第三篇 材 料

第一节 主体材料  一、概述：  按使用工况分，现行国内外钢制阀门常用的主体材料按工况条件主要分为4 大类,  即普通碳钢(WCB、WCC等) 、普通低温钢(LCB、LC2 、LC3 等) 、高温钢(WC6 、WC9 、 ZG15Cr1Mo 等) 、不锈钢(CF8 、CF8M、CF3 、CF3M 等) 。  按成型方法分分，一般情况下采用铸件的形式较多。但由于有些工况条件要求不允 许采用铸件或采用其他类毛坯更为合理等情况下, 便应根据具体情况选用锻件、锻焊或 板焊等结构, 就需要采用铸件的变形合金。其变形合金与铸件的性能要求一般相同, 但 其化学成分略有差别, 其原因是在保证性能的前提下, 铸件需要有较好的铸造性能, 其 他的变形合金材料应有较好的塑性以便加工。阀门主体材料的变形合金主要有锻件、板 材和管材。这样按材料的成型工艺不同, 其主体材料又可分为铸件、锻件、板材和管材  二、材料大类：  阀体、阀盖和闸板（阀瓣）是阀门主要零件之一，直接承受介质压力，所用材料必 须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。常用材料有下面几种：  1、灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力 PN≤1.0MPa，温度为－10℃～200℃的水、蒸汽、空 气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为：HT200、HT250、HT300、HT350。  2、可锻铸铁：适用于公称压力 PN≤2.5MPa，温度为－30～300℃的水、蒸汽、空气及油 介质，常用牌号有：KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。  3、球墨铸铁：适用于 PN≤4.0MPa，温度为－30～350℃的水、蒸汽、空气及油品等介质。 常用牌号有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。根据经验，建议 PN ≤2.5MPa，阀门还是采用钢制阀门为安全。  4、耐酸高硅球墨铸铁：适用于公称压力 PN≤0.25MPa，温度低于 120℃的腐蚀性介质。  5、碳素钢：适用于公称压力 PN≤32.0MPa，温度为－30～425℃的水、蒸汽、空气、氢、 氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有 WC1、WCB、ZG25 及优质钢 20、25、30 及低合 金结构钢 16Mn。  6、铜合金：适用于 PN≤2.5MPa 的水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度－40～ 250℃的蒸汽介质，常用牌号为 ZCuSn10Zn2(锡青铜），H62、Hpb59—1（黄铜）、QAZ19 —2、QA19—4(铝青铜)。  7、高温钢：适用于公称压力 PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽及石油产品。常用牌号有 ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9 等牌号。具体选 用必须按照阀门压力与温度规范的规定。  8、低温钢，适用于公称压力 PN≤6.4Mpa,温度≥—196℃乙烯，丙烯，液态天然气，液氮 等介质，常用牌号）有 ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9  9、不锈耐酸钢，适用于公称压力 PN≤6.4Mpa 、温度≤200℃硝酸，醋酸等介质，常用牌 号 有 ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、 ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>。  三、阀门常用主体材料  1、碳素钢  1）碳素钢铸件  适用于非腐蚀性介质，在某些特定条件下，如在一定范围内的温度，浓度条件下 也可用于某些腐蚀性介质。适用温度-29℃~425℃。（常用于水、蒸气、油等非腐蚀介质） 目前国内采用的现行标准是GB12229-89《通用阀门 碳素钢铸件技术条件》，材料牌 号为WCA、WCB、WCC。该标准是参照美国材料实验协会标准ASTM A216《高温用可熔焊碳 钢铸件标准规范》制定的。另外国内还常用ZG230-450 ZG25等，常用WCB代替。  国外一般都制定了用于阀门主体材料的碳钢铸件标准。国际上常用的为ASTM  A216/A216M 中的WCA、WCB、WCC , 其牌号的基本含义是: W 表示可焊接的, C 表示为铸 造的, A、B、C 则表示碳素铸钢的强度等级, 其中A 为较低强度的, B 为中等强度的, C  为较高强度的。一般最常用的为中等强度的WCB 牌号的可焊接的碳素铸钢。当强度要求 较高时, 应采用WCC , 因为WCC 中的Mn 的含量较高, 对钢的强化作用提高,σs  值也随之提高。

