阀门基础知识培训教材-材料的选用

1、目录目录 序号序号培训主题培训主题1材料的选用材料的选用2金属材料：元素的作用、炼铁炼钢和浇注金属材料：元素的作用、炼铁炼钢和浇注3阀门精铸和砂铸简介阀门精铸和砂铸简介4金属材料的锻造简介金属材料的锻造简介5阀门的焊接、堆焊、补焊、焊接工艺评定和焊工阀门的焊接、堆焊、补焊、焊接工艺评定和焊工考试考试6金属材料的热处理金属材料的热处理7金属材料的不连续性缺陷和无损检测金属材料的不连续性缺陷和无损检测8材料质保书要求材料质保书要求9供应商审核供应商审核2-阀门的功能和要求阀门的功能和要求决定了我们如何选用材料决定了我们如何选用材料阀门的功能阀门的功能对材料的要求对材料的要求承压能力承压能力阀门内部

2、是有压力的阀门内部是有压力的材料必须是连续的，故需要无材料必须是连续的，故需要无损检测。损检测。（材料（材料不连续是指裂不连续是指裂纹，气孔、夹砂、缩松等缺陷）纹，气孔、夹砂、缩松等缺陷）材料必须有一定的强度（抗拉材料必须有一定的强度（抗拉强度、屈服强度、硬度）强度、屈服强度、硬度）材料必须有一定的腐蚀余量，材料必须有一定的腐蚀余量，以便使用几年后阀门仍然耐压。以便使用几年后阀门仍然耐压。压力是有波动的压力是有波动的材料必须有一定的韧性材料必须有一定的韧性（延伸率、断面收缩率、冲击功）（延伸率、断面收缩率、冲击功）（焊缝、管材的韧性可用抗弯能力（焊缝、管材的韧性可用抗弯能力表示）表示）2-阀门

3、的功能和要求阀门的功能和要求决定了我们如何选用材料决定了我们如何选用材料阀门的功能阀门的功能对材料的要求对材料的要求密封能力密封能力1. 球和阀座密封圈之间的球和阀座密封圈之间的密封密封2. 中法兰连接部位中法兰连接部位3. 阀杆和填料之间阀杆和填料之间4. 阀杆和上密封之间（闸阀杆和上密封之间（闸阀、截止阀）阀、截止阀）1. 材料必须是连续的材料必须是连续的2. 材料必须有一定的强度材料必须有一定的强度3. 材料（球体）必须有一定的光洁材料（球体）必须有一定的光洁度度4. 金属密封材料有耐磨或者耐介质金属密封材料有耐磨或者耐介质腐蚀要求。（堆焊硬质合金，堆焊腐蚀要求。（堆焊硬质合金，堆焊31

4、6等）等）5. 非金属材料有压缩、回弹率要求。非金属材料有压缩、回弹率要求。2-阀门的功能和要求阀门的功能和要求决定了我们如何选用材料决定了我们如何选用材料阀门的功能阀门的功能对材料的要求对材料的要求耐温度能力耐温度能力常温常温普通的普通的WCB/A105材料即可。其使材料即可。其使用温度为用温度为-29至至450低温低温1）如加拿大、俄罗斯气温）如加拿大、俄罗斯气温很低很低2）如液化天然气，温度很）如液化天然气，温度很低）低）材料变脆；要求材料在低材料变脆；要求材料在低温下有一定的韧性温下有一定的韧性.LCB/LCC/LF2材料最低温度不材料最低温度不超过超过-46.AISI 4130材料最

