閥門壓力等級對照表

　閥門壓力等級對照表

　, , , 希望對各位海友能有所幫助。

　磅級Class 150 300 400 600 900 1500 2500 公稱壓力?MPa 0.6MPa?1.0MPa?1.6MPa?2.0MPa 2.5MPa?4.0MPa?5.0MPa 6.4MPa 10.0MPa 15.0MPa 25.0MPa 42.0MPa 公稱壓力?PN PN6?PN10?PN16?PN20

　PN25?PN40?PN50

　PN64 PN100 PN150 PN250 PN420

　閥門公稱壓力系列

　MPa (bar) 0.05(0.5) 0.1(1.0) 0.25(2.5) 0.4(4.0) 0.6(6.0) 0.8(8.0) 1.0(10.0) 1.6(16.0) 2.0(20.0) 2.5(25.0) 4.0(40.0) 5.0(50.0) 6.3(63.3) 10.0(100.0) 15.0(150.0) 16.0(160.0) 20.0(200.0) 25.0(250.0) 28.0(280.0) 32.0(320.0) 42.0(420.0) 50.0(500.0) 63.0(630.0) 80.0(800.0) 100.0(1000.0) 125.0(1250.0) 160.0(1600.0) 200.0(2000.0) 250.0(2500.0) 335.0(3350.0)

　（適用于閥門）Metric Equivalent Charts 公稱?通徑?Size 英寸In. 1/8 1/4 3/8 1/2 3/4 1 11/4 11/2 2 21/2 3 31/2 4 毫米DN 4 6 10 15 20 25 32 40 50 65 80 90 100

　 英寸 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 26 28 30

　In. 毫米DN 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 650 700 750

　 英寸In. 32 34 36 42 48 54 60 64 72 80 84 88 96

　毫米DN 800 850 900 1050 1200 1350 1500

　 第一章 鋼制閥門主體和內(nèi)件材料 ??? 閥門的主體是指承受介質(zhì)壓力的閥體、閥蓋（或端蓋）、閘板（或閥瓣）。其中，閥體和閥蓋（端蓋）是承受介質(zhì)的承壓件，閘板（閥瓣）是控制介質(zhì)流動的控壓件。

　??? 內(nèi)件是指接觸介質(zhì)的閥桿和閘板(閥瓣)、閥座兩者的密封面。

　??? 承壓件的定義是：一旦它們失效，其所包容的介質(zhì)會釋放到大氣中的零件。因此，所用的材料必須能在規(guī)定的介質(zhì)溫度、壓力作用下達(dá)到相應(yīng)的力學(xué)性能、耐腐蝕性和良好的冷、熱加工工藝性。

　??? 大多數(shù)閥門的閥體、閥蓋（端蓋）、閘板（閥瓣）形狀比較復(fù)雜，因此采用鑄件較多，只有某些小口徑閥門根據(jù)閥類的不同或特殊工況的要求采用鍛件。

　第一節(jié) 鋼制閥門的主體材料 1、碳素鋼 ??? 碳素鋼適用于非腐蝕性介質(zhì)，在某些特定的條件下，例如某些有腐蝕性的介質(zhì)在一定范圍內(nèi)的溫度濃度條件下也可采用碳素鋼。

　碳素鋼的適用溫度范圍：-29~425℃。中石化標(biāo)準(zhǔn) SH 3064《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》規(guī)定碳素鋼制閥門的適用溫度范圍為-20~425℃，其下限定為-20℃的依據(jù)是GB 150《鋼制壓力容器》。但當(dāng)以 WCB、WCC 這兩種鋼作閥體、閥蓋、閘板（閥瓣）、支架時，這兩種鋼的適用溫度下限為-29℃。

　常用的碳素鋼鑄件和鍛件材料見表 1-1。

　?????????????????????????? 常用的碳素鋼鑄件、鍛件材料??????????????????????? 表1-1 材料狀態(tài) 國別 標(biāo)準(zhǔn)號 材料牌號 鑄件 中國 GB/T 12229 WCA WCB WCC ZG 205-415 ZG 250-485 ZG 275-485 美國 ASTM A 216 WCA WCB WCC UNS J02502 UNS J03002 UNS J02503 鍛件 中國 GB/T 699 25?? 25Mn?? 35?? 40 美國 ASTM A105 注：

　（1）表 1 中 WCA、WCB、WCC 是按美國標(biāo)準(zhǔn)表示的牌號，ZG 205-415、ZG 250-485、ZG 275-485是按 GB/T 5631 鑄鋼牌號表示方法分別對應(yīng) WCA、WCB、WCC 的牌號。UNS J02502、UNS J03002、UNS J02503 是以美國金屬與合金統(tǒng)一系統(tǒng)編號方法，分別對應(yīng) WCA、WCB、WCC 的牌號。

�。�2）表 1 中最常用的是 WCB 鋼，其標(biāo)準(zhǔn)含碳量≤0.30%，但為了獲得優(yōu)良的焊接性能和力學(xué)性能，其含碳量應(yīng)控制在 0.25%左右。

　（3）殘留元素 Cr、Ni、Mo、V、Cu 也是必須控制并達(dá)標(biāo)，其殘留元素總量應(yīng)≤1%，但有碳當(dāng)量（CE）要求時此條不適用。

　（4）當(dāng)閥門的連接端為焊連接時必須控制碳總量。ASTM A 216 補(bǔ)充要求中規(guī)定了使用于不同場合的碳素鋼鑄件碳當(dāng)量的要求。但不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其工況條件，對碳當(dāng)量的要求也不同，如 API 6D 則要求爐前分析 CE≤0.43，成品分析 CE≤0.45。同樣為了保證焊接性能API 6D 對焊接端的碳素鋼鑄件含碳量也作了規(guī)定，爐前分析 CE≤0.23%，成品分析CE≤0.25%。

�。�5）ASTM A 105 并不是我國的 25 號鋼或 25Mn 鋼，雖然其主要化學(xué)成分相當(dāng)于我國的 25Mn鋼，但 ASTM A 105 對雜質(zhì)元素 Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb 的控制以及 C、Mn 含量的關(guān)系和材料的熱處理都有控制要求。

�。�6）鍛鋼閥門是否需要進(jìn)行材料的力學(xué)性能檢測是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求決定的，對于低碳鋼只要化學(xué)成分合格，正火的熱處理工藝正確，其力學(xué)性能就一定的，不像中碳鋼和高碳鋼可以按淬火后的不同回火溫度得到不同的力學(xué)性能。對于鍛造高壓閥門如 PN16.0MPa、PN32.0MPa 或更高壓力的鍛鋼閥同設(shè)計決定采用的材料應(yīng)達(dá)到的力學(xué)性能。根據(jù)所要求的力學(xué)性能確定回火溫度以達(dá)到材料的性能符合設(shè)計要求。

　2、不銹鋼 2.1 奧氏體不銹鋼 閥門中常用的不銹鋼是奧氏體不銹鋼，適用溫度范圍很廣，低溫可用于-296℃（液氦），高溫可達(dá)到 816℃，常用的溫度范圍為-196℃（液氮）至 700℃。

　奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性、高溫抗氧化性和耐低溫性能。因此，奧氏體不銹鋼廣泛用于制作耐腐蝕閥門、高溫閥門和低溫閥門。

　??? 奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性是相對的，不是什么樣的腐蝕介質(zhì)它都能承受。金屬的腐蝕現(xiàn)象或所謂的耐腐蝕性是根據(jù)腐蝕性介質(zhì)的種類、濃度、溫度、壓力、流速等環(huán)境條件，以及金屬本身的性質(zhì)，即含有成分、加工性、熱處理等諸因素的差異而分別有不同的腐蝕狀態(tài)和腐蝕速度。例如不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，可是因為腐蝕環(huán)境或使用條件的不同，也可能發(fā)生意想不到的腐蝕破壞事故。因此，應(yīng)充分地了解腐蝕介質(zhì)和耐腐蝕材料，才能選擇合適的耐腐蝕材料。

