鋼制閥門的內件材料

1、鋼制閥門的內件材料來源：原創(chuàng) 作者：無錫科萊恩流體控制設備有限公司 日期：15-12-02 內件主要是指閥門關閉件的密封面和閥桿、襯套（上密封座），在國外常以trim表示內件。內件材料的選用原則是根據(jù)主體材料的情況、介質特性、結構特點以及零件所起的作用、受力情況綜合考慮的。對于常規(guī)的通用閥門在標準已規(guī)定了內件材料或規(guī)定了幾種材料由設計者根據(jù)具體情況選用。對于一些有特殊要求的閥門，如高溫、高壓、介質有腐蝕等工況條件，則需按工況條件選擇內件材料。1、關閉件密封面材料關閉件即閘板（閥瓣）、閥座。關閉件的密封面是閥門的主要工作面之一，材料選擇是否合理以及它的質量狀況直接影響閥門的功

2、能和使用壽命。1.1 關閉件密封面的工作條件由于閥門用途十分廣泛，因此閥門密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓，溫度可以從-269到816，有些工作溫度可達1200，工作介質從非腐蝕介質到各種酸堿等強腐蝕性介質。從密封面的受力情況來看，它受擠壓和剪切。從磨擦學的角度來看，有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此，應該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應的密封面材料。（1）磨粒磨損磨粒磨損是指粗糙的硬表面在軟表面上滑動時出現(xiàn)的磨損。硬材料壓入較軟的材料表面，在接觸表面就會劃出一條微小的溝槽，此溝槽所脫落的材料以碎屑或疏松粒子的形式被推離物體的表面。（2）腐蝕磨損金屬表面腐蝕時產(chǎn)生一

3、層氧化物，這層氧化物通常覆蓋在受到腐蝕作用的部位上，這樣就能減慢對金屬的進一步腐蝕。但是，如果發(fā)生滑動的話，就會清除掉表面的氧化物，使裸露出來的金屬表面受到進一步的腐蝕。（3）表面疲勞磨損反復循環(huán)加載和卸載會使表面或表面下層產(chǎn)生疲勞裂紋，在表面形成碎片和凹坑，最終導致表面的破壞。（4）沖蝕材料的損環(huán)是由銳利的粒子沖撞物體而產(chǎn)生的，它與磨粒磨損相似，但表面很粗糙。（5）擦傷擦傷是指密封面相對運動的過程中，材料因摩擦引起的破壞。1.2 對密封面材料的要求理想的密封面要耐腐蝕、抗沖蝕、耐擦傷、有足夠的擠壓強度、在高溫下有足夠的抗氧化性和抗熱疲勞性、密封面與本體有相近的線膨脹系數(shù)、有良好的焊接性能與加

4、工性能。上述的這些對密封面材料的要求只是個理想狀態(tài)，不可能有這樣十全十美的材料。因此，選材要視具體情況解決主要矛盾。1.3 密封面材料的種類常用的密封面材料分為兩大類：軟質材料和硬質材料。軟質材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。硬質材料為各種金屬和合金。1.3.1軟質材料注：（1）表中的適用溫度是推薦性的安全使用溫度,根據(jù)密封面結構和受力的不同適用溫度也不盡相同。（2）表中的適用溫度范圍是這類產(chǎn)品的一般范圍，每種產(chǎn)品都有多種牌號，適用溫度也不盡相同。此外，使用場合不同推薦的使用溫度范圍也不同。（3）表中的名稱是這類材料的統(tǒng)稱，每種都有幾個牌號，性能也不一樣，如尼龍就有尼龍1010、尼龍6、尼龍66

5、等等。丁腈橡膠有丁腈18、丁腈26、丁腈40等，選用時要注意不同牌號的性能。（4）氟塑料具有冷流傾向，即應力達到一定值時開始流動，例如聚四氟乙烯如果在結構上沒有考慮保護措施，在一定應力下即會流動、失效。（5）表中的推薦適用的介質范圍也是攏統(tǒng)的，應用時要查這些材料與某種介質的相容性數(shù)據(jù)。1.3.2 硬質材料硬質材料的密封面主要是各種金屬如銅合金、不銹鋼、硬質合金等。1.3.2.1 銅合金JB/T 5300通用閥門 材料中規(guī)定的灰鑄鐵閥、可鍛鑄鐵閥，球墨鑄鋼閥的銅合金密封面材料牌號有：鑄鋁黃銅ZCuZn25Al6Fe3Mn3、鑄錳黃銅ZCuZn38Mn2Pb2、鑄鋁青銅ZCuAl9Mn2、ZCuA