5、低温度不超过材料最低温度不超过-60.奥氏体不锈钢能用于超低温奥氏体不锈钢能用于超低温-196.高温高温1）比如电站的蒸汽管线）比如电站的蒸汽管线材料的强度变低，要求采材料的强度变低，要求采用耐高温材料。用耐高温材料。普通的普通的WCB/A105材料耐温不材料耐温不超过超过450WC6, WC9等材料能用于电站等材料能用于电站阀门，耐温达到阀门，耐温达到5902-阀门的功能和要求决定了我们如何选用材料阀门的功能阀门的功能对材料的要求对材料的要求耐介质的能耐介质的能力力无腐蚀介质无腐蚀介质普通的普通的WCB/A105等碳钢材料等碳钢材料有一定腐蚀性的介质有一定腐蚀性的介质304（CF8）,316

6、(CF8M), 304L（CF3）,316L (CF3M)不锈钢不锈钢耐特殊介质耐特殊介质(氧化、强酸、氧化、强酸、强碱强碱)的阀门的阀门铜合金铜合金镍基合金（镍基合金（INCONEL, 蒙乃尔、蒙乃尔、哈氏合金）哈氏合金）2-阀门的功能和要求决定了我们如何选用材料练习题练习题材料的不连续性是指哪些缺陷？材料的韧性有哪几项衡量指标？1. 液化天然气的温度一般为-196度，应采用什么样的材料？材料分类 ASTM铸件牌号ASTM锻件牌号推荐工况 碳钢A216 WCBA105非腐蚀工况包括水、油和气，使用温度为-20oF (-30oC) 至+800oF (+425oC).低温碳钢A352 LCBA3

7、52 LCCA350 LF2低温工况 -50oF (-46oC).不推荐用于+650oF (+340oC)以上.3 % 镍钢 A352 LC3A350 LF3低温工况-150oF (-101oC).不推荐用于+650oF (+340oC)以上.材料分类 ASTM铸件牌号ASTM锻件牌号推荐工况 1 % 铬% 钼钢A217 WC6A182 F11非腐蚀工况包括水、油和气，使用温度为-20oF (-30oC)至 +1100oF (+593oC).2 %铬1%钼钢A217 WC9A182 F22非腐蚀工况包括水、油和气， 使用温度为-20oF (-30oC)至+1100oF (+593oC).5%铬

8、%钼钢A217 C5A182 F5非腐蚀、中度腐蚀或腐蚀工况，使用温度为-20oF (-30oC)至+1200oF (+649oC).材料分类 ASTM铸件牌号 ASTM锻件牌号推荐工况 9%铬1%钼钢A217 C12A182 F9非腐蚀、中度腐蚀或腐蚀工况，使用温度为-20oF (-30oC)至+1200oF (+649oC). 316不锈钢A351 CF8MA182 F316腐蚀或超低温或高温无腐蚀工况，使用温度在-450oF (-268oC)和+1200oF (+649oC)之间。如用于+800oF (+425oC)以上高温，应规定含碳量在0.04% 以上。347 不锈钢A351 CF8

9、CA182 F347主要用于高温和腐蚀工况，使用温度为 -450oF (-268oC)至 +1200oF (+649oC)之间. 如用于+1000oF (+540oC)以上高温，应规定含碳量在0.04% 以上。材料分类 ASTM铸件牌号ASTM锻件牌号推荐工况 304不锈钢A351 CF8A182 F304腐蚀或超低温或高温无腐蚀工况，使用温度在-450oF (-268oC)和+1200oF (+649oC)之间。如用于+800oF (+425oC)以上高温，应规定含碳量在0.04% 以上。304L不锈钢A351 CF3A182 F304L腐蚀或非腐蚀工况，最高温度至+800oF (+425o

10、C).316L不锈钢A351 CF3MA182 F316L腐蚀或非腐蚀工况，最高温度至+850oF (454oC).20号合金A351 CN7MB462 N08020(20号合金)对热硫酸有强烈的耐腐蚀能力，最高温度至+800oF (+425oC).材料分类 ASTM铸件牌号ASTM锻件牌号推荐工况 Monel蒙乃尔A494 M-35-1B564 N04400(蒙乃尔400)可焊性好。对常用的有机酸和盐水具有良好的抗腐蚀能力。对大部分碱性溶液具有良好的抗腐蚀能力，使用最高温度为+750oF (+400oC).Hastelloy B哈氏合金BA494 N-7M哈氏合金B尤其适用于各种浓度和温度的