　2.1.1 金屬的腐蝕形態(tài) 金屬的腐蝕形態(tài)可分為兩大類：均勻（全面）腐蝕和局部腐蝕，均勻（全面）腐蝕包括全面成膜腐蝕和無膜腐蝕。

�。�1）全面成膜腐蝕：腐蝕在金屬的全部或大部分面積上進(jìn)行，而且生成保護(hù)膜，具有保護(hù)性。例如：碳素鋼在稀硫酸中腐蝕很快，當(dāng)硫酸濃度大于 50%時，腐蝕率達(dá)到最大值，此后濃度再繼續(xù)增大腐蝕率反而下降。這是由于濃硫酸的強(qiáng)氧化性，在鋼鐵的表面生成一層組織致密的鈍化膜，這種鈍化膜不溶于濃硫酸，從而起到了阻礙腐蝕作用。

�。�2）無膜腐蝕：無膜全面腐蝕很危險，因為它保持一定速度全面進(jìn)行腐蝕。

　??? （3）局部腐蝕：局部腐蝕的形態(tài)有十三種，如縫隙腐蝕、脫層腐蝕、晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕等等。據(jù)調(diào)查，化工裝置中局部腐蝕約占 70%。在諸多局部腐蝕的形態(tài)中與閥門制造有關(guān)且常見的是晶間腐蝕。

　??? 一般對均勻腐蝕的程度用腐蝕率表示，但如何評價則有不同規(guī)定。

　??? 按《石油化工企業(yè)管道設(shè)計器材選用通則》規(guī)定，介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速率，管道金屬材料的耐腐蝕能力可分為下列四類：

　年腐蝕率不超過 0.05mm 的材料為充分耐腐蝕性材料；

　??? 年腐蝕率在 0.05~0.1mm 的材料為耐腐蝕性材料； ??? 年腐蝕率在 0.1~0.5mm 的材料為尚耐腐蝕性材料； ??? 年腐蝕率超過 0. 5mm 的材料為不耐腐蝕性材料。

　??? 《腐蝕數(shù)據(jù)手冊》對均勻（全面）腐蝕的耐蝕性用均勻腐蝕率來評價，見表 1-2。

　???????????????????????????? 耐蝕性能的評價??????????????????????? 表 1-2 腐蝕率，mm/a 評?? 價 <0.05 優(yōu)良 0.05~0.5 良好 0.5~1.5 可用，但腐蝕較重 >1.5 不適用，腐蝕嚴(yán)重 據(jù)《金屬防腐蝕手冊》（中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會）對金屬材料耐腐蝕性規(guī)定見表 1-3。

　????????????????????????? 金屬材料耐腐蝕性的 10 級標(biāo)準(zhǔn)??????????????? 表 1-3 耐蝕等級 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 腐蝕率，mm/a <0.001 0.001 ~ 0.005 0.005 ~ 0.01 0.01 ~ 0.05 0.05 ~ 0.1 0.1 ~ 0.5 0.5 ~ 1.0 1.0~5.0 5.0 ~ 10.0 >10 耐蝕性類別 完全耐蝕 很耐蝕 耐蝕 尚耐蝕 欠耐蝕 不耐蝕 （4）晶間腐蝕：局部地沿著結(jié)晶粒子邊界向深度方向腐蝕的形式稱晶間腐蝕。這種腐蝕，外面看不出腐蝕跡象。嚴(yán)重的晶間腐蝕可以穿過整個機(jī)體厚度。

　??? 產(chǎn)生晶間腐蝕的原因是由于沿晶粒邊界析出碳化鉻Cr23C6或FeCr化合物——稱σ相，使晶界周圍貧格，在適合的腐蝕介質(zhì)（產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)）中，就形成碳化鉻（陰極）——貧鉻區(qū)（陽級）電池，使晶界貧鉻區(qū)產(chǎn)生腐蝕。

　??? 由上述可看出晶間腐蝕是有條件的。其內(nèi)因是必須有碳化鉻或 σ 相沿晶界析出使晶界貧鉻。其外因是必須有腐蝕貧鉻區(qū)的介質(zhì)。水和一些中性溶液并不腐蝕貧鉻區(qū)，所以即使存在貧鉻區(qū)也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。如果晶界不貧鉻，即使有產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。所以產(chǎn)生晶間腐蝕的內(nèi)因、外因缺一不可。

　??? 產(chǎn)生貧鉻的原因：一是鋼水化學(xué)成分不合格，如碳高、鉻低或含鈦、鈮的不銹鋼中碳鈦比或碳鈮比不夠。二是熱處理工藝不正確或焊接或加工時加熱至碳化物析出溫度，而在900℃至 400℃冷卻速度不夠快而析出碳化物造成貧鉻。

　2.1.2 控制晶間腐蝕的方法 ??? 控制奧氏體不銹鋼晶間腐蝕有三種方法：

　??? （1）執(zhí)行正確的熱處理工藝，將鋼加熱至 1100℃水淬（急冷）使碳化物向固溶體中溶解； ??? （2）加入固定碳的元素鈦或鈮； ???? （3）采用含碳量≤0.03%的超低碳不銹鋼。

　2.1.3 晶間腐蝕檢驗 晶間腐蝕檢驗的前提是試樣的化學(xué)成分合格并經(jīng)固溶處理。晶間腐蝕檢驗用的試片是80×18×3（長×寬×厚），上下兩平面磨至 Ra0.8 的薄片，并分為敏化狀態(tài)試片和交貨產(chǎn)品狀態(tài)試片兩種。

　敏化試片：將試片在 650℃下加熱，保溫 2 小時（壓力加工件）或 1 小時（鑄件）空冷。之所以在 650℃加熱是因為奧氏體不銹鋼在 500~700℃碳化鉻最易沿晶界析出造成晶界貧鉻從而在產(chǎn)生晶間腐蝕的介質(zhì)中發(fā)生晶間腐蝕。

　交貨產(chǎn)品試片：即試片經(jīng)固溶處理，實際上是和鑄件一同處理的試樣上取下來的試片。

　判別：試片在酸中浸泡后彎曲 90°（鑄件）或 180°（鍛件）若有裂紋則不合格。不合格時鑄件要重新處理，然后再作試驗，但固溶處理的次數(shù)不得超過兩次。

　奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是很嚴(yán)重的，因此一定要按合同要求或按執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)來生產(chǎn)不銹鋼閥門。

　常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見表 1-4。

　2.1.4 奧氏體不銹鋼作高溫鋼用 高溫是指溫度超過 350℃以上，高溫用鋼是指在高溫下具有較高強(qiáng)度的鋼材。在石油化工裝置里，高溫并伴有腐蝕的場合就必須使用既耐高溫又耐腐蝕的材料。不銹鋼 18Cr—8Ni～25Cr—20Ni 的高溫強(qiáng)度高，特別是 18—8Ti～18—8Nb 等合金元素影響更為優(yōu)越。一般在沒有耐腐蝕性問題的場合，在規(guī)定范圍內(nèi)，含碳量高的不銹鋼，其高溫強(qiáng)度也高。若在 18—8鋼內(nèi)添加 Mo、Nb、Ti 等元素可強(qiáng)化基體 Nb、Ti 則形成碳化物，從而可改善高溫強(qiáng)度。具體何種牌號的不銹鋼其最高使用的溫度值，要查材料的溫壓表。

　2.2 馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼是一種鉻不銹鋼，其金相組織為馬氏體，可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，具有良好的力學(xué)性能和高溫抗氧化性。該鋼種在大氣、水和弱腐蝕介質(zhì)如加鹽水溶液、稀硝酸及某些濃度不高的有機(jī)酸，在溫度不高的情況下均有良好的耐腐蝕性。但該鋼種不耐強(qiáng)酸如硫酸、鹽酸、濃硝酸等的腐蝕，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蝕性介質(zhì)。由于鉻不銹鋼可通過熱處理強(qiáng)化，因此為了避免強(qiáng)度過高產(chǎn)生脆性，應(yīng)采用正確的熱處理工藝。如 ASTM A 217 CA15規(guī)定其最低回火溫度為 595℃。

