4.5.2阀内件的材料
4.5.2阀内件的材料
阀内件主要是阀芯、阀座、阀杆、套筒、导向衬套、填料函等零件。这些零件的表面绝对不能有损坏,不能有压痕、沉渣、氧化和塑变,否则调节阀就无法实现调节功能。
选择调节阀阀内件材料的主要依据是耐磨性、耐腐性和耐温性。
(1) 耐磨性
阀芯和阀座材料的磨掼会引起阀门的泄漏,改变了流量特性。如果磨损很严重,会形成一条新的小流路,甚至把阀内件的薄壁穿透。
磨损的基本形式可能是固体颗粒的研磨、高速流体的冲击、空化产生的气蚀等作用^为了提高耐磨性,必须增大表面硬度。在有闪蒸和空化的情况下,应该采取有效的方法:在材料方面,当阀内件较小时,可以用整体的特殊硬质合金,也可以用特殊的方法在母体材料上堆焊或喷焊这些特殊合金各种阀内件的主要材料见表4-13。
(2) 酎腐性
流体介质的腐蚀性如何是选择材料的重要因素。表4-14用来指出与某种流体接触而发 生反应时应如何适当地选择材料。但是,表中的推荐并不是绝对的,因为材料的适应性还与浓度、温度、压力、杂质等因素有关,该表格只能作为一个参考表。
在考虑腐蚀性时还要注意下面几点:
a.对强腐蚀介质,选择耐腐材料必须根据介质的种类、浓度、温度、压力等具体条件 来进行选择;
b.阀内件与阀体应分别对待,阀体内壁节流速度小,允许其腐蚀率可以大一些,大约为1mm/年,而阀内件受流体高速冲刷,腐蚀会使泄漏加剧t其腐蚀率要控制在0.1mm/年 之内;
c.选择耐腐蚀材料要参照一些比较成功的应用实例,必须了解工艺条件。许多工厂都 有比较成功的阀内件材料应用经验,要注意收集这些经验并加以使用。
(3) 耐温性
耐高温材料指阀内件材料的工作温度髙于250℃以上。用于高温的阀内件材料应该 考虑的特性有抗拉强度、屈服限、蠕变(450℃以上)、热硬性、冲击强度和老化。同时还要 考虑到抗锈蚀、热处理温度及塑性变形。
在髙温下工作的材料,其屈服限和抗拉、抗压强度都降低。在450℃以上还会发生“蠕变”即材料在承受的载荷下连续地变形。当应力低于此给定温度下的屈服强度时还发生塑变,由于温度的升髙,会使可动零件之间间隙变小、卡住和粘结温度的循环变化对阀门的密封垫、阀座垫片及导向衬套都会产生不良影响。
热硬性很重要,它使材料保持髙温硬度,防止阀座的密封面受损,还能防止塑变。材料还必须有抗锈蚀能力,以防高温时阀内件表面层被分层剝落。塑变是和温度、配用的材料、表面光洁度、硬度和载荷有关的。高温会使金属退火或软化,增加塑变趋势,而塑变的不良影响是阀门被卡住,接合面拫伤,操作力增大。
耐低温材料在低温工作的材料要保证其低温性能,主要是保证其冷冲击强度。阀内件必须有足够的冷冲击强度,才能防止裂断。碳和铬的合金钢在低于-20℃;时会很快失去抗冲击强度,所以使用温度分别限制在-30℃和-50℃。含镍量为3.5%的镍钢可以使用到_100℃,含镍量9%的镍钢可以使用到-192℃。奥氏体不锈钢、镍、蒙乃尔合金、哈氏合金、钛、铝合金及青铜可以使用到更低的温度(-273℃)。