11、氢氟酸，对硫酸和磷酸具有良好的抗腐蚀能力 ，使用最高温度为+1200oF (+649oC). Hastelloy C哈氏合金CA494 CW-6M哈氏合金 C对强氧化剂具有良好的抗腐蚀能力。良好的高温性能，对蚁酸、磷酸、硫化物和硫酸具有良好的抗腐蚀能力，使用最高温度为+1200oF (+649oC).材料分类 ASTM铸件牌号ASTM锻件牌号推荐工况 InconelA494 CY-40B564 N06600(Inconel 600)高温性能非常好。非常好的抗强腐蚀能力。练习题练习题4. 请说明与铸件请说明与铸件/锻件材料牌号等当的铸件锻件材料牌号等当的铸件/锻件牌号锻件牌号3- 常用ASTM主

12、体材料ASTM铸件铸件ASTM锻件锻件A216 WCB？什么牌号？什么牌号A352 LCB？A182 F6aA351 CF8？F316？F304LA351 CF3M？4-什么是内件 ?内件是以下各部分的组成:1.阀瓣/球体密封面2.阀座密封面3.阀杆上密封面和上密封座锥面4.阀杆材料5.其它内部与介质相接触的部分.4- 4- 备注：备注：1. HF 硬密封硬密封- 由司太立合金由司太立合金Stellite堆焊而成堆焊而成, （司太立是一个专利材料，成分为（司太立是一个专利材料，成分为 Co-Cr-W2. 硬密封硬密封HF通常采用堆焊，而不是整体，主要是通常采用堆焊，而不是整体，主要是成本考虑。

13、成本考虑。4-阀杆和座圈阀杆和座圈阀体阀体 座圈座圈阀瓣阀瓣API至少至少200HB/至少至少250 HBAPI至少至少350HB至少至少300HBAPI8855阀座密封面阀座密封面至少至少250 HB，硬度差，硬度差50 HB11API 内件内件 号号代码代码硬度要求硬度要求 阀门内件硬度至少至少200HB/至少至少250 HB至少至少200HB/至少至少250HB硬度差硬度差 50 HB公司公司300350 HB250300 HB200230HB至少至少280 HB公司公司公司公司200230HB至少至少280 HB200230HB至少至少280 HB至少至少350HB至少至少350HB

14、至少至少350HB 300350 HB300350 HB至少至少300HB 4- 内件号内件号阀瓣密封面阀瓣密封面阀座密封面阀座密封面阀杆阀杆上密封座上密封座1ER410ER4101Cr132Cr138ER410EDCoCr-A1Cr132Cr135EDCoCr-AEDCoCr-A1Cr132Cr132304304F304F30415EDCoCr-AEDCoCr-AF304F30410316316F316F31612316EDCoCr-AF316F31616EDCoCr-AEDCoCr-AF316F3169MONELMONELM O N E L K500MONEL 40020HSCuZn-3H

15、SCuZn-3HPb59-1HPb59-14-内件材料使用温度C内件材料使用温度304、316-26831617-4PH-40427青铜-273232钴基合金（STELLITE 6）-273816因科镍合金（INCONEL）-240649化学镀镍（ENP）-268427蒙乃尔合金MONEL-240-482镀铬-273316哈氏合金H.B-198371丁晴橡胶（NBR）-4093哈氏合金H.C-198538氟橡胶（VITON ）-23204钛合金-29316聚四氟乙烯（PTFE） -268232镍基合金-198316尼龙（NYLON）-739320号合金（ALLOY 20）-46316聚乙烯-7