　常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料見表 1-5。

　2.3 奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼 雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕破壞性好，適用于含氯離子環(huán)境的腐蝕，并具有較高的強(qiáng)度，常用于化肥、煉油、海上采油、海水淡化等工況條件。

　目前制造閥門主體（承壓件）的雙相不銹鋼材料大多采用美國材料，常用的奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料見表 1-6。

　3、鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼 鉻—鉬鋼和鉻—鉬—釩鋼主要用在高溫、高壓的場合，要求鋼在高溫下具有較好的抗蠕變強(qiáng)度和抗高溫氧化性，適用溫度-29~650℃，主要用于火力發(fā)電的高溫、高壓蒸汽，煉油企業(yè)的石油裂解、催化裂化、加氫等含有硫化物、氫腐蝕的石油介質(zhì)。例如催化系統(tǒng)采用5Cr—0.5Mo 鋼，加氫系統(tǒng)溫度較低的采用 1Cr—0.5Mo 鋼，溫度較高的加氫裂化、加氫脫硫煤液化等裝置中采用 2.25Cr—1Mo 鋼。

　在 Cr—Mo 鋼中需要說明的是 ZG1Cr5Mo，過去稱鑄鋼鉻 5 鉬（ZGCr5Mo）用該鋼制作的閥門習(xí)慣上都稱鉻 5 鉬閥，可是鑄鋼鉻 5 鉬這個牌號在 1999 年以前即無國家標(biāo)準(zhǔn)也無專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，長期以來各制造廠均參照前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來制訂自己的工廠標(biāo)準(zhǔn)其牌號為 ZGCr5Mo，其含碳量為0.15~0.25%，因此實際牌號應(yīng)定為 ZG2Cr5Mo。中石化在制訂 SH 3064-94《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》標(biāo)準(zhǔn)時參照 JIS G 5151 中的 SCPH61、BS 3100 中的 B5、ASTM A 217 中的 C5 及我國 GB/T 1221 中的 1Cr5Mo 的化學(xué)成分將這種材料定為 ZG1Cr5Mo，但同樣只有牌號并無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它的化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱處理規(guī)范等。70 年代末引進(jìn)裝置中這類閥門的材料為 ASTM A 217 C5，從化學(xué)成分上看相當(dāng)鑄鋼 1 鉻 5 鉬，故建議用 ASTM A 217 C5 來制造這類閥門，一直到 1999 年在制訂 JB/T 9625《鍋爐管道附件承壓鑄鋼件 技術(shù)條件》時才將 ZG1Cr5Mo 納入該標(biāo)準(zhǔn)中。

　ZG1Cr5Mo 稱 5Cr—0.5Mo 鋼，這種鋼具有良好的抗石油裂化過程介質(zhì)腐蝕的性能，對含有硫化物的熱石油介質(zhì)耐蝕性良好，具有抗氫腐蝕的能力，并有良好的熱強(qiáng)性。

　ZG1Cr5Mo 制造工藝性較差，易產(chǎn)生鑄造裂紋，焊接時熱影響區(qū)會出現(xiàn)馬氏體組織而產(chǎn)生明

　顯的脆化，所以要制訂正確的焊接工藝，焊前需進(jìn)行預(yù)熱，焊后需進(jìn)行熱處理，一般預(yù)熱溫度 300~400℃，焊后熱處理溫度 740~760℃。

　常用的鉻—鉬、鉻—鉬—釩鋼鑄件、鍛件材料見表 1-7。

　表 1-4????????????????????????????????????????????? 常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料???? 材料狀態(tài) 國別 標(biāo)準(zhǔn) 材料牌號 適 用 溫度℃ 備注 鑄件 中國 GB/T 12230 GB/T 12230-89 牌號 GB/T 12230-2005 牌號 適用溫度范圍參照HG 2063管法蘭技術(shù)條件 ZG00Cr18Ni10 ZG03Cr18Ni10 -196~425 ZG0Cr18Ni9 ZG08Cr18Ni9 -196~700 ZG0Cr18Ni9 Ti ZG08Cr18Ni9Ti ZG1Cr18Ni9Ti ZG12Cr18Ni9Ti ZG0Cr18Ni12Mo2Ti ZG08Cr18Ni12Mo2Ti ZG1Cr18Ni12Mo2Ti ZG12Cr18Ni12Mo2Ti CF3 CF3 -196~425 CF3M CF3M CF8 CF8 -196~700 CF8M CF8M CF8C CF8C 美國 ASTM A 351 ASTM 牌號 UNS 編號 適 用 溫度℃ 適用溫度范圍參照ASME B16.34 CF3 J92500 ≤425 CF3M J92800 ≤455 CF8 J92600 ≤816 a.溫度超過 538℃時，僅當(dāng) C≥0.04%時才使用 b.CL150 法蘭端閥門 適 用 溫 度≤538℃ c. 適 用 溫 度 參 照ASME B16.34 CF8M J92900 CF8C J92710 續(xù)表 1-4??????????????????????????????????????????? ?常用奧氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料???? 材 料狀態(tài) 國別 標(biāo)準(zhǔn) 材料牌號 適用溫度℃ 備注 鍛件 中國 JB/T 4728 GB/T 1220 JB/T 4728 牌號 GB/T 1220 牌號

　00Cr19Ni10 00Cr19Ni10 -196~425 00Cr17Ni14Mo2 00Cr17Ni14Mo2 -196~700 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni10Ti

　0Cr18Ni11Nb

　1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 0Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2

　0Cr18Ni12Mo2Ti

　1Cr18Ni12Mo2Ti 美國 ASTM A 182 ASTM 牌號 UNS 編號 適用溫度℃ a.F304、F316 當(dāng)溫度超過 538℃時，僅當(dāng)C≥0.04%時才使用，且對于 CL150 法蘭端閥門適用溫度≤538℃ b. 適 用 溫 度 參 照ASME B16.34 F304 S30400 ≤816 F316 S31600 F304L S30403 ≤425 F316L S31603 ≤450 F321 S32100 ≤528 F347 S34700 表 1-5????????????????????????????????????????????????? 常用馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件材料?????? 材 料 狀態(tài) 國 別 標(biāo) 準(zhǔn) 材 料 牌 號 適用溫度℃ 備??? 注 鑄件 中 國 GB/T 2100 ZG1Cr13 -45~350 按 JIS 8243 許用應(yīng)力表溫度范圍確定 ZG2Cr13

　 美 國 ASTM A 217 ASTM 牌號 UNS 編號 -29~649 CA15 J91150 按 ASME 許用應(yīng)力表確定 ASTM A 743 CA40 J91153

　棒 材 中 國 GB/T 1220 1Cr13

　2Cr13 鍛 件 美 國 ASTM A182 ASTM 牌號 UNS 編號 適用溫度℃ F6a S41000 -29~649 按 ASME 許用應(yīng)力表確定 棒 材 ASTM A 276 410 S41000 420 S42000

　表 1-6????????????????????????????????????????????????? 常用奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼鑄件、鍛件材料?????????? ?????? ? 材 料 狀態(tài) 國 別 標(biāo)? 準(zhǔn) 材 料 牌 號 適 用 溫度℃ 備???? 注 鑄 件 美 國 ASTM A 995 CD4MCu ≤315

　ASTM A 890 4A 鍛 件 ASTM A 182 ASTM 牌號 UNS 編號 F51 UNS S 31803 F53 UNS S 32750 F55 UNS S 32760 ≤400 表 1-7??????????????????????????????????????????????????? 常用鉻-鉬鋼、鉻鉬釩鋼鑄件、鍛件材料??????????????? 材 料國別 標(biāo)準(zhǔn) 材料牌號 適用溫度℃ 備注

