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阀门的工作温度分类

发布时间:2021-11-06    来源:    浏览次数:246

01

-254℃~ -101,为“超低温阀门”

 

适用于“超低温阀门”(-254℃〔液氢〕~ -101℃〔乙烯〕)主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金,其热处理后的低温力学性能,特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前,必须在液氮(-196℃)中进行深冷处理。

 

02

-100℃~ -30,为“低温阀门”

 

适用于低温阀门(-100~-30℃)的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有ASTM  A351 CF8M  CF3M、  CF8  CF3ASTM A182   F316  、  F316L、  F304  F304LASTM  A433   316316L304304LCF8D。以上奥氏体不锈钢也适宜工作温度为-100~-30℃。

 

低温承压件用铁素体和马氏体钢有ASTM A352  LCA -32℃);LCB LCC -46℃);LC1 -59℃);LC2LC2.1  -73℃);LC3  -100℃)。ASTM  A352标准中的材料,虽然材料的初级价格较低,但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂,需要多次作调质处。低温冲击韧性达不到标准要求时,不允许投料作低温钢使用。

 

 

 

03

-29℃~200,为“常温阀门”

 

这一温度区域是制造阀门的主要材料基本上都适宜的温度;而且它是耐腐蚀不锈钢在酸液介质中的耐腐蚀工作温度的上限,例如:CF8CF3304304L在硝酸类介质中工作温度≤200℃;CF8MCF3M316316L在醋酸类介质中工作温度≤200℃;200℃是用聚四氟乙烯作阀门的密封元件(如:密封阀座,密封垫片,填料等)的最高温度值;200℃是硅橡胶(SI),氟橡胶(EPM)的最高工作温度;还有在“临氢”工况中工作的阀门,在200℃以下氢分子离解为氢原子的量可以忽略不计等等。

 

04

200℃~325,为“中温阀门”

 

这一温度区域是聚四氟乙烯不适宜区,即不能用聚四氟乙烯作阀门的密封元件,但它是对位聚苯(PPL)的适宜区,用对位聚苯作密封元件,可以用于工作温度≤325℃;这一温度区域也是铸铁等材质阀门的最高工作温度上限。

 

05

325℃~425,为“亚高温阀门”

 

在这一温度区域工作的阀门,密封元件的材料均不能用非金属的聚合物,必须是耐高温和耐磨损的金属和合金,也就是说在这一温度区域工作的阀门,是完全意义上的“硬密封”。这一温度区域也是碳素钢最高工作温度的上限。

 

此外,我们把在这一温度区域工作的阀门称为“亚高温阀门”,是因为这个区域虽然是高温区域,但用于这一温度区域中的一般常见的介质(如:水、蒸汽、空气、油品等)时,阀门的主体材料用碳素钢就可以满足要求,而不需要用比碳素钢更高级的耐热合金钢或耐热不锈钢。所以,这一温度区域可以说,它还不是真正意义上的高温区,因此,称在这一工作温度区域的阀门为“亚高温阀门”较为恰当。

 

 

 

06

425℃~550,为“高温Ⅰ级阀门”,简称PⅠ级

 

阀门的工作温度为425~550℃,定为高温Ⅰ级(简称PI级)。PI级阀门的主体材料为ASTM  A351标准中的CF8为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。因PI级是特定的称呼,在这里包含了用高温不锈钢(P)的概念。

 

因此,如果工作介质为水或蒸汽时,虽然也可用高温钢WC6t540℃)或WC9(t570);在含硫油品时虽然也可用高温钢C5(ZG1Cr5Mo),但在这里不能叫它们为PI级。

 

07

550℃~650,为“高温Ⅱ级阀门”,简称PⅡ级

 

阀门的工作温度为550~650℃,定为高温Ⅱ级(简称为PII级)。PII级高温阀门主要用于炼油厂的重油催化裂化装置,它包含用在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。PII级阀门的主体材料为ASTM  A351标准中的CF8为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。

 

08

650℃~730,为“高温Ⅲ级阀门”,简称PⅢ级

 

阀门的工作温度为650~730℃,定为高温Ⅲ级(简称为PIII级)。PIII级高温阀门主要是用在炼油厂的大型重油催化裂化装置上。PIII级高温阀门主体材料为ASTM  A351标准中的CF8M为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。

 

 

 

09

730℃~816,为“高温Ⅳ级阀门”,简称PⅣ级

 

阀门的工作温度为730~816℃,定为高温Ⅳ级(简称为PIV级)。将PIV级阀门的工作温度上限定为816℃是因为阀门设计选用的国际权威标准ASME  B16.34压力-温度等级中提供的最高温度为816℃,另外,工作温度超过816℃以后,钢就接近进入了锻造温度区域,此时金属处于塑性变形区间,金属的可塑性好,难以承受高的工作压力和冲击力而保持不变形。

 

PIV级阀门的主体材料为ASTM  A351标准中的CF8M为基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”;CK-20ASTM A182标准中F310(注:其中C含量≥0.050%)F310H等耐热不锈钢。

 

 

10

816℃为“高温Ⅴ级阀门”,简称PⅤ级

 

阀门的工作温度在>816℃以上,称为高温Ⅴ级(简称为PV级)。PV级高温阀门(作切断用阀门,而非调节型蝶阀类的阀门)必须采用特殊的设计手段,如:衬隔热衬里或通水或气冷却等,方能保证阀门的正常工作。所以,对PV级高温阀门的工作温度上限不作规定,这是因为控制阀门的工作温度不是仅靠材料,而是用特殊的设计手段来解决的,而设计手段的基本原理是一样的。

 

PV级高温阀门可根据其工作介质和工作压力及采用的特殊设计方法等,选用合理的、能满足该阀门的材料。在PV级高温阀门中,通常烟道扦板阀或蝶阀的扦板或蝶板常选用ASTM  A297标准中的HK-30HK-40高温合金,它们能在1150℃以下抗氧化和还原性气体中耐蚀,但不能承受冲击和高压载荷。

 

 

 

把阀门的工作温度分为了以上10级,有了这样明确的分级为阀门的设计制造、选择材料提供了较科学的根据。