6、l9Fe4Ni4Mn2，當然還有其它牌號如H62、巴氏合金（ZChPbSb16-16-2鉛銻軸承合金）等。銅合金在水或蒸汽中的耐腐蝕性和耐磨性都較好，但強度低，不耐氨和氨水腐蝕，適用介質溫度250。但巴氏合金耐氨及氨水腐蝕、熔點低，強度低，適用于溫度70，PN1.6MPa氨閥。1.3.2.2 鉻不銹鋼鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性，常用于水、蒸汽、油品等非腐蝕性介質，溫度-29425的碳素鋼閥門。但鉻不銹鋼耐擦傷性能較差，特別是在大比壓的情況下使用很易擦傷。試驗表明比壓在20MPa下耐擦傷較好。對于高壓小口徑閥門常采用棒材或鍛件其牌號為1Cr13、2Cr13、3Cr13制作的整體閥瓣，密封面經(jīng)表面淬

7、火（或整體淬火），其硬度值對2Cr13 HRC4147、3Cr13HRC 4652為宜。國外標準中，如API 600 、BS 1873中對Cr13型密封面的硬度要求為最小HB 250硬度差至少HB 50，材料牌號為ASTM A 182 F6a。對于大口徑閥門其密封面往往采用堆焊下面介紹幾種堆焊焊條。 D507符合GB EDCr-A1-15 堆焊金屬為1鉻13半鐵素體高鉻鋼。焊層有空淬特性，一般不需熱處理，硬度均勻，亦可在750800退火軟化。當加熱至9001000空冷或油淬后可重新硬化。焊前須將工件預熱至300以上（也有資料介紹不需預熱閥門堆焊技術），焊后空冷HRC40。焊后如進行不同熱處理可

8、獲得相應硬度。 D507Mo 符合GB EDCrA2-15 堆焊金屬為1鉻13半鐵素體高鉻鋼，有空淬特性，焊前不預熱，焊后不處理，焊后空冷HRC37。 D577鉻錳型閥門，堆焊焊條符合GB EDCrMn-C-15，焊前不預熱，焊后不處理，抗裂性好，HRC28，與堆507鉬配合使用。說明：（1）D507Mo和D577兩種焊條是為了代替Cr13型焊條，堆焊有硬度差的閥門密封面而配套研制的。D507Mo堆焊金屬硬度較高，用于閘板；D577堆焊金屬硬度較低，用于堆焊閥體或閥座密封面。兩者組成的密封面可獲得良好的抗擦傷性能。（2）堆焊層的高度加工后應在5mm以上，以保證硬度和成份穩(wěn)定。（3）堆焊要按焊接

9、工藝規(guī)定操作，焊接電流不可過大以防止焊條成份發(fā)生變化影響焊接質量。1.3.2.3 硬質合金硬質合金中最常用的是鈷基硬質合金也稱鈷鉻鎢硬質合金。它的特點是耐腐蝕、耐磨、抗擦傷，特別是紅硬性好，即在高溫下也能保持足夠的硬度，此外加工工藝性適中，其許用比壓80100MPa，國外資料介紹155MPa。適用溫度范圍-196650，特殊場合可達816。但是，它在硫酸、高溫鹽酸中不耐腐蝕。在一些氯化物中也不耐腐蝕。常用牌號：STELLITEN0.6 符合AWSECoCr-A 、GB EDCoCr-A-03，也相當D802，焊前根據(jù)工件大小進行250400預熱，焊時控制層間溫度250，焊后600750保溫12

10、小時后隨爐緩冷或將工件置于干燥和預熱的沙缸或草灰中緩冷。其它牌號還有STELLITEN0.12 符合AWSECoCr-B 、GB EDCr-B-03，也相當D812，焊后其硬度HRC41。以上兩種是鈷基硬質合金電焊條。鈷基硬質合金還有焊絲，可以進行氧乙炔堆焊或鎢極氬弧焊，牌號：STELLITE N0.6焊絲符合AWS：RCoCr-A也相當HS 111 ，常溫硬度HRC 4046；STELLITEN0.12符合AWS：RCoCr-B也相當HS 112 ，常溫硬度HRC 4550。硬質合金（鈷基）焊接都要對工件預熱，焊時控制層間溫度焊后處理，要根據(jù)焊接工藝或焊條說明書施焊。1.3.2.4 等離子噴焊密封面等離子噴焊用的是合金粉末，類型有鐵基合金粉末、鎳基合金粉末和鈷基合金粉末。噴粉有許多優(yōu)點，省材料、質量好，但需要設備投資。1.3.2.5 表面處理后作密封面有些閥類的關閉件不能堆焊，如球閥的球體。如果是Cr不銹鋼制的球體可通過熱處理來提高表面硬度，如果是奧氏體鋼制作的球體由于其表面很軟就要用表面處理的方法來提高表面硬度，在提高硬度的同時還要考慮處理后表面的耐