　狀態(tài) 鑄件 中國 JB/T 9625 ZG20CrMo ≤510

　ZG20CrMoV ≤540 ZG15Cr1Mo1V ≤570 ZG1Cr5Mo ≤550 JB/T 5263 WC6 ≤593 （≤1100°F）

　鑄件回火溫度應(yīng)不低于595℃ WC9 鑄件回火溫度應(yīng)不低于675℃ C12A ≤648 （≤1200°F）

　鑄件回火溫度應(yīng)不低于730℃ 美國 ASTM A 217 ASTM 牌號 UNS 編號 適用溫度℃ CL150 法蘭端閥門適用溫度≤538℃，其中 WC6、WC9、C5、C12 僅使用經(jīng)正火和回火的材料。

　日本電力標(biāo)準(zhǔn) E101 規(guī)定1Cr-0.5Mo(WC6) ，2.5Cr-01Mo(WC9) 最 高 使用溫度為 593℃，另 WC6、WC9 在高于 566℃溫度區(qū)域使用時要考慮發(fā)生過氧化作用即生成氧化皮的可能性。

　WC6 J12072 -29~648（-20~1200°F）

　WC9 J21890 C5 J42045 C12 J82090 C12A J84090 鍛件 中國 JB/T 9626 15CrMo ≤550

　1Cr5Mo ≤570 12Cr1MoV 15Cr1Mo1V 美國 ASTM A182 ASTM 牌號 UNS 編號 適用溫度℃ CL150 法蘭端閥門適用溫度≤538℃，其中 F11 僅使用經(jīng)正火和回火的材料 F11 Class1 K11597 -29~593（-20~1100°F）

　F22 Class1 K21590 F5 K41545 -29~648（-20~1200°F）

　F9 K90941 F91 K90901 F92 K92460 4、低溫鋼 ?? 一般低溫指小于-29～-196℃范圍內(nèi)，小于-196～-269℃為超低溫范圍。石化企業(yè)規(guī)定低于-20℃就算低溫。一般碳素鋼、低合金鋼、鐵素體鋼在低溫下韌性急劇下降，脆性上升，這種現(xiàn)象稱材料的冷脆現(xiàn)象。為了保證材料的使用性能，不僅要求材料在常溫時有足夠的強(qiáng)度、韌性、加工性能以及良好的焊接性能，而且要求材料在低溫下也具有抗脆化的能力。另外材料在低溫時會發(fā)生收縮，各個零件收縮率不同是致使某些密封部位發(fā)生泄漏的原因。此外，奧氏體不銹鋼在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時，部分奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體而引起體積變化導(dǎo)致閥門泄漏也是一個重要原因。因此，要研究閥門各部位零件的材料、結(jié)構(gòu)特點以防止低溫時產(chǎn)生

　間隙而泄漏。

　4.1 常用氣體的液化溫度 幾種常用氣體的液化溫度（一個大氣壓下的沸點）見表 1-8 表 1-8????????????????????????????? 常用氣體的液化溫度 液化氣體 沸點℃ 液化氣體 沸點℃ 氨 -33.4 液化天然氣 -161.2 丙??? 烷 -45 甲??? 烷 -162 丙??? 烯 -47.7 氧 -183 硫化碳酰 -50 氬 -186 硫化氫 -59.5 氟 -187 二氧化碳 -78.5 氮 -195.8 乙??? 炔 -84 氖 -246 乙??? 烷 -83.3 氘 -249.6 乙??? 烯 -104 氫 -252.8 氪 -151 氦 -269 4.2 美國標(biāo)準(zhǔn)的低溫鑄鋼、鍛鋼 適用于低溫下的鋼材要求在低溫下有足夠的韌性，衡量其韌性的指標(biāo)是在低溫下的沖擊能量，不同類型（或牌號）的低溫鋼適用于不同的低溫溫度。低溫閥門按適用的溫度劃分，分為-46℃、-70℃、-101℃、-196℃四個等級，不同溫度等級的閥門所選用的鋼材必須在其所適用的溫度下達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的沖擊能量才是安全可靠的。

　4.2.1? 美國標(biāo)準(zhǔn)的低溫鑄鋼（鑄件）

　美國低溫鑄鋼采用的標(biāo)準(zhǔn)是 ASTM A 352《低溫受壓零件用鐵素體和馬氏體鑄件技術(shù)規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料牌號、適用溫度及沖擊能量要求見表 1-8 和表 1-9。

　表 1-8????????????????????????? 低溫鑄鋼件材料牌號和適用溫度 類型 C C C-Mn C-Mo 2.5Ni C-Cr-Mo 3.5Ni 4.5Ni 9Ni Cr-Ni-Mo 牌號 LCA LCB LCC LC1 LC2 LC2-1 LC3 LC4 LC9 CA6NM 適 用 溫度℃ -32 -46 -46 -59 -73 -73 -101 -115 -196 -73 表 1-9???????????????????? 低溫鑄鋼件材料夏比 V 型切口沖擊能量要求 牌號 LCA LCB LCC LC1 LC2 LC2－1 LC3 LC4 LC9 CA6NM 試驗溫度℃ -32 -46 -46 -59 -73 -73 -101 -115 -196 -73 兩個試樣的最小值和三個試樣的最小平均值 英 尺 每 磅（焦耳）

　13 （18）

　13 （18）

　15 （20）

　13 （18）

　15 （20）

　30 （41）

　15（20）

　15 （20）

　20 （27）

　20 （27）

　單個試樣最小值 英 尺 每 磅（焦耳）

　10 （14）

　10 （14）

　12 （16）

　10 （14）

　12 （16）

　25 （34）

　12 （16）

　12 （16）

　15 （20）

　15 （20）

　ASTM A 352 中共有十個低溫鑄鋼牌號，其中最常用的三個牌號分別是用于-46℃的 LCB、LCC，

　用于的-101℃的 LC3。對于低于-101℃以下至-196℃的工況條件下一般采用奧氏體鋼鑄件，如 CF8、CF8M，其低溫沖擊能量要求在 JB/T 7749《低溫閥門技術(shù)條件》中規(guī)定，在試驗溫度為-196℃條件下夏比 V 型切口沖擊能量三個試樣最小平均值為 20~27 牛頓每米（焦耳），三個試樣中一個試樣的最小值為 10~20 牛頓每米（焦耳）。

　4.2.2 美國標(biāo)準(zhǔn)的低溫鍛鋼（鍛件）材料 ??? 美國低溫鍛鋼采用的標(biāo)準(zhǔn)是 ASTM A 350《要求進(jìn)行缺口韌性試驗的管道部件用碳素鋼與低合金鋼鍛件技術(shù)規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料牌號，適用溫度及沖擊能量要求見表 1-10。

　表 1-10???????????? 低溫鍛件材料牌號適用溫度、夏比 V 型切口沖擊能量???? 牌? 號 LF1 LF2 LF3 LF5 LF6 LF9 LF787 適用溫度℃ -29 -46 -101 -59 -51 -73 -73 試驗溫度℃ -29 -46 -101 -59 -51 -73 -73 三個試樣的最小平均沖擊能量 英尺每磅（焦耳）

　13 （18）

　15 （20）

　15 （20）

　15 （20）

　15 （20）

　13 （18）

　15 （20）

　單個試樣的最小平均值 英尺每磅（焦耳）

　10 （14）

　12 （16）

　12 （16）

　12 （16）

　12 （16）

　10 （14）

　12 （16）

　ASTM A 350 中共有七個低溫鍛鋼牌號，其中兩個最常用的牌號分別是用于-46℃的 LF2 和用于-101℃的 LF3。對于-101℃以下至-196℃工況條件下一般采用奧氏體鋼鍛件，如 F304、F316。

