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        调节阀内部阀芯阀座密封材质选择

        作者:济圣阀门 日期:2018-04-26 点击:2239

        阀座(Seat) 

        阀座也称作阀座环(seat ring),装配在阀体上,用于提供阀关闭状态时完全啮合的密封面彩票在线平台登录网站。阀座密封面一般都作堆焊或涂复钴铬钨等硬质合金加硬处理。

        阀座有螺纹式和压紧式之分。螺纹式结构简捷,用螺纹拧入阀体,但需要使用专用工具和按厂家规定的扭力矩彩票在线平台登录网站??悸堑铰菸朴邢读拥拿芊馕侍?,传统方式是加座环密封平垫片,有的厂家不采用垫片密封而是座环上部外斜面与阀体实现金属-金属密封。

        压紧式结构又称作快换式阀内件(quick-change trim)彩票在线平台登录网站,阀座便于拆卸彩票在线平台登录网站,附加有压紧套筒等部件,利用上阀盖施加压紧力。传统设计是使用座环垫片密封,为了弥补垫片密封不足彩票在线平台登录网站,有的厂家采用垫片和座环下部外斜面与阀体金属密封的方法。

        阀芯阀座密封和泄漏率 

        密封和泄漏是控制阀的重要指标,紧密关闭和低泄漏率是控制阀功能安全的要求。

        密封与阀芯阀座的对准和接触及载荷有关,还与阀内件结构设计和金属精加工有关。阀芯阀座密封面一般都作堆焊或涂复钨铬钴(司太莱合金)等硬质合金加硬处理,抗重载接触和防冲刷磨损,提高泄漏等级。

        泄漏是根据密封设计、参数和试验得出的泄漏量,标准化组织都规定有泄漏等级和严格的试验程序。各国基本上是执行IEC 标准,国标《工业过程控制阀 第4 部分:检验和例行检查》GB/T 17213.4-2005就等同于IEC 60534-41999;德国DIN EN 1349 即等同欧洲标准也基本同于IEC 60534-4彩票在线平台登录网站。

        阀芯密封一般有:金属密封、经研磨的金属密封、弹性(软)密封彩票在线平台登录网站。

        金属密封将阀芯斜面和阀座接合面设计为不同角度,通常是阀芯密封的斜面角度为30°、阀座密封接合面角度为45°彩票在线平台登录网站,金属-金属密封的泄漏等级可达(≤10-4Kv);经研磨的金属密封的泄漏等级可达(≤1.8×10-7×△p×D)彩票在线平台登录网站。

        软密封一般选用有弹性的聚四氟乙烯PTFE 作密封材料彩票在线平台登录网站,嵌入在阀芯或阀座上彩票在线平台登录网站,其泄漏等级可达(≤3×10-3×△p×泄漏率系数)。

        对于平衡型阀芯,其泄漏等级依选用密封环材料而有所不同,加石墨密封环的可达(≤10-3Kv),加PTFE 密封环的可达(≤10-4Kv)。

         阀门密封面的工作条件

        由于阀门用途十分广泛彩票在线平台登录网站,因此阀门密封面的工作条件差异很大彩票在线平台登录网站彩票在线平台登录网站。压力可以从真空到超高压彩票在线平台登录网站,温度可以从-269816℃,有些工作温度可达1200℃。工作介质从非腐蚀介质到各种酸碱、等强腐蚀性介质。从密封面的受力情况来看它受挤压、剪切。从磨擦学的角度来看有磨粒磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、冲蚀等等。因此彩票在线平台登录网站,应该根据不同的工作条件选择相适应的密封面材料。

        磨粒磨损:这是粗糙的硬表面在软表面上滑动时出现的磨损。硬材料压入较软的材料表面,在接触表面就会划出一条微小的沟槽彩票在线平台登录网站,此沟槽所脱落的材料以碎屑或疏松粒子的形式被推离物体的表面。

        腐蚀磨损:金属表面腐蚀时产生一层氧化物,这层氧化物通常覆盖在受到腐蚀作用的部位上彩票在线平台登录网站,这样就能减慢对金属的进一步腐蚀。但是,如果发生滑动的话,就会清除掉表面的氧化物,使裸露出来的金属表面受到进一步的腐蚀彩票在线平台登录网站。

        表面疲劳磨损:反复循环加载和卸载会使表面或表面下层产生疲劳裂纹,在表面形成碎片和凹坑,最终导致表面的破坏。

        冲蚀:材料损环是由锐利的粒子冲撞物体而产生的。它与磨粒磨损相似,但表面很粗糙。

        擦伤:擦伤是指密封面相对运动的过程中,材料因摩擦引起的破坏。

         对密封面材料的要求 

        理想的密封面要耐腐蚀、抗擦伤、耐冲蚀、有足够的挤压强度彩票在线平台登录网站、在高温下有足够的抗氧化性和抗热疲劳性,密封面材料与本体有相近似的线膨胀系数,有良好的焊接性能,加工性能。

