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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。
第一部分 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PN≤1.0MPa,温度为-10℃~200℃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PN≤2.5MPa,温度为-30~300℃的水、蒸汽、空气及油品介质,常用牌号有:KTH300―06、KTH330―08、KTH350―10。
三、球墨铸铁:适用于PN≤4.0MPa,温度为-30~350℃的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有:QT400―15、QT450―10、QT500―7。
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PN≤2.5MPa,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PN≤0.25MPa,温度低于120℃的腐蚀性介质。
五、碳素钢:适用于公称压力PN≤32.0MPa,温度为-30~425℃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PN≤2.5MPa的水、海水、氧气、空气、油品等介质,以及温度-40~250℃的蒸汽介质,常用牌号为ZGnSn10Zn2(锡青铜),H62、Hpb59―1(黄铜)、QAZ19―2、QA19―4(铝青铜)。
七、高温铜:适用于公称压力PN≤17.0MPA、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PN≤6.4Mpa,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PN≤6.4Mpa 、温度≤200℃硝酸,醋酸等介质,常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>,ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>
第二部分 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)
第三部分 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Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢
第四部分 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
阀门资讯
阀门的最大用户是石化行业、电力部门、冶金部门、化工行业和城市建设部门。石化行业主要采用API标准的闸阀、截止阀和止回阀;电力部门主要采用电站用高温压闸阀、截止阀、止回阀和安全阀及一部分给排水阀的低压蝶阀、闸阀;化工行业主要采用不锈钢闸阀、截止阀、止回阀;冶金行业主要采用低压大口径蝶阀、氧气截止阀和氧气球阀;城市建设部门主要采用低压阀,如城市自来水管道主要采用的大口径闸阀,楼寓建设主要采用的中线蝶阀,城市供热主要采用的金属密封蝶阀等;输油管线主要采用平板闸阀和球阀;制药行业主要采用不锈钢球阀;食品行业主要采用不锈钢球阀等。 由于用户需求的变化,阀门产品的市场走向也将发生相应的变化,在今后一段时间主要发展趋势如下:
1.随着石油开发向内地油田和海上油田的转移,以及电力工业由30万千瓦以下的火电向30万千瓦以上的火电及水电和核电发展,阀门产品也应依据设备应用领域变化相应改变其性能及参数;
2.城建系统一般采用大量低压阀门,并且向环保型和节能型发展,即由过去使用的低压铁制闸阀逐步转向环保型的胶板阀、平衡阀、金属密封蝶阀及中线密封蝶阀过渡,输油、输气工程向管道化方向发展,这又需要大量的平板闸阀及球阀;
3.能源发展的另一面就是节能,所以从节约能源方面看,要发展蒸汽疏水阀,并向亚临界和超临界的高参数发展;
4.电站的建设向大型化发展,所以需用大口径及高压的安全阀和减压阀,同时也需用快速启闭阀门;
5.针对成套工程的需要,阀门供应由单一品种向多品种和多规格发展。一个工程项目所需的阀门,由一家阀门生产厂家全部提供的趋势越来越大.
胜利油田低剪切截止调节球阀实现推广应用山东胜利油田孤东采油厂三采中心,立足自主创新,成功研制出低剪切截止调节球阀,目前该阀已经在工业上实现推广应用。
在油田稠油开发过程中,经常会用到聚合物。由于聚合物溶液是一种非牛顿液体,受机械剪切黏度损失大,聚合物介质输送要求调节球阀全开或全关,否则会造成很大的聚合物剪切,通常1台注聚泵只能给1口注聚井提供聚合物母液。如果注聚泵排量大于注聚井所需的聚合物母液量,则出现母液量超注的情况;如果打回流,则造成聚合物大幅度的剪切,同时造成球阀因磨损而出现内漏。
自从20世纪90年代聚合物驱工艺投入先导试验直至工业化推广应用以来,该问题一直没有得到很好解决,有关设备厂家也进行了低剪切阀的研制,均未获成功,成为聚合物驱工艺一项悬而未决的技术难题。 2005年3月,胜利油田孤东采油厂三采中心成功研制出平衡式低剪切截止调节球阀,使油田注聚泵同时给多口井注聚成为可能。该阀阀芯采用圆锥形设计,流体通道为弧形,在阀芯与阀座的密封处采用堆焊合金材料,具有较强的耐冲刷性,保证阀门的密封性。阀门传动系统密封采用降压技术,保证阀门调节的灵活性,达到了平衡调节的目的。
2005年8月,平衡式低剪切截止调节球阀在孤东二区注聚站进行试验,实现了1台注聚泵可以同时给2口井提供聚合物母液。经过半年多试验,证明该阀具有母液调节精度高、现场操作方便、黏度保留率高的特点。现场在井口取样检测表明,调节球阀开度在全开、2/3、1/2、1/4时,黏度保留率均在98%以上,进行现场推广时机已经成熟。目前该调节球阀已申报国家专利。
2006年5月,孤东三采中心在二元复合驱扩大试验设计中,计划需要增加5口注入井,而受泵房面积限制,增加新泵比较困难。技术人员立足现场工艺流程实际,针对部分注聚泵供液能力闲置的情况,增加了3套平衡式低剪切截止调节球阀。通过备用泵流程,调节各阀门开度,使某台注聚泵多余的聚合物母液供向所需井流程,实现了多泵对多井供聚合物母液,大大提高了注聚泵的运行效率和利用率,同时具有较好的节电效果。2006年7月初,新扩建设备已顺利投入现场使用,实现了正常注聚。
六区东南部注聚区注聚过程中,有3口井注聚泵母液供液能力大于实际配注要求,3台泵只好通过调节变频器采用低频率运行,造成注聚泵能力过剩,成为明显的“大马拉小车”,注聚泵用电单耗高达..9千瓦时/立方米。经过简单的流程改造,加装低剪切截止调节球阀后,只需要开2台泵就可以完成3口井母液配注需要,2台注聚泵运行频率由原来不到30赫兹提高到45赫兹左右,注聚用电单耗降为3.4千瓦时/立方米,下降0.5千瓦时/立方米,每天节电33千瓦时,较好地发挥了注聚泵供液能力,取得了较好的节电效果,减少了注聚泵的占用和维修工作量。
低剪切截止调节球阀目前已在孤东油田二元复合驱、二区、六区东南部十多口注聚井中推广应用。资料查新显示,平衡式低剪切截止调节球阀在注聚现场试验到投入规模应用属国内首创,标志着一泵对多井、多泵对多井注聚工艺日臻成熟,具有良好的推广应用前景。
小知识:
汉特姆阀门制造有限公司是一家集研制开发,销售服务综合能力于一身的重工实体企业。多年来公司生产的闸阀、球阀、过滤器、水力控制阀、电磁阀、截止阀、电站阀门、柱塞阀 水用电磁阀 煤气安全电磁阀 排气阀 恒温阀等产品,广泛地应用于水利、建筑、消防、暖通、电力、环保、石油、化工等各个领域,深受广大新老客户的好评与信赖.公司现代化的生产设备、优质的加工工艺、严格的现场管理、一流的售后服务,使我们一直居于全国同行业的领先地位,并一直以诚信与质量取信客户。
公司始终坚持科技创新、品质致胜、诚信立商、服务社会的经营思路、向更高的企业目标迈进。倡导团结、进取、务实、拼搏的企业文化,积极拓展品牌战略,迎接市场经济带来的机遇与挑战。