　4.3 中國低溫閥門用的低溫鋼鑄件和鍛件材料 我國低溫鑄鋼（鑄件）材料采用的標(biāo)準(zhǔn)是 JB/T 7248《閥門用低溫鋼鑄件技術(shù)條件》，該標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了 LCB、LC1、LC2、LC3 四個牌號，等同采用 ASTM A 352 中相應(yīng)牌號與要求。至于低溫鋼鍛件目前尚無閥用低溫鋼鍛件的標(biāo)準(zhǔn)，因此鍛造的低溫閥門其材料可直接采用ASTM A 350 中的材料及技術(shù)要求。

　4.4 低溫沖擊試驗 由于鋼材在低溫下韌性降低，特別是用鐵素體鋼如 LCA、LCB、LCC、LC3 等制造的低溫閥門承壓件，在低溫下有明顯的低溫脆性，若在低溫下使用，必須達(dá)到一定的韌性指標(biāo)才能使用。因此，這些材料要進(jìn)行最低使用溫度下的沖擊試驗，其試驗方法按 GB/T 4159《金屬低溫夏比沖擊試驗方法》或 ISO 148《鋼-夏比沖擊試驗（V 型切口）》或 ASTM A 370《鋼制品機(jī)械測試的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和定義》的規(guī)定。有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如 API 6D）所有用于設(shè)計溫度低于-29℃的碳鋼、低合金鋼承壓部件都應(yīng)按 ISO 148 或 ASTM A 370 進(jìn)行 V 型切口的沖擊試驗。

　4.5 深冷處理 深冷處理是減少材料由于溫差和在低溫下金相組織改變而產(chǎn)生變形，從而提高閥門在低溫時的密封性能的一種處理方法。深冷處理的方法是將被處理的零件放入冷卻介質(zhì)中保溫一定時間，然后取出，當(dāng)零件溫度升至室溫后再重復(fù)進(jìn)行一次處理。一般用于-101℃以下的閥門，主要零件在精加工前（如密封面研磨前）對閥體、閥蓋、閘板（閥瓣）、閥桿、緊固件等進(jìn)行低于工作溫度下的深冷處理。對用于-101℃以上的低溫閥門，當(dāng)合同規(guī)定要作深冷處理時則也應(yīng)按要求作深冷處理。

　第二節(jié) 鋼制閥門的內(nèi)件材料 內(nèi)件主要是指閥門關(guān)閉件的密封面和閥桿、襯套（上密封座），在國外常以 trim 表示內(nèi)件。

　內(nèi)件材料的選用原則是根據(jù)主體材料的情況、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點以及零件所起的作用、受力情況綜合考慮的。對于常規(guī)的通用閥門在標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了內(nèi)件材料或規(guī)定了幾種材料由設(shè)計者根據(jù)具體情況選用。對于一些有特殊要求的閥門，如高溫、高壓、介質(zhì)有腐蝕等工況條件，

　則需按工況條件選擇內(nèi)件材料。

　1、關(guān)閉件密封面材料 關(guān)閉件即閘板（閥瓣）、閥座。關(guān)閉件的密封面是閥門的主要工作面之一，材料選擇是否合理以及它的質(zhì)量狀況直接影響閥門的功能和使用壽命。

　1.1 關(guān)閉件密封面的工作條件 由于閥門用途十分廣泛，因此閥門密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓，溫度可以從-269℃到 816℃，有些工作溫度可達(dá) 1200℃，工作介質(zhì)從非腐蝕介質(zhì)到各種酸堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。從密封面的受力情況來看，它受擠壓和剪切。從磨擦學(xué)的角度來看，有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應(yīng)的密封面材料。

�。�1）磨粒磨損 磨粒磨損是指粗糙的硬表面在軟表面上滑動時出現(xiàn)的磨損。硬材料壓入較軟的材料表面，在接觸表面就會劃出一條微小的溝槽，此溝槽所脫落的材料以碎屑或疏松粒子的形式被推離物體的表面。

�。�2）腐蝕磨損 金屬表面腐蝕時產(chǎn)生一層氧化物，這層氧化物通常覆蓋在受到腐蝕作用的部位上，這樣就能減慢對金屬的進(jìn)一步腐蝕。但是，如果發(fā)生滑動的話，就會清除掉表面的氧化物，使裸露出來的金屬表面受到進(jìn)一步的腐蝕。

�。�3）表面疲勞磨損 反復(fù)循環(huán)加載和卸載會使表面或表面下層產(chǎn)生疲勞裂紋，在表面形成碎片和凹坑，最終導(dǎo)致表面的破壞。

�。�4）沖蝕 材料的損環(huán)是由銳利的粒子沖撞物體而產(chǎn)生的，它與磨粒磨損相似，但表面很粗糙。

�。�5）擦傷 擦傷是指密封面相對運(yùn)動的過程中，材料因摩擦引起的破壞。

　1.2 對密封面材料的要求 理想的密封面要耐腐蝕、抗沖蝕、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抗熱疲勞性、密封面與本體有相近的線膨脹系數(shù)、有良好的焊接性能與加工性能。

　上述的這些對密封面材料的要求只是個理想狀態(tài)，不可能有這樣十全十美的材料。因此，選材要視具體情況解決主要矛盾。

　1.3 密封面材料的種類 常用的密封面材料分為兩大類：軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料。軟質(zhì)材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。硬質(zhì)材料為各種金屬和合金。

　1.3.1 軟質(zhì)材料 通用閥門密封面常用的軟質(zhì)材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。見表 2-1 表 2-1???????????????? ????????????通用閥門密封面常用的軟質(zhì)材料 序號 名??? 稱 代? 號 適用溫度℃ 適 用 介 質(zhì) 1 天然橡膠 NR -50~80 鹽類、鹽酸、金屬涂層溶液、水、濕氯氣 2 氯丁橡膠 CR -40~80 動物油、植物油、無機(jī)潤滑油、及 PH 值變化很大的腐蝕性泥漿 3 丁基橡膠 IIR -30~100 抗腐蝕、抗磨損、耐絕大多數(shù)無機(jī)酸和酸液 4 丁腈橡膠 NBR -30~90 水、油品、廢液等 5 乙丙橡膠 （三元乙丙橡膠）

　EPDM （EPM）

　-40~120 鹽水、40%硼水、5%～15%硝酸及氯化鈉等

　6 氯磺化聚乙烯合成橡膠 CSM -20~100 耐酸性好 7 硅橡膠 SI -70~200 耐高溫、低溫、電絕緣性好、化學(xué)惰性大 8 氟橡膠 FPM （Viton）

　-23~200 耐介質(zhì)腐蝕優(yōu)于其它橡膠，抗輻射、耐酸 9 聚四氟乙烯 PTFE （TFE）

　-196~200 耐熱、耐寒性優(yōu)，耐一般化學(xué)藥品溶劑和幾乎所有液體 10 可熔性聚四氟乙烯 PFA Fs-4100 ≤180 多種濃度硫酸，氫氟酸、王水，高溫濃硝酸，各種有機(jī)酸，強(qiáng)堿等 11 聚全氟乙丙烯 FEP （F46）

　≤150 高溫下有極好的耐化學(xué)性、耐陽光、耐侯性 12 聚偏氟乙烯 PVDF (F2)

　耐化學(xué)性能很好,耐陽光和耐候性極好是強(qiáng)度最高和最硬的氟塑料 13 聚三氟氯乙烯 PCTFE (F3) ≤190 耐化學(xué)性能很好,耐陽光和耐候性極好,可在 198℃下連續(xù)使用，強(qiáng)度和硬度比 F46 和PTFE 高 14 聚烯烴 PO ≤100

