Mn。六、铜合金：适用于 PN2.5MPa 的水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度40250的蒸汽介质，常用牌号为 ZGnSn10Zn2(锡青铜），H62 、Hpb591（黄铜）、QAZ192、QA19 4(铝青铜)。七、高温铜：适用于公称压力 PN17.0MPA、温度570的蒸汽及石油产品。常用牌号有ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9 等牌号。具体选用必须按照阀门压力与温度规范的规定。八、低温钢，适用于公称压力 PN6.4Mpa,温度196乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质，常用牌号）有 ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9九、不锈耐酸钢，适用于公称压力 PN6.4Mpa 、温度200硝酸，醋酸等介质，常用牌号有 ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti第二节 密封面材料密封面是阀门最关键的工作面，密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命，通常密封面材料要考虑耐腐蚀，耐擦伤，耐冲蚀，抗氧化等因素。通常分两大类：（一） 软质材料1、 橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等）2、 塑料（聚四氟乙烯，尼龙等）（二） 硬密封材料1、 铜合金（用于低压阀门）2、 铬不锈钢（用于普通高中压阀门）3、 司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门）4、 镍基合金（用于腐蚀性介质） 第三节 阀 杆 材 料阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性，有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。一、碳素钢用于低压和介质温度不超过 300的水、蒸汽介质时，一般选用 A5 普通碳素钢。用于中压和介质温度不超过 450的水、蒸汽介质时，一般选用 35 优质碳素钢。二、合金钢用于中压和高压，介质温度不超过 450的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用40Cr（铬钢）。用于高压、介质温度不超过 540的水、蒸汽等介质时，可选用 38CrMoALA 渗氮钢。用于高压、介质温度不超过 570的蒸汽介质时，一般选用 25Cr2MoVA 铬钼钒钢。三、不锈耐酸钢用于中压和高压、介质温度不超过 450的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 铬不锈钢。用于腐蚀性介质时，可选用 Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和 PH15-7Mo 沉淀硬化钢。四、耐热钢用于介质温度不超过 600的高温阀门时，可选用 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体型耐热钢。第四节 阀杆螺母材料阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。一、铜合金铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。对于 Pg，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti第二节 密封面材料密封面是阀门最关键的工作面，密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命，通常密封面材料要考虑耐腐蚀，耐擦伤，耐冲蚀，抗氧化等因素。通常分两大类：（一） 软质材料1、 橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等）2、 塑料（聚四氟乙烯，尼龙等）（二） 硬密封材料1、 铜合金（用于低压阀门）2、 铬不锈钢（用于普通高中压阀门）3、 司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门）4、 镍基合金（用于腐蚀性介质） 第三节 阀 杆 材 料阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性，有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。一、碳素钢用于低压和介质温度不超过 300的水、蒸汽介质时，一般选用 A5 普通碳素钢。用于中压和介质温度不超过 450的水、蒸汽介质时，一般选用 35 优质碳素钢。二、合金钢用于中压和高压，介质温度不超过 450的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用40Cr（铬钢）。用于高压、介质温度不超过 540的水、蒸汽等介质时，可选用 38CrMoALA 渗氮钢。用于高压、介质温度不超过 570的蒸汽介质时，一般选用 25Cr2MoVA 铬钼钒钢。