這里講述的高溫閥門指使用工況溫度超過450℃的閥(fa)門(men)。根據工作溫度,分為:425~550℃級,550~650℃級,650~750℃級,750~850℃級,>850℃級。


1. 高溫(wen)閥門的(de)主體(ti)材料的(de)選(xuan)用


  425~550℃級(ji),取壓力-溫(wen)度(du)額定(ding)值高(gao)(gao)的高(gao)(gao)溫(wen)鋼(gang)(gang),優選鑄鋼(gang)(gang)WC9,其次是(shi)鑄鋼(gang)(gang)WC6,但兩(liang)者缺點(dian)是(shi)Cr含量(liang)較低,不(bu)具(ju)備抗硫(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)的性能。C5具(ju)備一定(ding)的抗氧化(hua)、抗硫(liu)和氫腐(fu)蝕(shi)(shi)的特性,缺點(dian)是(shi)成(cheng)本高(gao)(gao)。425~550℃級(ji)、550~650℃級(ji),如果選壓力-溫(wen)度(du)額定(ding)值高(gao)(gao)的耐(nai)熱(re)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料321和321H,其對(dui)應的鑄造合金牌(pai)號分別為CF8Ti、CF10Ti,因含Ti則會產(chan)生碳硫(liu)化(hua)鈦夾雜物,降低了塑性、沖(chong)擊韌(ren)性,并且抵抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能力下降,鑄造性難度(du)大(da),因此CF8、304、304H型耐(nai)熱(re)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)常用選擇。425~550℃級(ji)介質無腐(fu)蝕(shi)(shi)工況下,例(li)如水、蒸汽等介質,可選用WC6和WC9,由于C5的特點(dian)及其成(cheng)本低于高(gao)(gao)鉻鎳的耐(nai)熱(re)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),因而在Cr-Mo系高(gao)(gao)溫(wen)鑄鋼(gang)(gang)中使用最(zui)多。


  650~750℃級、750~850℃級,取(qu)壓力-溫(wen)度(du)額定值(zhi)高(gao)的耐(nai)熱不銹鋼材(cai)料,選用(yong)數值(zhi)最高(gao)的CF8M、316和(he)316H做(zuo)閥門主體材(cai)料。CK-20、310和(he)310H高(gao)Cr、Ni含量的特點使(shi)其(qi)在高(gao)溫(wen)工況下比其(qi)他(ta)耐(nai)熱不銹鋼更(geng)能抵(di)抗(kang)腐(fu)蝕和(he)氧化(hua),同時抵(di)抗(kang)高(gao)溫(wen)蠕變及抵(di)抗(kang)高(gao)溫(wen)斷裂的性能也優于其(qi)他(ta)耐(nai)熱不銹鋼。由于材(cai)料價格高(gao),一般(ban)只(zhi)用(yong)于特殊場合。


  >850℃級,必須應用增加隔(ge)熱襯里或通介質冷(leng)卻等特(te)殊的(de)結(jie)構設計。使用最多的(de)是(shi)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)耐火陶瓷(ci)。在(zai)此(ci)溫度下,控(kong)制(zhi)閥門的(de)溫度不(bu)僅僅靠(kao)材(cai)料,還要采用特(te)殊的(de)結(jie)構。


2. 閥門內件


  高(gao)溫閥門內件(jian)材(cai)料的選擇要(yao)(yao)考慮材(cai)料的膨脹(zhang)性質,同時考慮運動部(bu)件(jian)的擦傷(shang)可能。在無特別(bie)要(yao)(yao)求工況下,材(cai)料一般選用耐腐(fu)蝕(shi)、強度高(gao)的材(cai)料,像316不銹鋼,并且(qie)要(yao)(yao)在表面進(jin)行堆(dui)焊處理,采(cai)用堆(dui)焊鎢鉻鉆硬質合金或噴焊陶瓷。


3. 密封副(fu)設計(ji)


  閥體(ti)(ti)和(he)密(mi)封(feng)(feng)件銜接的(de)(de)地(di)方,利用堆焊硬(ying)質(zhi)合金來(lai)提(ti)升密(mi)封(feng)(feng)機構的(de)(de)硬(ying)度(du)。密(mi)封(feng)(feng)環(huan)(huan)內表面(mian)(mian)采(cai)用不銹(xiu)耐酸(suan)性(xing)(xing)鋼,型(xing)式采(cai)用外圓柱面(mian)(mian)加工(gong)環(huan)(huan)型(xing)溝槽,以(yi)便后續(xu)使用。為符合塑(su)性(xing)(xing)變形和(he)強度(du)方面(mian)(mian)的(de)(de)要(yao)求,密(mi)封(feng)(feng)環(huan)(huan)表面(mian)(mian)相對比閥蓋(gai)和(he)閥體(ti)(ti)工(gong)作面(mian)(mian),硬(ying)度(du)要(yao)小(xiao)。填(tian)料(liao)(liao)處結(jie)構上(shang)采(cai)用動(dong)負載結(jie)構,材(cai)料(liao)(liao)采(cai)用柔性(xing)(xing)石墨增強填(tian)料(liao)(liao),提(ti)升密(mi)封(feng)(feng)效(xiao)果。


4. 上密封(feng)結構的設計(ji)


  上(shang)密封(feng)的結構通常有(you)兩種方式,整體(ti)堆焊(han)和(he)分體(ti)式上(shang)密封(feng)座(zuo)(zuo)螺(luo)紋(wen)(wen)對接。分體(ti)螺(luo)紋(wen)(wen)對接,高溫下(xia),上(shang)密封(feng)座(zuo)(zuo)和(he)閥蓋兩者(zhe)材料不同(tong),因此熱(re)膨脹系(xi)數(shu)不同(tong),螺(luo)紋(wen)(wen)容易出現松動。為避免上(shang)述(shu)問(wen)題,一般采用點焊(han)的做(zuo)法(fa)將兩者(zhe)固定。


5. 高溫螺栓


  在高溫下,螺栓(shuan)緊固件容易出現應力松弛或螺栓咬死。結構上,采用粗牙螺紋,并合理加大中徑間隙可有效避免問題出現。


6. 法蘭端部


  高溫高壓閥門端(duan)部如選用(yong)(yong)法(fa)蘭,容易泄漏(lou),因此,工程上常用(yong)(yong)焊接。


7. 工(gong)程應(ying)用(yong)


  某蒸汽管(guan)道設(she)計(ji)溫度(du)580℃,設(she)計(ji)壓力14.5MPa,口徑NPS20,管(guan)子選(xuan)用(yong)A234-WP9,閥(fa)門主體材料選(xuan)用(yong)A217-C12A,閥(fa)門標(biao)準選(xuan)用(yong)ASME B16.34。




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