　15 聚丙烯 PP -15~110 耐化學(xué)性能和耐應(yīng)力開裂性能極好,耐候性差 16 聚二醚酮 PEEK -46~300

　17 對位聚苯 PPl ≤300 基本同聚四氟乙烯 18 尼龍（聚酰胺）

　NYLON ≤80 耐堿、氨 注：（1）表中的適用溫度是推薦性的安全使用溫度,根據(jù)密封面結(jié)構(gòu)和受力的不同適用溫度也不盡相同。

�。�2）表中的適用溫度范圍是這類產(chǎn)品的一般范圍，每種產(chǎn)品都有多種牌號，適用溫度也不盡相同。此外，使用場合不同推薦的使用溫度范圍也不同。

�。�3）表中的名稱是這類材料的統(tǒng)稱，每種都有幾個牌號，性能也不一樣，如尼龍就有尼龍1010、尼龍 6、尼龍 66 等等。丁腈橡膠有丁腈 18、丁腈 26、丁腈 40 等，選用時要注意不同牌號的性能。

�。�4）氟塑料具有冷流傾向，即應(yīng)力達(dá)到一定值時開始流動，例如聚四氟乙烯如果在結(jié)構(gòu)上沒有考慮保護(hù)措施，在一定應(yīng)力下即會流動、失效。

�。�5）表中的推薦適用的介質(zhì)范圍也是攏統(tǒng)的，應(yīng)用時要查這些材料與某種介質(zhì)的相容性數(shù)據(jù)。

　1.3.2 硬質(zhì)材料 硬質(zhì)材料的密封面主要是各種金屬如銅合金、不銹鋼、硬質(zhì)合金等。

　1.3.2.1 銅合金 JB/T 5300《通用閥門材料》中規(guī)定的灰鑄鐵閥、可鍛鑄鐵閥，球墨鑄鋼閥的銅合金密封面材料牌號有：鑄鋁黃銅 ZCuZn25Al6Fe3Mn3、鑄錳黃銅 ZCuZn38Mn2Pb2、鑄鋁青銅 ZCuAl9Mn2、ZCuAl9Fe4Ni4Mn2，當(dāng)然還有其它牌號如 H62、巴氏合金（ZChPbSb16-16-2 鉛銻軸承合金）等。銅合金在水或蒸汽中的耐腐蝕性和耐磨性都較好，但強(qiáng)度低，不耐氨和氨水腐蝕，適用介質(zhì)溫度≤250℃。但巴氏合金耐氨及氨水腐蝕、熔點低，強(qiáng)度低，適用于溫度≤70℃，PN1.6MPa 氨閥。

　1.3.2.2 鉻不銹鋼 鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性，常用于水、蒸汽、油品等非腐蝕性介質(zhì)，溫度-29~425℃的碳

　素鋼閥門。但鉻不銹鋼耐擦傷性能較差，特別是在大比壓的情況下使用很易擦傷。試驗表明比壓在20MPa下耐擦傷較好。對于高壓小口徑閥門常采用棒材或鍛件其牌號為1Cr13、2Cr13、3Cr13 制作的整體閥瓣，密封面經(jīng)表面淬火（或整體淬火），其硬度值對 2Cr13 HRC41～47、3Cr13 HRC 46～52 為宜。國外標(biāo)準(zhǔn)中，如 API 600 、BS 1873 中對 Cr13 型密封面的硬度要求為最小 HB 250 硬度差至少 HB 50，材料牌號為 ASTM A 182 F6a。對于大口徑閥門其密封面往往采用堆焊下面介紹幾種堆焊焊條。

�、� D507 符合 GB EDCr-A1-15? 堆焊金屬為 1 鉻 13 半鐵素體高鉻鋼。焊層有空淬特性，一般不需熱處理，硬度均勻，亦可在 750～800℃退火軟化。當(dāng)加熱至 900～1000℃空冷或油淬后可重新硬化。焊前須將工件預(yù)熱至 300℃以上（也有資料介紹不需預(yù)熱《閥門堆焊技術(shù)》），焊后空冷 HRC≥40。焊后如進(jìn)行不同熱處理可獲得相應(yīng)硬度。

�、� D507Mo? 符合 GB EDCrA2-15 堆焊金屬為 1 鉻 13 半鐵素體高鉻鋼，有空淬特性，焊前不預(yù)熱，焊后不處理，焊后空冷 HRC≥37。

�、� D577 鉻錳型閥門，堆焊焊條符合 GB EDCrMn-C-15，焊前不預(yù)熱，焊后不處理，抗裂性好，HRC≥28，與堆 507 鉬配合使用。

　說明：（1）D507Mo 和 D577 兩種焊條是為了代替 Cr13 型焊條，堆焊有硬度差的閥門密封面而配套研制的。D507Mo 堆焊金屬硬度較高，用于閘板；D577 堆焊金屬硬度較低，用于堆焊閥體或閥座密封面。兩者組成的密封面可獲得良好的抗擦傷性能。

�。�2）堆焊層的高度加工后應(yīng)在 5mm 以上，以保證硬度和成份穩(wěn)定。

　（3）堆焊要按焊接工藝規(guī)定操作，焊接電流不可過大以防止焊條成份發(fā)生變化影響焊接質(zhì)量。

　1.3.2.3 硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金中最常用的是鈷基硬質(zhì)合金也稱鈷鉻鎢硬質(zhì)合金。它的特點是耐腐蝕、耐磨、抗擦傷，特別是紅硬性好，即在高溫下也能保持足夠的硬度，此外加工工藝性適中，其許用比壓80～100MPa，國外資料介紹 155MPa。適用溫度范圍-196℃～650℃，特殊場合可達(dá) 816℃。但是，它在硫酸、高溫鹽酸中不耐腐蝕。在一些氯化物中也不耐腐蝕。

　常用牌號：STELLITE N0.6? 符合 AWS ECoCr-A 、GB EDCoCr-A-03，也相當(dāng) D802，焊前根據(jù)工件大小進(jìn)行 250～400℃預(yù)熱，焊時控制層間溫度 250℃，焊后 600～750℃保溫 1～2 小時后隨爐緩冷或?qū)⒐ぜ�置于干燥和預(yù)熱的沙缸或草灰中緩冷。

　其它牌號還有 STELLITE N0.12? 符合 AWS ECoCr-B 、GB EDCr-B-03，也相當(dāng) D812，焊后其硬度 HRC≥41。

　以上兩種是鈷基硬質(zhì)合金電焊條。鈷基硬質(zhì)合金還有焊絲，可以進(jìn)行氧—乙炔堆焊或鎢極氬弧焊，牌號：STELLITE N0.6 焊絲符合 AWS：RCoCr-A 也相當(dāng) HS 111 ，常溫硬度 HRC 40～46；STELLITE N0.12 符合 AWS：RCoCr-B 也相當(dāng) HS 112 ，常溫硬度 HRC 45～50。

　硬質(zhì)合金（鈷基）焊接都要對工件預(yù)熱，焊時控制層間溫度焊后處理，要根據(jù)焊接工藝或焊條說明書施焊。

　1.3.2.4 等離子噴焊密封面 等離子噴焊用的是合金粉末，類型有鐵基合金粉末、鎳基合金粉末和鈷基合金粉末。噴粉有許多優(yōu)點，省材料、質(zhì)量好，但需要設(shè)備投資。

　1.3.2.5 表面處理后作密封面 有些閥類的關(guān)閉件不能堆焊，如球閥的球體。如果是 Cr 不銹鋼制的球體可通過熱處理來提高表面硬度，如果是奧氏體鋼制作的球體由于其表面很軟就要用表面處理的方法來提高表面硬度，在提高硬度的同時還要考慮處理后表面的耐蝕性。

　常用的表面處理辦法有：鍍硬鉻、化學(xué)鍍鎳、鍍鎳磷合金、氮化、多元復(fù)合氮化、噴涂等。

　1.3.2.6 不銹鋼密封面

　不銹鋼密封面大多為以本體材料作密封面，即 304 或 CF8 的閥體在其上直接作出密封面，除了 304、CF8 外還有 316、CF8M、304L、CF3、316L、CF3M、FA20、CN7M 等。

