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调节阀的材料选用
      
调节阀材料
　　调节阀各个零部件，特别是与工艺流体接触的阀体和阀内组件，材料的正确选择与调节阀结构型式和公称通径的选择，同样
重要。选择调节阀材料必须考虑以下各个因素。
　　1)流体的压力和温度对材料的影响。
　　2)流体腐蚀性对材料影响。
　　3)流体的空化现象或泥浆流体对材料的影响。
　　4)成本(材料价格与市场供应、加工性能等)。
　　5)从结构上考虑，材料组配是否有问题。
阀体材料
　　阀体材料的选择一般要高于管道材料，或者根据上述几点因素来选择。
1.高温材料
　　作为高温材料，必须充分考虑高温强度、高温下的金相组织变化及耐腐蚀性问题。一般要求合金钢材料含有铬、镍，钼无素
　　常用的阀体材料和标准温度范围如下表所示。
名称 钢号 标准温度范围(℃)
铸铁 MT200 0～+200
碳钢 ZG230-450 -5～425
不锈钢 1Cr18Ni9 -195～+600
不锈钢 1Cr19Ni12Mo2Ti -195～+600
　　另外，在高温高压下，钢受到氢气的浸蚀，一般会造成脱碳
夏
氏
冲
击
值
(kg
·m)
温度(℃)
各种材料的低温冲击(5mmU型缺口)　　　　图2
现象，引起脆化。钢中加入铬、镍、钼等金属元素后，它与碳元
素结合，可提高钢的抗氢腐蚀性。
　图1是碳钢、合金钢在高温、高压氢气下的使用范围。
温
度
℃
氧气分压(atm)
碳钢：合金在高温高压氢气下的使用范围　　　图1
2.低温材料
　　选低温材料时，要充分考虑材料的低温冲击值，还要考虑材料在低温下出现韧性下降的脆性问题。
　　材料韧性下降那点的温度称做迁移温度。常把15ft-Lb(2.07kg-m)夏氏冲击值的温度叫做15ft-Lb迁移温度，这个度为结构材
料的最高温度。
　　低温高压铸钢有数种材料，但市场供应紧张。
　　奥氏体不锈钢的低温机械性能比较稳定，所以经常采用。
3.耐汽蚀材料
　　当流体是液体，特别是热水时，必须充分考虑材料的耐汽蚀问题。
　　耐汽蚀材料有二大类：
　　a)高硬度材料(或化学镀镍材料等)
　　b)有坚固的氧化层，韧性和疲劳强度大的材料。(Cr-Mo钢，不锈钢等)。
　　但一般多选用b类材料。特别当流体是大于100℃的热水时，最好用Cr-Mo钢。具体选择时还要考虑到成本，可用下面公式计
算进行选择。
　　
    P1-Ps  
  Cf=
 
    △P  
式中：Cf—空化系数
　　　P1—进口绝对压力
　　　Ps—在进口温度下液体饱和绝对压力(kgf/cm2abs)
　　　△P—常用压差(kgf/cm2)
　　　当Cf>2时，可选用碳钢。
　　　　Cf≤时；可选用Cr-Mo钢，不锈钢。
4.耐腐蚀材料
　　金属材料的腐蚀一般分为全面腐蚀、间隙腐蚀、晶间腐蚀、孔腐蚀、应力腐蚀等。没有一种材料能耐上述各种腐蚀。
　　实际上，材料的腐蚀性还与流体种类、深度、温度有关，还与流体是否含有氧化剂和流速等因数有关，这使得材料的选择更
复杂。
　　常用材料耐腐蚀一览表是腐蚀试验结果的总结。这些试验在规定的流体种类、温度、浓度下进行的。仅从表上选择还是不大
可靠，实际选用时，不仅要参照材料耐腐蚀一览表，主要还应结合实际经验来选材。
　　调节阀常用耐腐蚀材料主要有不锈钢、20°合金钢哈斯洛依(Hastellog)“B”、“C”、及钛钢等。
阀内组件材料
　　阀内组件材料一般用SUS304、SUS316不锈钢，有时根据流体情况，
要进行硬化处理。
　　不用说，控制空化流体和含有固体颗料的流体，有时根据流体硬化
处理，对于一般的常温、常压差流体也要参参照图3进行硬化处理。
　　有时根据常压差·常温范围判断可以不做硬化处理，但是，要是阀
长期在苛刻条件下工作，或者阀座要求精度高、泄漏量，与应考虑硬化
处理。硬化处理有如下几种方法：
1.热处理
　　●SCS24(17Cr—4Ni析出硬化不锈钢)
　　当笼式阀阀体为碳钢或Cr-Mo钢时，标准的阀内组件材料是5CS24,它的耐腐蚀性与SCS13相近。
　　(标准温度范围-40—425℃)
　　●SUS440C (17Cr高碳不锈钢)
　　本材料用于100℃以上的热水或温蒸气场合，是一种优良的耐汽蚀材料，但其耐腐蚀性比SUS304差、用于腐蚀性流体时，表
面要司太莱堆焊。(标准温度范围-5+530℃)
局部司太莱堆焊　　　　图4
全部司太莱堆焊　　　图5
局部司太莱堆焊　　　图6
2.堆焊硬化屋
　　司太莱堆焊(主要成份Co、Cr、W)是一种常用的硬化处理方法，具有优良的耐腐蚀性能。
　　司太莱堆焊分全面堆焊和密封面局部堆焊两种方法。实际上，究竟要采用哪一种堆焊方式，要视流体的压力、温度及流体是
否是含颗料而定。因此，没有一个规定的标准，而要根据装置的全面设计来决定。
(标准温度范围，基材为SUS304、SUS316时，为195～+800℃)
　　另外，也有采用镍基合金堆焊的，其性能和用途与上述钴基司太莱合金堆焊相同。
3.表面硬化处理
　　指采用多元素，(W、MO、Cr、V、Ti等金属)。共渗的阿托铬依表面硬化处理。
　　主要用于笼式阀阀芯材料SUS14的硬化处理，也适用于水、蒸气等无腐蚀性气体。
　　(标准温度范围：最低温度为基体材料的最低温度、最高温度+500℃)
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