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钢制阀门的内部资料规范

日期：2013-02-06

内件主要指阀杆、闸板(阀瓣)与阀座密封副的密封面、上密封座等，在国外常以trim表示内件。
 内件资料的选用准绳是依据主体资料的状况、介质特性、构造特性以及零件所起的作用、受力状况综合思索的。关于常规的通用阀门在规范中已规则了内件资料或规则了几种资料由设计者依据详细状况选用。关于一些有特殊请求的阀门，如高温、高压、介质有腐蚀等工况条件，则需按工况条件选择内件资料。
 启闭件密封面资料
 启闭件即截断或调理介质流通的零件的统称，如闸板（阀瓣）、球体等。启闭件和阀座的密封面是阀门的主要工作面之一，资料选择能否合理以及它的质量情况直接影响阀门的功用和运用寿命。
 启闭件和阀座密封面的工作条件
 由于阀门用处非常普遍，因而阀门密封面的工作条件差别很大。压力能够从真空到超高压，温度能够从-269℃到816℃，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。从密封面的受力状况来看，它受挤压和剪切。从磨擦学的角度来看，有磨粒磨损、腐蚀磨损、外表疲倦磨损、冲蚀等等。因而，应该依据不同的工作条件选择相顺应的密封面资料。
 （1）磨粒磨损
 磨粒磨损是指粗糙的硬外表在软外表上滑动时呈现的磨损。硬资料压入较软的资料外表，在接触外表就会划出一条微小的沟槽，此沟槽所零落的资料以碎屑或疏松粒子的方式被推离物体的外表。
 （2）腐蚀磨损
 金属外表腐蚀时产生一层氧化物，这层氧化物通常掩盖在遭到腐蚀作用的部位上，这样就能减慢对金属的进一步腐蚀。但是，假如发作滑动的话，就会肃清掉外表的氧化物，使暴露出来的金属外表遭到进一步的腐蚀。
 （3）外表疲倦磨损
 重复循环加载和卸载会使外表或外表下层产生疲倦裂纹，在外表构成碎片和凹坑，最终招致外表的毁坏。
 （4）冲蚀
 资料的损环是由锐利的粒子冲撞物体而产生的，它与磨粒磨损类似，但外表很粗糙。
 （5）擦伤
 擦伤是指密封面相对运动的过程中，资料因摩擦惹起的毁坏。
 对密封面资料的请求
 理想的密封面要耐腐蚀、抗冲蚀、耐擦伤、有足够的挤压强度、在高温下有足够的抗氧化性和抗热疲倦性、密封面与本体有相近的线收缩系数、有良好的焊接性能与加工性能。
 上述这些对密封面资料的请求只是个理想状态，不可能有这样十全十美的资料。因而，选材要
 视详细状况处理主要矛盾。
 密封面资料的品种
 常用的密封面资料分为两大类：软质资料和硬质资料。
 软质资料
 通用阀门密封面常用的软质资料为各种橡胶、尼龙、氟塑料等，见表1-2-1。
 表1-2-1 通用阀门密封面常用的软质资料

序号	名 称	代 号	适用温度℃	适 用 介 质
1	自然橡胶	NR	-50～80	盐类、盐酸、金属涂层溶液、水、湿氯气
2	氯丁橡胶	CR	-40～80	动物油、植物油、无机光滑油、及PH值变化很大的腐蚀性泥浆
3	丁基橡胶	IIR	-30～100	抗腐蚀、抗磨损、耐绝大多数无机酸和酸液
4	丁腈橡胶	NBR	-30～90	水、油品、废液等
5	乙丙橡胶 （三元乙丙橡胶）	EPDM （EPM）	-40～120	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	-20～100	耐酸性好
7	硅橡胶	SI	-70～200	耐高温、低温、电绝缘性好、化学惰性大
8	氟橡胶	FPM （Viton）	-23～200	耐介质腐蚀优于其它橡胶，抗辐射、耐酸
9	聚四氟乙烯	PTFE （TFE）	-196～200	耐热、耐寒性优，耐普通化学药品溶剂和简直一切液体
10	可熔性聚四氟乙烯	PFA Fs-4100	≤180	多种浓度硫酸，氢氟酸、王水，高温浓硝酸，各种有机酸，强碱等
11	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
12	聚偏氟乙烯	PVDF (F2)	-40～150	耐化学性能很好,耐阳光和耐候性极好是强度最高和最硬的氟塑料
13	聚三氟氯乙烯	PCTFE (F3)	≤190	耐化学性能很好,耐阳光和耐候性极好,可在198℃下连续运用，强度和硬度比F46和PTFE高
14	聚烯烃	PO	≤100	耐各种浓度的酸、碱、盐、及某些有机溶剂的腐蚀、耐冲蚀、防静电、无毒
15	聚丙烯	PP	-70～100	耐化学性能和耐应力开裂性能极好,耐候性差
16	聚醚醚酮	PEEK	-46～300	是一种有优良力学性能和耐化学品的高强度耐高温树脂、有出色的耐磨性和尺寸稳定性用于阀门密封件
17	对位聚苯	PPl	≤300	根本同聚四氟乙烯
18	尼龙（聚酰胺）	NYLON	≤80	耐碱、氨

 