　1.3.2.7 其它密封面材料 其它密封面材料見表 2-2 。

　表 2-2??????????????????????????????? 其它密封面材料 材??? 料 適用溫度℃ 硬? 度 HRC 適用介質(zhì) K-蒙乃爾（CuFeAlNi）

　-240～482 27～35 堿鹽、食品稀酸、氯化物 S-蒙乃爾（CuMnSiNi）

　-240～482 30～38 649℃時 HRC 35 同上 哈氏合金 B ≤371 14 鹽酸、濕 HCl 氣、硫酸、磷酸 哈氏合金 C ≤538 23 強(qiáng)氧化性介質(zhì)、鹽酸、氯化物 20 號合金 -45.6～316

　氧化性介質(zhì)、各種濃度硫酸 17-4PH -40～425 40～45 有輕微腐蝕沖蝕場合 440C（11Cr17）

　-29～425 50～60 非腐蝕性介質(zhì) 1.4 閥門密封面焊接材料牌號和使用范圍 閥門密封面的材料根據(jù)其焊接的方法不同，可用電焊條、焊絲、噴焊粉末對閥門密封面進(jìn)行堆焊各種焊接材料，見表 2-3。

　表 2-3 型號 牌號 標(biāo)準(zhǔn) 焊層硬度 HRC 加工后凈高度 mm 應(yīng)用范圍 焊接方法 EDCr-A1-03 D502 GB/T 984 ≥40 通用閥門 ≥3 電站閥門 ≥4 PN≤20MPa t≤450℃ 手工電弧焊 EDCr-A1-15 D507 EDCr-A2-15 D507Mo ≥37 PN≤20MPa t≤510℃ EDCr-B-03 D512 ≥45 PN≤30MPa t≤450℃ EDCrMn-C-15 D577 ≥28 PN≤20MPa t≤510℃ EDCrNi-A-15 D547 HB270～320 PN≤30MPa t≤570℃ EDCrNi-B-15 D547Mo ≥37 PN≤35MPa t≤600℃ EDCoCr-A-03 D802 STELLITEN0.6 GB/T 984 相當(dāng) AWS ECoCr-A ≥40 通用閥門 ≥2 電站閥門 ≥4 PN≤60MPa t≤670℃ EDCoCr-B-03 D812 STELLITENO.12 GB/T 984 相當(dāng) AWS ECoCr-B ≥44 鈷基 焊絲 HS111 （Co106）

　相當(dāng) AWS RCoCr-A 40～46 ≥2 手工氬弧焊或手工氧乙炔焊 HS112 (Co104) 相當(dāng) AWS RCoCr-B 45～50 PN≤80MPa t≤670℃

　鈷基 粉末 PT2101 GB/T 7744 40～45 PN≤60MPa t≤700℃ 等離子弧焊 PT2103 45～50 鎳基 粉末 PT1101 40～45 PT1102 45～50 鐵基 粉末 PT3108 40～50 PN≤25MPa t≤450℃ PT3109 36～45 2、閥桿與閘板（閥瓣）、閥座的材料組合 閥桿材料與閘板（閥瓣）、閥座的密封面材料定義為內(nèi)件（trim）材料。常用的內(nèi)件材料組合見表 2-4，API 600《石油和天然氣工業(yè)用閥蓋螺栓連接的鋼制閘閥》規(guī)定的內(nèi)件材料組合見表 2-5。

　表 2-4?????????????????????????? 常用的內(nèi)件材料組合 閥桿材料 密封面材料 閥桿材料 密封面材料 13Cr 13Cr/13Cr 321 321/321 13Cr 13Cr/STL 321 321/STL 13Cr STL/STL 321 STL/STL 13Cr 13Cr/ Monel 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti/1Cr18Ni9Ti 17-4PH STL/STL 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti/STL 17-4PH 17-4PH/17-4PH 1Cr18Ni9Ti STL/STL Monel Monel/ Monel 1Cr18Ni12Mo2Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti/1Cr18Ni12Mo2Ti 304 304/304 1Cr18Ni12Mo2Ti 1 Cr18Ni12Mo2Ti/STL 304 304/STL 1Cr18Ni12Mo2Ti STL/STL 304 STL/STL 20 號合金 20 號合金/20 號合金 316 316/316 Hastelloy B Hastelloy B/ Hastelloy B 316 316/STL Hastelloy C Hastelloy C/ Hastelloy C 316 STL/STL F51 F51/ F51 304L 304L/304L F51 F51/STL 304L 304L/STL 38CrMoALA STL/STL 304L STL/STL 25Cr2Mo1V A STL/STL 316L 316L/316L 4Cr10Si2Mo STL/STL 316L 316L/STL 4Cr14Ni14W2Mo STL/STL 316L STL/STL Inconel Inconel/ Inconel 注：（1）表中所列的材料組合僅是各種材料組合中的一部分，根據(jù)工況條件的不同應(yīng)以使用條件為依據(jù)來先材，或根據(jù)合同要求確定。

　（2）表中 13Cr 表示 Cr13 系不銹鋼，如 1Cr13、2Cr13 等。

�。�3）STL 即 STELLITE（硬質(zhì)合金如鈷基硬質(zhì)合金等）。

�。�4）Monel 即蒙耐爾合金，Hastelloy 即哈氏合金。Inconel 即因科鎳爾合金。

�。�5）用斜杠分開的兩種材料，閥座密封面材料可選用兩種材料之一，閘板（閥瓣）密封面材料為另一種。

　表 2-5???????????????????????? ?API 600 規(guī)定的內(nèi)件材料組合 閥桿材料類型 硬度 HB 密封面 密封件號 材料類型 硬度

　13Cr 200～275 1 13Cr ≥HB250 4 13Cr ≥HB750 5 或 5A HF ≥HB350 6 13Cr/NiCu ≥HB750/≥HB175 7 13Cr/13Cr ≥HB250/≥HB750 8～8A 13Cr/ HF ≥HB250/≥HB350 18Cr-8Ni 不規(guī)定 2 18Cr-8Ni 不規(guī)定 25Cr-20Ni 3 25Cr-20Ni 鎳銅合金 9 鎳銅合金 11 或 11A 鎳銅合金/ HF 不規(guī)定/≥HB350 18Cr-8Ni-Mo 10 18Cr-8Ni-Mo 不規(guī)定 12 或 12A 18Cr-8Ni-Mo/ HF 不規(guī)定/≥HB350 19Cr-29Ni 13 19Cr-29Ni 不規(guī)定 14 或 14A 19Cr-29Ni/ HF 不規(guī)定/≥HB350 注：（1）閥桿材料應(yīng)使用鍛件。

　?? （2）13 Cr 類型材料不應(yīng)使用易切削鋼。

　???? （3）密封件號 1 的密封副硬度差≥HB50。

　???? （4）密封件號 1 和 4 至 8A 的上密封套表面硬度≥HB250。

　???? （5）HF 為 CoCr 或 NiCr，合金詞尾 A 適用于 NiCr 合金。

　???? （6）表中斜杠分開的兩種材料，閥座密封面可選用兩種材料之一，閘板密封面為另一種材料。

　第三節(jié)? 焊接材料 焊接主要應(yīng)用于閥門密封面的堆焊，鑄件缺陷的補(bǔ)焊和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求焊接的地方。焊接材料的選用與其工藝方法有關(guān)，手工電弧焊、等離子噴焊、埋弧自動焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，所用的材料各不相同。我們這里只介紹最普遍最常用的焊接方法——手工電弧焊所用的各種材料。密封面堆焊材料在第二節(jié)內(nèi)件材料中已有介紹，本章重點介紹鑄件補(bǔ)焊，結(jié)構(gòu)焊的手工電弧焊所用的各種電焊條。

