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高压阀门的界定、使用及选材
发布时间:2022-03-16阅读次数:
摘要:高压阀门有两种工况,一种是介质处于常温、但压力很高,比如油田采油和注水用阀门;另一种是介质处于高温状态,压力亦高,比如热电厂用的主蒸汽系统阀门。这两种虽然同样都属“高压阀门”,但设计准则和材料选用却各不相同,前者只考虑强度和刚度就可以,而后者还应考虑高温下材料的强度和蠕变。

高压阀门的界定:


(1)绝对压力低于1个大气压的阀门叫真空阀;


(2)压力≤1.6MPa叫低压阀门;


(3)压力2.5~6.4MPa叫中压阀门;


(4)压力10.0~80.0MPa叫高压阀门;


(5)压力≥100.0MPa叫超高压阀门。


      高压阀门有两种工况,一种是介质处于常温、但压力很高,比如油田采油和注水用阀门;另一种是介质处于高温状态,压力亦高,比如热电厂用的主蒸汽系统阀门。这两种虽然同样都属“高压阀门”,但设计准则和材料选用却各不相同,前者只考虑强度和刚度就可以,而后者还应考虑高温下材料的强度和蠕变。


高压阀门材料选用


1. 承压件与控压件


    阀门零件按其在整台阀门中的作用有“承压件”和“控压件”之分,在美国API6D“管道阀门”标准中作了以下表述:


1)承压件是指设计为承受管道介质(压力)的零件,如阀体、阀盖、填料压盖、阀杆、垫片和螺栓等;


2)控压件(压力控制零件)是指用于阻塞或允许介质流动的零件,如关闭件、阀座等。


2. 壳体材料


    壳体包括阀体、阀盖等零件,直接承受介质压力,为阀门的承压件,其材料必须具有能在规定的介质、温度和压力下达到应有的机械性能、化学成份,并有良好的冷、热加工工艺性。


3. 阀杆材料


    阀杆是阀门的承压件之一,在阀门开启和关闭过程中,承受拉、压、剪切和扭转作用力,并与介质直接接触,同时和填料之间还有相对摩擦运动,因此阀杆材料必须保证在规定的介质、温度、压力下有足够的强度及冲击韧性,并有能满足要求的耐腐蚀性和抗擦伤性,还有良好的工艺性。


4. 密封面材料


    密封面是阀门的关键部位,密封面用材料应耐腐蚀、抗冲蚀、耐擦伤、有足够的挤压强度(比压)、在高温下有足够的抗氧化性和抗热疲劳性,还要求与基体材料的线膨胀系数相近,并有良好的加工与焊接工艺性。对于高压阀门的密封面,通常采用硬质合金。


5. 承压紧固件材料


    承压紧固件主要指中法兰连接螺栓与螺母,在阀门上直接承受介质的压力,对防止介质外漏起着重大的作用,因此所选用的材料必须保证在使用压力、温度下有足够的强度与冲击韧性。(参照GB/T150-1998、JB/T5300-1991、ASME B16.34a等标准的规定。)


高压阀门常用的紧固件材料有合金钢与不锈钢两大类。


★ 1. 合金钢


中国标准:GB/T 3077  30CrMoA 、35CrMoA、40Cr、25Cr2MoVA、25Cr2Mo1VA;


美国标准:ASTM A193-B16、ASTM A194-7。


★ 2. 不锈钢


中国标准:GB1220 2Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、


1Cr17Ni2、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti;


美国标准:ASTM A193-B8、B8M,ASTM A194-8、8M。


填料和垫片材料


    阀门用填料和垫片都是为了阻止介质外漏的填充物。填料是用来充填料室和阀杆之间的空间,以防止介质经由阀杆与填料室空间泄漏;垫片则是用来充填两个接合面(如阀体与阀盖之间的密封面)间所有凹凸不平处,以防止介质从结合面间泄漏。因此对填料材料的要求是耐腐蚀、密封性好、摩擦系数??;对垫片材料的要求是耐腐蚀,在工作温度下具有一定的弹性和塑性及足够的强度。

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