        上述的这些要求是理想状态,不可能有这样十全十美的材料,因此,选材是要视具体情况解决主要矛盾。

        常用密封面材料分为两大类,软质材料和硬质材料。

        软质材料为各种橡胶彩票在线平台登录网站、尼龙、氟塑料等。

        序号

           

        代 号

        适用温度℃

        适 用 介 质

        1

        天然橡胶

        NR

        85

        盐类、盐酸、金属的涂层溶液彩票在线平台登录网站、水、湿氯气

        2

        氯丁橡胶

        CR

        85

        动物油彩票在线平台登录网站、植物油无机润滑油、及PH值变化很大的腐蚀性泥浆等。

        3

        丁基橡胶

        IIR

        100

        抗腐蚀彩票在线平台登录网站、抗磨损、能耐绝大多数无机酸和酸液

        4

        丁腈橡胶

        NBR

        85

        水、油品、废液等

        5

        乙丙橡胶

        (三元乙丙橡胶)

        EPDM

        EPM

        120

        盐水、40%硼水、5%15%硝酸及氯化钠等

        6

        氯磺化聚乙烯合成橡胶

        CSM

        100

        耐酸性好

        7

        硅橡胶

        SI

        200

        耐高温彩票在线平台登录网站、低温、电绝缘性好彩票在线平台登录网站、化学惰性大

        8

        氟橡胶

        FPMViton

        200

        耐介质腐蚀优于其它橡胶、抗辐射、耐酸

        9

        聚四氟乙烯

        PTFE

        TFE

        150

        耐热彩票在线平台登录网站、耐寒性优彩票在线平台登录网站,耐一般化学药品溶剂和几乎所有液体

        10

        聚全氟乙丙烯

        FEP

        F46

        150

        高温下有极好的耐化学性,耐阳光,耐侯性

        11

        可熔性聚四氟乙烯

        PFA

        Fs-4100

        180

        多种浓度硫酸,氢氟酸王水彩票在线平台登录网站,高温浓硝酸各种有机酸,强碱等。

        12

        对位聚苯


        300

        基本同聚四氟乙烯

        13

        尼龙(聚酰氨)


        80

        耐碱彩票在线平台登录网站、氨

        硬质材料的密封面主要是各种金属如铜合金、不锈钢、硬质合金等彩票在线平台登录网站。

        1)铜合金

        JB/T 5300《通用阀门材料》中规定的灰铸铁阀、可锻铸铁阀,球墨铸钢阀的铜合金密封面材料牌号有:铸铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3彩票在线平台登录网站,铸锰黄铜ZCuZn38Mn2Pb2,铸铝青铜ZCuAl9Mn2、ZuAl9Fe4Ni4Mn2。当然还有其它牌号如H62、巴氏合金(ZChPbSb16-16-2铅锑轴承合金)等彩票在线平台登录网站。铜合金在水或蒸汽中的耐腐蚀性和耐磨性都较好,但强度低,不耐氨和氨水腐蚀彩票在线平台登录网站彩票在线平台登录网站,适用介质温度≤250℃。但巴氏合金耐氨及氨水腐蚀、熔点低,强度低适用于温度≤70℃PN1.6MPa氨阀。

        2)铬不锈钢

        铬不锈钢有较好的耐腐蚀性彩票在线平台登录网站,常用于水、蒸汽彩票在线平台登录网站、油品等非腐蚀性介质,温度≤425℃的碳素钢阀门。但耐擦性能较差彩票在线平台登录网站,特别是在大比压的情况下使用很易擦伤。试验表明比压在20MPa下耐擦伤较好。对于高压小口径阀门常采用棒材或锻件其牌号为1Cr13彩票在线平台登录网站、2Cr13、3Cr13制作的整体阀瓣彩票在线平台登录网站,密封面经表面淬火(或整体淬火)其硬度值对2Cr13 HRC4147、3Cr13 4652为宜。国外标准中如API 600 BS 1873中对Cr13型密封面的硬度要求为最小HB 250硬度差HB 50材料牌号为ASTM A182 F6a。