　1、對焊工的要求 焊工應(yīng)通過中華人民共和國勞動人事部制訂的《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》基本知識與操作考試，持有合格證，并在有效期內(nèi)亦可從事焊接作業(yè)。

　閥門屬于壓力容器，焊工的技術(shù)水平和焊接工藝直接影響產(chǎn)品質(zhì)量以及安全生產(chǎn)，所以對焊工嚴(yán)格要求是十分重要的，在閥門生產(chǎn)企業(yè)中焊接是個特殊工序，特殊工序就要有特殊的手段，包括人員、設(shè)備、材料的管理和控制等。

　2、對焊條的保管要求 （1）注意環(huán)境濕度防止焊條受潮，要求空氣中的相對濕度＜60%，并離開地面與墻壁一定距離（約 30cm）。

�。�2）分清焊條型號，規(guī)格不能混淆。

　（3）運(yùn)輸 堆放過程應(yīng)注意不要損傷藥皮。特別對不銹鋼焊條、鑄鐵焊條等更要小心。

　3、閥門產(chǎn)品上用于鑄件補(bǔ)焊、結(jié)構(gòu)焊常用的焊條 閥門產(chǎn)品上用于鑄件補(bǔ)焊、結(jié)構(gòu)焊常用的焊條牌號見表 3-1。

　表 3-1???????????????????????????????? 常 用 焊 條 牌號????????????????????????????? 類? 別 牌? 號 型? 號 AWS 標(biāo)? 準(zhǔn)

　碳鋼焊條 J422 J502 E4303 E5003

　GB/T 5117 J507 *CHE508-1 E5015 E5018-1 E7015 E7018-1 不銹鋼焊條 R507 A102 A132 A002 A202 A212 A022 A302 A402 鉻 202 E1-5MoV-15 E0-19-10-16 E0-19-10Nb-16 E00-19-10-16 E0-18-12Mo2-16 E0-18-12MoNb-16 E00-18-12Mo2-16 E1-23-13-16 E2-26-21-16 E1-13-16 E502-15 E308-16 E347-16 E308L-16 E316-16 E318-16 E316L-16 E309-16 E310-16 E410-16 GB/T 983 低合金耐熱鋼焊? 條 R337 E5515-B2-VNb

　 R107 R307 R407 E5015-A1 E5515-B2 E6015-B3 E7015-A1 E8015-B2 E9015-B3 GB/T 5118 低合鋼焊條 溫 707Ni E5515-C1

　GB/T 5118 溫 907Ni E5515-C2 E8015-C2 溫 107Ni E7015-G

　Monel 焊條 R-M3NiCu7

　ERNiCu-7

　不銹鋼焊絲

　H0Cr20Ni10Ti H0Cr21Ni10 H0Cr19Ni12Mo2 H00Cr21Ni10 H00Cr19Ni12Mo2

　GB/T 4241 * CHE 508-1 相當(dāng)于國內(nèi)焊條廠牌號 GB E5018-1。

　4、承壓鑄件補(bǔ)焊用焊條 （1）基體材料為 WCB、WCC 采用 GB/T 5117? J502（型號 E5003）或 J507（型號 E5015）。

　（2）基體材料為奧氏體不銹鋼類，焊條選用見表 3-2。

�。�3）基體材料為低合金耐熱鋼類，焊條選用見表 3-3。

�。�4）基體材料為低溫鋼類，焊條選用見表 3-4。

　表 3-2??????????????????????? 奧 氏 體 不 銹 鋼 承 壓 鑄 件 補(bǔ) 焊 焊 條 選用?????????????????? 基體材料 鑄件熱處理后和試壓滲漏的 補(bǔ)焊焊條 鑄件熱處理前或鑄件外表面一般缺陷的補(bǔ)焊焊條 牌號 型? 號 牌號 型? 號 CF8????????????? ZG0Cr18Ni9 ZG0Cr18Ni9Ti???? ZG1Cr18Ni9Ti A132 E019-10Nb-16 A102 A132 E0-19-10-16 E019-10Nb-16 CF3???? ZG00Cr18Ni10 A002 E00-19-10-16 A002 E00-19-10-16 CF8M?? ZG0Cr18Ni12Mo2Ti A212 E0-18-12Mo2Nb-16 A202 E0-18-12Mo2-16

　A212 E0-18-12Mo2Nb-16 CF3M A022 E00-18-12Mo2-16 A022 E00-18-12Mo2-16 表 3-3????????????????????? 低合金耐熱鋼承壓鑄件補(bǔ)焊焊條選用????????????????? 基 體 材 料 焊??????? 條 牌號 型? 號 ZG1Cr5Mo???? C5 R507 E1-5MoV-15 WC1 R107 E5015-A1 WC6?????? ZG20CrMo R307 E5515-B2 WC9 R407 E6015-B3 ZG20CrMoV?????? ZG15Cr1Mo1V R337 E5515-B2-VNb 表 3-4??????????????????????? 低溫鋼類承壓鑄件補(bǔ)焊焊條選用?? 基? 體? 材? 料 焊????? 條 牌??? 號 型??? 號 LCB?? LCC CHE508-1 E5018-1? AWS 7018-1 LC1 R107 E5015-A1 LC2 溫 707? Ni E5515-C1 LC3 溫 907? Ni E5515-C2 溫 107? Ni E7015-G 5、鑄件的焊補(bǔ) （1）鑄件如有包砂、裂紋、氣孔、砂眼、疏松等缺陷允許補(bǔ)焊，但在補(bǔ)焊前必須將油污、鐵銹、水份、缺陷切除干凈。切除缺陷后用砂輪打磨出金屬光澤，其形狀要平滑，有一定坡度，不得有尖棱存在。

�。�2）承壓鑄件上有嚴(yán)重的穿透性裂紋、冷隔、蜂窩狀氣孔、大面積疏松或無法清除缺陷處，或補(bǔ)焊后無法修整打磨處不允許補(bǔ)焊。

　（3）承壓鑄件試壓滲漏的重復(fù)焊補(bǔ)次數(shù)不得超過兩次。

　（4）鑄件補(bǔ)焊后必須打磨平整光滑，不得留有明顯的補(bǔ)焊痕跡。

�。�5）補(bǔ)焊后的無損檢測要求按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　6、焊后的消除應(yīng)力處理 （1）重要的焊接件如保溫夾套焊縫，閥座鋃焊于閥體上的焊縫，要求焊后處理的堆焊密封面等，以及承壓鑄件焊補(bǔ)超過規(guī)定范圍的，焊后均要消除焊接應(yīng)力。無法進(jìn)爐處理的也可采用局部消除應(yīng)力的方法，消除焊接應(yīng)力的工藝可參考焊條說明書進(jìn)行。

　（2）焊補(bǔ)深度超過壁厚約 20%或 25mm（取小值）或面積大于 65cm2 或試壓滲漏的焊補(bǔ)，焊后都要進(jìn)行消除焊接應(yīng)力處理。

　7、焊接工藝評定 正確的選擇焊條只是焊接這道特殊工序中的一個重要環(huán)節(jié)，只正確選用焊條如果沒有前面諸條內(nèi)容的保證也無法獲得良好的焊接質(zhì)量。

　由于手工電弧焊的焊接質(zhì)量和焊條本身的質(zhì)量、焊條的規(guī)格、母材、母材的厚度、焊層的厚度、焊接位置、預(yù)熱溫度、采用的電流（交流或直流）極性的變化（焊條接正極—反接，焊條接負(fù)極—正接）、層間溫度、焊后處理等都有關(guān)系，所以正式生產(chǎn)前要進(jìn)行工藝評定，也即先進(jìn)行驗證，驗證在給定的條件下所采取的措施是否能保證施焊產(chǎn)品的質(zhì)量。這些給定條件也即重要參數(shù)一但發(fā)生變化，就要重新進(jìn)行評定。堆焊和補(bǔ)焊、鋃焊（按對接焊）規(guī)定的重...

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