16、393416型不锈钢40RC-29427氯丁橡胶-4082440型不锈钢60RC-29427阀门常用内件材料及使用温度阀门常用内件材料及使用温度4- 密封面材料使用温度C硬度（HRC）适用介质青铜-273232水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽304、316、304L、316L-26831614蒸汽、水、油品、气体、液化气体、轻微腐蚀且无冲蚀的介质17-4PH-404004045轻微腐蚀且有冲蚀的介质CR13-1014003742轻微腐蚀且有冲蚀的介质钴基合金（STELLITE 6）-2686504045常温38（600C具有冲蚀和腐蚀性介质蒙乃尔合金 K S-24048227353038碱、盐、

17、食品、不含空气的酸溶剂哈氏合金H.B H.C3715381423腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿盐酸气、无氯酸溶液、强氧化性介质20号合金-45.6316-253427氧化性介质和各种浓度的硫酸阀门常用密封面材料及适用介质阀门常用密封面材料及适用介质4- 练习题练习题5. HF硬密封为何不采用整体式，而是硬密封为何不采用整体式，而是堆焊的？堆焊的？6. 1号内件，座圈和阀瓣的硬度差至少号内件，座圈和阀瓣的硬度差至少为多少？为什么？为多少？为什么？5- 螺栓螺母材料螺栓螺母材料ASTM螺栓螺栓/螺母材料螺母材料适用的主体材料适用的主体材料A193 B7/A194 2HWCB A193 B7M/A194

18、 2HMNACE阀门阀门 WCBA193 B8/A194 8不锈钢螺栓螺母不锈钢螺栓螺母不锈钢阀门不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3MA193 B8M/A194 8M不锈钢螺栓螺母不锈钢螺栓螺母不锈钢阀门不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3MA320 L7/A194 4低温阀门低温阀门 LCB LCCA320 L7M/A194 7M低温阀门低温阀门 LCB LCCA193 B16/A194 4高温阀门高温阀门 WC6 WC9 C5 C12A193 B8A CLASS 1A/A194 8ANACE阀门阀门 CF8 CF8M CF3 CF3MA193 B8MA CLASS 1A/

19、A194 8MANACE阀门阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M由于螺栓材料常是高强度的合金钢，硬度常高于由于螺栓材料常是高强度的合金钢，硬度常高于22HRC，因，因此不能用于此不能用于NACE。当有。当有NACE要求时，必须进行专门的热要求时，必须进行专门的热处理，此时用新牌号表示。处理，此时用新牌号表示。5- 螺栓螺母材料螺栓螺母材料练习题7. WCB阀体，当用于酸性工况时，常采用什么牌号的螺栓螺母，其硬度有什么要求？6- 密封件密封件填料 阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料 石墨填料可分为编织填料和成型填料 成型石墨圈 -250650C 夹不锈钢丝编织柔性石墨 -250650C 四

20、氟乙烯浸石墨 -200280C 低泄漏石墨组合填料 -250650C PTFE -200200C 6- 密封件密封件中腔垫片中腔垫片 PTFE板板 石墨板石墨板 强力石墨垫强力石墨垫 含石墨不锈钢缠绕垫含石墨不锈钢缠绕垫 含含PTFE不锈钢缠绕垫不锈钢缠绕垫 RTJ金属垫金属垫 压力密封金属密封环压力密封金属密封环6- 密封件密封件O形圈形圈NBR -30121CEPDM -45120CVITON A -30204CVITON B -30204CVITON AED（anti explosion decompression） -30204C 高压高压,小分子小分子如：如：CO2HNBR（HSN） -30180C6- 密封件密封件 软密封阀座软密封阀座PTFE -200200CPCTFE -250150CNYLON 1010 120CNYLON PA12 -50120CDEVLON V -100150CPEEK -100260C对位聚苯对位聚苯(聚苯撑聚苯撑)(Polyphenylene) 400C6- 密封件密封件 软密封材料使用介质及温度软密封材料使用介质及温度