        对于大口径阀门其密封面往往采用堆焊下面介绍几种堆焊焊条。

        507符合GB EDCr-A1-15  堆焊金属为113半铁素体高铬钢彩票在线平台登录网站。焊层有空淬特性,一般不需热处理,硬度均匀,亦可在750800℃退火软化。当加热至9001000℃空冷或油淬后可重新硬化彩票在线平台登录网站彩票在线平台登录网站。焊前须将工件予热至300℃以上(也有资料介绍不需予热(阀门堆焊技术))焊后空冷HRC≥40,焊后如进行不同热处理可获得相应硬度。

        507 符合GB EDCrA2-15堆焊金属为113半铁素体高铬钢彩票在线平台登录网站,有空淬特性彩票在线平台登录网站,焊前不予热,焊后不处理彩票在线平台登录网站,焊后空冷HRC≥37。

        577铬锰型阀门堆焊焊条符合GB EDCrMn-C-15焊前不予热焊后不处理抗裂性好HRC≥28与堆507钼配合使用。

        说明:

        D507MoD577两种焊条是为代替Cr13型焊条堆焊有硬度差的阀门密封面而配套研制的彩票在线平台登录网站。D507Mo堆焊金属硬度较高,用于闸板;D577堆焊金属硬度较低,用于堆焊阀体或阀座密封面。两者组成的密封面可获得良好的抗擦伤性能。

        )堆焊层的高度加工后应在5mm以上以保证硬度和成份稳定彩票在线平台登录网站。

        )堆焊要按焊接工艺规定操作,焊接电流不可过大以防止焊条成份发生变化影响焊接质量彩票在线平台登录网站。

        3)硬质合金

        硬质合金中最常用的是钴基硬质合金也称钴铬锡硬质合金。它的特点是耐腐蚀、耐磨彩票在线平台登录网站、抗擦伤彩票在线平台登录网站,特别是红硬性好,即在高温下也能保持足够的硬度彩票在线平台登录网站,此外加工工艺性适中,其许用比压80100MPa国外资料介绍155MPa。适用温度范围-196℃650℃特殊场合可达816℃。但是彩票在线平台登录网站,它在硫酸、高温盐酸中不耐腐蚀。在一些氯化物中也不耐蚀。

        常用牌号:

        STELL1TE N0.6  符合AWS ECoCr-A GB EDCoCr-A-03也相当D802(堆802)焊前根据工件大小进行250400℃予热焊时控制层间温度250℃,焊后600750℃保温12小时后随炉缓冷或将工件置于干燥和预热的沙缸或草灰中缓冷。

        其它牌号还有STELL1TE N0.12  符合AWS ECoCr-B GB EDCr-B-03也相当堆812,焊后HRC≥41。

        以上两种是钴基硬质合金电焊条,钴基硬质合金还有焊丝可以进行氧乙炔堆焊或鸽极氩弧焊。  

        牌号:

        STELL1TE N0.6焊丝符合AWSRCoCr-A也相当HS 112 常温硬度HRC 4046;

        STELL1TE N0.12符合AWSRCoCr-B也相当HS 112 常温硬度HRC 4450。

        硬质合金(钴基)焊接都要对工件予热,焊时控制层间温度焊后处理,要根据焊接工艺或焊条说明书施焊。

        常用内件材料组合:

        序号

        阀杆

        阀瓣密封面

        阀座密封面

        1

        13Cr

        13Cr

        13Cr

        2

        13Cr

        13Cr

        STL

        3

        13Cr

        STL

        13Cr

        4

        13Cr

        STL

        STL

        5

        13Cr

        13Cr

        蒙乃尔

        6

        17-4 PH

        STL

        STL

        7

        蒙乃尔

        蒙乃尔

        蒙乃尔

        8

        304304L

        304304L

        304304L

        9

        316316L

        316316L

        316316L

        10

        3210Cr18Ni9Ti

        3210Cr18Ni9Ti

        3210Cr18Ni9Ti

        11

        1Cr18Ni9Ti

        1Cr18Ni9Ti

        1Cr18Ni9Ti

        12

        1Cr18Ni12Mo2Ti

        1Cr18Ni12Mo2Ti

        1Cr18Ni12Mo2Ti

        13

        序号8、9、10彩票在线平台登录网站、11彩票在线平台登录网站、12

        STL

        STL

        14

        20号合金

        20号合金(CN7M

        20号合金(CN7M

        15

        17-4 PH0Cr17Ni4Cu4Nb

        17-4 PH0Cr17Ni4Cu4Nb

        17-4 PH0Cr17Ni4Cu4Nb

        16

        哈氏合金B

        哈氏合金B

        哈氏合金B

        17

        哈氏合金C

        哈氏合金C

        哈氏合金C

        18

        38CrMoAlA

        STL

        STL

        19

        25Cr2Mo1VA

        STL

        STL

        20

        4Cr10Si2Mo

        STL

        STL

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