钢制阀门内件材料选择 内件材料 钢制阀门内件材料选择 选型钢制阀门内件材料 阀门内件材质
之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍内件是指阀座密封面、启闭件密封面、阀杆、上密封座以及内部小零件，不同的阀类内件的
名称，要求也不尽相同。
内件材料的选择原则是根据壳体材料的情况，介质特性、结构特点、零件所起的作用以及受力情况综合考虑的，一些通用阀门标准已规定了内件材料，有的对某种零件规定了几种材料，让设者根据具体情况选用，国外标准规定得比较详细，不仅规定材料还规定了硬度，如IS010434：1998和ANSI/API600-2009《石油天然气工业螺栓连接阀盖钢制闸阀》规定了13Cr的内件密封面zui低硬度为200HB，配对密封面之间至少要有不小于50HB的硬度羞，阀杆的硬度为200 - 275HB，上密封座zui低硬度为250HB，有些产品没有标准规定，就要根据具体情况进行选择。阀门的阀体选择一般有不锈钢材料（CF8、CF3、CF3M、CF8M）铸钢材料（碳钢材料）、铸铁材料（灰铸铁，求墨铸铁）、铬钼钢、铬钼钒钢、塑料，UPVC塑料，纯钛，纯镍。一般有腐蚀性，温度高压，清洁性，不想生锈的情况下选择不锈钢材料，简称不锈钢阀门（不锈钢球阀，不锈钢闸阀，不锈钢截止阀，不锈钢针型阀，不锈钢仪表阀，不锈钢止回阀，不锈钢放料阀，不锈钢蝶阀，不锈钢安全阀，不锈钢柱塞阀，不锈钢减压阀）等。如果一般走水，蒸汽，导热油等情况下一般选择铸钢（碳钢阀体的）阀门便可，前提是不可有腐蚀性，一般温度可达到425度。铸铁材料类一般用在排水系统，如高层建筑，社区消防，排污管道等等。高温高压的可选择铬钼钒钢或铬钼钢，一般为电厂阀门。而走水或者腐蚀性介质，压力不高，温度不高的情况下可选择UPVC等塑料材料。 钢制阀门内件材料选择阀门内部零件（阀芯）的选择： 阀门内部一般不锈钢阀门的内件都是选择与阀体一样的材料，密封可根据工况选择本体或者更好的如STL硬质合金。而铸钢（碳钢）的内件一般为2CR13不锈钢铁或不锈钢304，密封可选择H不锈钢密封或STL硬质合金。如衬氟类的，阀体铸钢内衬氟塑料，球体应该选择304不锈钢以及更好的如316等。而铸铁的阀芯一般阀杆为不锈钢铁或20#钢，密封面zui常用的为铜合金密封以及本体铸铁材料。塑料的一般球体为304或陶瓷。 上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀由于介质流动方向的改变，中国石油管道阀门，日本TLV公司生产的J10型号浮动球阀。为了正确选择及安装阀门，应具体根据工况的介质、温度、压力等要求做出相应的选择。故阀门的关闭速度和顺溜介质正确匹配。必须避免阀门关闭件运动的以下几条可以做为判断依据。在阀门zui后被焊接，焊接前的预热。阀门的密封区，从阀门安装于使用开始就要严格按照规定使用。在任何一总制造商，阀门在环境中进行高温，低温实验，开关检验。按照API6D，GB等标准的规定，必须严格按照，才能更安全，更有效。国内大部分的闸板?；ざ计毡椴捎肁S2638标准，阀杆密封采用三道O形圈结构，可以有效减低阀门的启闭转力矩。 
6.2.1密封面材料（阀座和启闭件密封面）
阀座密封面和启闭件密封面是阀门的重要工作面之一，选材是否合理以及它的质量状况直接影响阀门的功能和寿命。
1．密封面的工作条件
由于阀门用途十分广泛，因此，阀门密封面的工作条件差异很大，工作压力町以从真空到超高压，工作温度可以从- 269 - 816qC，有些场合工作温度可达1200C，介质从非腐蚀性到各种酸、碱等强腐蚀性，从密封面的受力情况来看，受挤压、剪切，从摩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。因此，应该根据不同的工作条件选择相适应的密封面材料。
(l)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，硬材料压人较软的材料表面，在软表面上滑动时出现的磨损，莅接触表面就会划出·一条微小的沟槽，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。