 注：（1）表中的适用温度是引荐性的平安运用温度,依据密封面构造和受力的不同适用温度也不尽相同。
 （2）表中的适用温度范围是这类产品的普通范围，每种产品都有多种牌号，适用温度也不尽相同。此外，运用场所不同引荐的运用温度范围也不同。
 （3）表中的称号是这类资料的统称，每种都有几个牌号，性能也不一样，如尼龙就有尼龙1010、尼龙6、尼龙66等等。丁腈橡胶有丁腈18、丁腈26、丁腈40等，选用时要留意不同牌号的性能。
 （4）氟塑料具有冷流倾向，即应力到达一定值时开端活动，在选用时要充沛思索其受力状态或构造上思索维护措施。
 （5）表中的引荐适用的介质范围也是拢统的，应用时要查这些资料与某种介质的相容性数据。
 硬质资料
 硬质资料的密封面主要是各种金属如铜合金、不锈钢、硬质合金等。
 铜合金
 JB/T 5300《通用阀门 资料》中规则灰铸铁阀、可锻铸铁阀、球墨铸铁阀的铜合金密封面资料牌号有：铸铝黄铜ZCuZn25Al6Fe3Mn3、铸锰黄铜ZCuZn38Mn2Pb2、铸铝青铜ZCuAl9Mn2、ZCuAl9Fe4Ni4Mn2，当然还有其它牌号如H62、巴氏合金（ZChPbSb16-16-2铅锑轴承合金）等。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，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℃，PN16（原规范为PN1.6MPa）氨阀。
 铬不锈钢
 铬不锈钢有较好的耐腐蚀性，常用于水、蒸汽、油品等非腐蚀性介质，温度-29～425℃的碳素钢阀门。但铬不锈钢耐擦伤性能较差，特别是在大比压的状况下运用很易擦伤。实验标明比压在20MPa下耐擦伤较好。关于高压小口径阀门常采用棒材或锻件其牌号为1Cr13、2Cr13、3Cr13制造的整体阀瓣，密封面经外表淬火（或整体淬火），其硬度值对2Cr13 HRC41～47、3Cr13 HRC 46～52为宜。国外规范中，如API 600 、BS 1873中对Cr13型密封面的硬度请求为最小HB 250，硬度差至少HB 50，资料牌号为ASTM A 182 F6a。关于大口径阀门其密封面常常采用堆焊，下面引见几种常用堆焊焊条。
 ① D507 契合GB EDCr-A1-15堆焊金属为1铬13半铁素体高铬钢。焊层有空淬特性，普通不需热处置，硬度平均，亦可在750～800℃退火软化。当加热至900～1000℃空冷或油淬后可重新硬化。焊前须将工件预热至300℃以上，焊后空冷HRC≥40。焊后如停止不同热处置可取得相应硬度。
 ② D507Mo 契合GB EDCrA2-15 堆焊金属为1铬13半铁素体高铬钢，有空淬特性，焊前不预热，焊后不处置，焊后空冷HRC≥37。
 ③ D577铬锰型阀门，堆焊焊条契合GB EDCrMn-C-15，焊前不预热，焊后不处置，抗裂性好，
 HRC≥28，与D507Mo配合运用。
 阐明：（1）D507Mo和D577两种焊条是为了替代Cr13型焊条，堆焊有硬度差的阀门密封面而配套研制的。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取得良好的抗擦伤性能。
 （2）堆焊层的高度加工后应在5mm以上，以保证硬度和成分稳定。
 （3）堆焊要按焊接工艺规则操作，焊接电流不可过大以避免焊条成分发作变化影响焊接质量。
 硬质合金
 硬质合金中最常用的是钴基硬质合金也称钴铬钨硬质合金。钴基硬质合金的特性是耐腐蚀、耐磨、抗擦伤，特别是红硬性好，即在高温下也能坚持足够的硬度，此外加工工艺性适中，其许用比压80～100MPa，国外材料引见155MPa。适用温度范围-196℃～650℃，特殊场所可达816℃。但是，它在硫酸、高温盐酸中不耐腐蚀，在一些氯化物中也不耐腐蚀。
 常用牌号：STELLITE N0.6 契合AWS ECoCr-A 、GB EDCoCr-A-03，也相当D802，焊后硬度≥HRC40，焊前依据工件大小停止250～400℃预热，焊时控制层间温度250℃，焊后600～750℃保温1～2小时后随炉缓冷或将工件置于枯燥和预热的沙缸或草灰中缓冷。
 其它牌号还有STELLITE N0.12 契合AWS ECoCr-B 、GB EDCr-B-03，也相当D812，焊后其硬度≥HRC41。
 以上两种是钴基硬质合金电焊条。钴基硬质合金还有焊丝，能够停止氧—乙炔堆焊或钨极氩弧焊， 牌号：STELLITE N0.6焊丝契合AWS：RCoCr-A也相当HS 111 ，常温硬度HRC 40～46；STELLITE N0.12契合AWS：RCoCr-B也相当HS 112 ，常温硬度HRC 45～50。
 为确保硬质合金（钴基）的焊接质量，焊前都要对工件预热，焊时控制层间温度，焊后保温处置，详细操作要依据焊接工艺或焊条阐明书施焊。
 等离子喷焊密封面
 等离子喷焊用的是合金粉末，类型有铁基合金粉末、镍基合金粉末和钴基合金粉末。喷焊具有省资料、质量好等优点，但设备投资较大。
 外表处置后作密封面
 有些阀类的启闭件不能堆焊，如球阀的球体等，这时可经过外表处置来进步外表硬度和耐蚀性能。如对Cr不锈钢球体可经过热处置来进步外表硬度，对奥氏体钢球体由于其外表很软就要用外表处置的办法来进步外表硬度和耐蚀性。
 常用的外表处置方法有：镀硬铬、化学镀镍、镀镍磷合金、氮化、多元复合氮化、喷涂等。
 不锈钢密封面
 不锈钢密封面大多为在本体资料上直接加工出密封面，即304或CF8的阀体在其上直接作出密封面，除了304、CF8外还有316、CF8M、304L、CF3、316L、CF3M、FA20、CN7M等。