三、不锈耐酸钢用于中压和高压、介质温度不超过 450的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 铬不锈钢。用于腐蚀性介质时，可选用 Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和 PH15-7Mo 沉淀硬化钢。四、耐热钢用于介质温度不超过 600的高温阀门时，可选用 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体型耐热钢。第四节 阀杆螺母材料阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。一、铜合金铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。对于 Pg<1.6Mpa 的低压阀门可采用 ZHMn58-2-2 铸黄铜。对于 Pg16-6.4Mpa 的中压阀门可采用 ZQAL9-4 无锡青铜。对于高压阀门可采用 ZHAL66-6-3-2 铸黄铜。二、钢当工作条件不允许采用铜合金时，可选用 35、40 等优质炭素钢，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2 等不锈耐酸钢。工作条件不允许指下列情况。1、用于电动阀门上，带有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的氨介质。选用钢制阀杆螺母时，要特别注意螺纹的咬死现象。第五节 紧固件、填料及垫片材料一、紧固件材料紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。紧固件在阀门上直接承受压力，对防止介质外流起关重要作用，因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按表 5-1 选择。表 5-1选用合金钢材料时必须经过热处理。对紧回件有特殊耐腐蚀要求时，可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9 等不锈耐酸钢。二、填料材料在阀门上，填料是用来充填阀盖填料室的空间，以防止介质经由阀杆和阀盖填料室空间泄漏。1、 对填料的要求1） 耐腐蚀性好，填料与介质接触，必须能耐介质的腐蚀。2） 密封性好，填料在介质及工作温度的作用下不泄漏。3） 摩擦系数小，以减小阀杆与填料间的摩擦力矩。2、 填料的种类填料可分为软质填料及硬质填料两种：1）软质填料：系由植物质，即大麻、亚麻、棉、黄麻等，或由矿物质，即石棉纤维，或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等编织的线绳，也有压成的成型的填料，以及近年来新发展的柔性石墨填料材料。植物质填料较便宜，常用于 100以下的低压阀门；矿物质填料可用于 450-500的阀门。近年来使用橡胶 O 型圈做填料的结构在逐步推广，但介质温度一般限制在 60以下。高温高压阀门上的填料也有采用纯石棉加片状石墨粉压紧而成的。2）硬质填料：即由金属或金属与石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯压合烧结而成型的填料，金属填料使用较少。3、 填料的选择选择填料要根据介质、温度和压力来选择，常用的材料有以下几种：介 质 温 度 （）名称公称压力PN(Mpa) 300 350 400 425 450 5301.6-2.5 A3 35 30CrMoA _4.0-10.0 35 35CrMoA 25Cr2MoVA螺栓双头螺栓16.0-20.0 30CrMoA 35CrMoA 25Cr2MoVA1.6-2.5 A3 30 35 _4.0-10.0 30 35 35CrMoA螺母16.0-20.2 35 35CrMoA1）油浸石棉绳，可按表 5-2 选择。2）橡胶石棉绳：可按表 5-3 选择。3）石墨石棉绳：石棉绳上涂有石墨粉，可用温度 450以上，压力可以达到 16Mpa，一般适用于高压蒸汽上。近后来又逐步采用了压成人字型填料，单圈放置，密封性好。4）聚四氟乙烯：这是一种目前使用较广的一种填料。特别适用腐蚀性介质上，但温度不得起过 200。一般采用压制或棒料车制而成，形状如图 5-1 所示。a b c图 5-1名称牌号形状规 格（直径或方形边长）适用极限压力kgf/cm²适用极限温度（）用途F 3.4.5.6.8.1013.16.19.22.25Y 5.6.8.10.1316.19.22.25YS450N 3.5.6.8.10.1316.19.22.2560450YS350 F、 Y、N3.5.6.8.10.1316.19.22.25.45 350油浸石棉绳YS250 F、 Y、N3.5.6.8.10.13.16.19.22.2545 250用于水蒸气、空气、石油产品表 5-2注：形状代号 F 表示方的，穿心或一至多层编结；Y 表示圆的，中间是一扭制芯子，外边是一至多层编结；N 表示扭制的。名称牌号规 格（直公式或方形边长）适用极限压力kgf/cm²适用极限温度（）用途XS450 60 450XS350 45 350橡胶石棉盘根XS2503 . 4 . 5 . 6 . 810 . 13 . 16 . 1922 . 25 . 2845 250用于蒸汽、石油产品表 5-3三、垫片材料垫片是用来充填两个结合面（如阀体和阀盖之间的密封面）间所有凹凸不平处，以防止介质从结合面间泄漏。1、 对垫片的要求垫片材料在工作温度下具有一定的弹性