(2)腐蚀磨损金属表面腐蚀时产生·层氧化物，这层氧化物通常覆盖在受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，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迸一步腐蚀。
(3)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，zui终导致表面的破坏。
(4)冲蚀材料损坏是由锐利的粒子冲撞物体表面产生的，它与磨粒磨损相似，但表面很粗糙。
(5)擦伤擦伤是密封面相对运动的过程中，材料因摩擦引起的破坏。
2．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，在高温下有足够的抗氧化性和抗热疲劳性，密封面材料与本体材料有相近的线胀系数，有良好的焊接性能和冷热加工性能。
上述这些要求是理想状态的，不可能有这样十全十美的材料，因此，选择材料要根据具体情况，解决主要矛盾。
3．密封面材料的种类
常用的密封面材料分为两大类：软质材料和硬质材料即非金属材料和金属材料。
(1)软质材料（非金属材料）软质材料为各种橡胶、尼龙、氟塑料等。具体名称、伐号、适用温度和适用介质见表6-54。表6-54软质密封面材料 甩场合不同，推荐的使用温度范围也不同。
2表中的名称是这类材料的统称，每种都有几个牌号，性能也不一样，如尼龙就有尼龙1010、龙6、尼龙66增强聚四氟乙烯有l5%玻璃纤维，5%M。s2，有20%玻璃纤维，有60% PEEK2u.o石墨，有l5% PEEK5qo石墨等，选用时要注意不问牌号的性能。3-氟塑料具有冷流倾向，即应力达到一定值时开始流动，例如聚四氟乙烯，如果在结构上没有虑?；ご胧?，在一定应力F，即会产生冷流失效。
4表中的适用介质只是推荐的，也是笼统的，应用时要查这些材料与某种介质相溶性数据。
(2)硬质材料（金属材料）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、碳化钨等。
1)铜合金：JB/T 5300-2008《工业用阀门材料选用导则》中规定灰铸铁制阀门、町锻铸铁ll阀门、球墨铸铁制阀门的铜合金密封面材料牌号有：铸铝黄铜ZCu2n2l6Fe3 Mn3，铸锰黄铜ZCu2n38Mn2Pb2，铸铝青铜ZCuAl9Mn2，ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、铜合金制阀门的启raJ件材料有：黄铜H62. HPb59-1，铝青铜QAL9-2. QAL94等。此外，还有巴氏合金（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，但硬度低、强度低，不耐氨和氯水腐蚀，适用介质温度≤2500C，但巴氏合金耐氨及氨水腐蚀，熔点低、强度低，适用于温度≤70℃、PN≤2.5MPa的氨阀。
2)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，工作温度$4250C的碳索钢阀门，但耐擦伤性能较差，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以下耐擦伤性能较好，对于高压小口径阀门常采用棒材或锻件，其牌号为12Cr13、20Cr13、30Cr13制作的整体阀瓣，密封面经表面淬火（或整体淬火）其硬度值对20Cr13为41 -47HRC，30Cr13为46 - 52HRC为宜，国外标准中如API600 - 2001中对13Cr密封面的硬度要求为zui小250HB，硬度差50HB，材料牌号为ASTMA182/A182MF6a。对公称尺寸较大的阀门其密封面往往采用堆焊，下面介绍几种堆焊焊条。
①堆507符合GB/T 984-2001( EDCr-AI-15)，堆焊金属为12Cr13半铁索体高铬钢，堆焊层有空淬特性，一般不需要热处理，硬度均匀，亦町在750 - 800℃退火软化，当加热至900 -1000'C空冷或油淬后可莺新硬化，焊前需将工件预热至300℃以上。焊后空冷，硬度达≥40HRC，焊后如进行不同热处理可获得相应硬度。
②堆507钼符合GB/T 984-2001【EDCr-A：-15），堆焊金属为12Crl3半铁索体高铬钢，有空淬特性、焊前不预热，焊后不处理，焊后空冷，硬度达≥37HRC。
③堆577铬锰型阀门堆焊条，符合C;B/T 984-2001（EDCrMn-C-15），焊前不预热，焊后不处理，抗裂性好，硬度达≥28HRC，与堆507钼配合使用。
（D关于堆焊焊条的说明
⑧D507钼和堆577两种焊条是为替代Cr13型焊条堆焊有硬度差的阀门密封面而配套研制的，D507钼堆焊金属硬度较高，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。
（D堆焊层的高度加工后应在5 mm以上，以保证硬度和化学元素质量分数稳定。
⑥堆焊要按焊接工艺规定操作，焊接电流不可过大，以防止焊条化学元素质量分数发生变化，影响焊接质量。
3)硬质合金：硬质合金中zui常用的是钻基硬质合金，也称钴铬钨硬质合金，它的特点是耐腐蚀、耐磨、抗擦伤，特别是红硬性好，即在高温下也能够保持足够的硬度，此外，加工工艺性适中，其许用比压在80 - IOOMPa，适用温度范围- 196 - 650C，特殊场合达8160C，但是，它在硫酸，高温盐酸中币耐腐蚀，在一些氯化物中也不耐腐蚀。
常用牌号：SLITENo．6，符合AWS（美国焊接协会）ECoCr-A，中国国家标准CB/T ED-CoCr-A-03即D802（堆802），焊前根据工件大小进行250 - 4000C预热，焊时控制层间温度250℃，焊后600 - 750℃保温1-2h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。
其他牌号还有SLITE2，符合AWS ECoCr-B，中国国家标准EDCr-B-03，即堆812，焊后硬度达≥4IHRC。
以E两种是钴基硬质合金电焊条。钴基硬质合金还有焊丝，可以进行氧一乙炔堆焊或钨极氩弧焊，牌号为SLITENo．6焊丝，符合美国焊接协会标准AWS RCoCr-A，也相当于HSlII，常温硬度为40 - 46HRC。SI．ITE2符合AWS RCoCr-B，也相当于HS112，常温硬度为44 -50HRC．
硬质合金（钴基）焊接都要对工件预热，焊时控制层间温度，焊后热处理，要根据经评定的焊接工艺施焊。
4)等离子喷焊合金粉末：等离子喷焊用合金粉末，类型有铁基合金粉末、镍基合金粉末、钴基合金粉末。喷焊有许多优点：省材料、质量妤、易机械加工，但需要喷焊设备，焊前也作焊接工艺评定。
5)表面处理后作密封面：有些阀类的关闭件不能堆焊，如球阀的球体，如果是Cr不锈钢的255球体可以通过热处理来提高表面硬度。如果是奥氏体不锈钢制作的球体，由于其表面很软，就要采用表面处理的方法来提高表面硬度。在提高硬度的同时还要考虑处理后表面的耐磨蚀性。
常用的表面处理方法有：镀硬铬、化学镀镍、镀镍磷合金、氮化、多元复合氮化等。
6)奥氏体不锈钢：奥氏体不锈钢密封面大多以本体材料作密封面。即在ASTM A351/A35IM标准中的CF3、CF8、CF3M. CF8M、CF8C、CN7M和ASTM A182/A182M标准中的F304、F316、F304L. F316L等材料的阀体上赢接加工出密封面，这种材料的密封面硬度较低，但抗擦伤性较好，同时耐腐蚀也能耐高温。
7)其他密封面材料：见表6-55。表6-55其他密封面材料
(3)密封面材料的配对JB/T 308-2004《阀门型号编制方法》中第五单元为密封面材料代号：其代号H-Cr13钢、y一硬质合金、W-阀体本身材料，并规定当两密封面材料不同时，用低硬度的材料表示。
代号为H的配对：13Cr/13Cr、13 Cr/STL、13 Cr/18—8：
代号为Y的配对：STL/STL;
代号为W的配对：W/W、W/STL。
随着阀门行业的发展，密封面的配对远不止以上这些，以上是常用的内件组合。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀
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