2）碳素钢锻件  我国根据需要也制定了适用于阀门主体材料要求的碳钢锻件标准。其常用的有GB  12228 和JB 4726。  制造锻造阀门主要承压件、阀体、阀盖的材料最常用的牌号是GB699《优质碳素钢结 构钢技术条件》中的20.25.30.35.40以及25Mn. 一般习惯上中压锻钢阀采用25号钢制作 承压件，35号40号用于制作PN16.0Mpa、PN32.0Mpa锻造角式高压阀承压件。PN14.0Mpa的 缩径锻钢阀承压件常用25或25Mn制作。应注意锻件锻造后必须进行热处理，25号钢（包 括25号）以下采用正火处理。

注意事项:  ⑴ ASTM A105 并不是我国的 25 号钢或 25Mn 钢，虽然其主要化学成分相当于我国的 25Mn，但 ASTM  A105 对其杂质元素 Cu、Ni、Cr、Mo、V、Nb 的控制以及 C、Mn 的含量的关系都有控制要求。  ⑵ 锻钢阀门是否需要进行材料的力学性能检测是根据产品设计要求决定的，对于低碳钢只要化学 成分合格，正火的热处理工艺正确，他的力学性能就是一定的，不象中碳钢和高碳钢可以按淬火后的不同回火温度得到不同的力学性能。对于锻造高压阀门如 PN16.0Mpa.PN32.0Mpa 或更高压力的锻 钢阀由设计决定采用的材料应达到的机械性能。根据所要求的机械性能确定回火温度，以达到材料 的性能符合设计要求。 ASTM A105 为适用于阀门主体材料的碳钢锻件标准。标准中对材料的化学成分和力 学性能进行了规定 , 同时还对钢材的冶炼方法, 制造要求、热处理方式和化学成分及力 学性能的执行标准都作出了规定。  2、普通低温钢  1）低温钢铸件：  一般低温系指小于-29℃至-196℃范围内。小于-196℃至-269℃为超低温范围。石 化企业规定低于-20℃就算低温。一般碳素钢、低合金钢、铁素体钢在低温下韧性急剧下 降，脆性上升，这种现象叫材料的冷脆现象。  ASTM A352/ 352M 标准中规定了适用于低温工况条件下阀门主体材料的马氏体和铁 素体钢的铸件。该标准中共有LCA、LCB、LCC、LC1 、LC2 、LC2 - 1 、LC3 、LC4 、LC9  和CA6NM 等9 种低温钢铸件牌号, 其适用的低温等级从- 32 (LCA) ～- 196 ℃ (LC9) 。 钢号中的L 表示低温用钢, C 表示材料的类型为铸件, 后面的A、B、C 表示属于碳钢类 系列, 是按钢适用温度的高低排列, 越排后的其力学性能越好、低温性能越好及冲击试 验的温度越低, 分别是LCA ( - 32 ℃) > LCB 和LCC( - 46 ℃) 。虽然LCB 与LCC 的冲 击试验温度都是- 46 ℃, 但3 个试样的平均值和3 个试样中的最小值LCC 都大于LCB。 第3 位用阿拉伯数字表示的表明其是属于合金钢类, 数字越大表明其低温性能越好, 低 温冲击试验的温度越低。分别是LC1 ( -59 ℃) > LC2 和LC2 - 1 ( - 73 ℃) > LC3 ( -  101 ℃) > LC4 ( - 115 ℃) > LC9 ( - 196 ℃) 。其中常用的LCB、LC1 、LC2 和LC3 已 被转化为我国的阀门用低温钢铸件标准JB/ T 7248 , 按其主要化学元素依次被称为低温 碳钢、0.5Mo 钢、2.5Ni钢、3.5Ni 钢。  注：低温冲击试验   用铁素体钢如 LCA、LCB、LCC、LC1、LC2、LC3 制造的低温阀们主要零件特别是铸件，在低 温下有明显的低温脆性，在低温下使用时必须达到一定的韧性，在低温下使用必须达到一定的 韧性指标才能使用。因此，这些材料要进行最低使用温度下的冲击试验。其方法是把试块放在 冷却介质中浸 15 分钟，然后在 5 秒钟内迅速试验完毕。冲击试样为夏氏 V 形缺口冲击试样（10mm ×10mm）。上述各种材料的冲击能量指标即为夏氏 V 形缺口冲击试样（10mm×10mm）指标。  ASTM A352/ A352M及JB/T7248 中常用低温钢铸件化学成分和力学性能 

2)低温钢锻件：ASTM A350/ 350M 中的LF1 、LF2 、LF3. JB 4727 为我国低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件标准, 阀门主体材料可以选 用。在该标准中列出了20D、16MnD、16MnMoD、09Mn2VD、09MnNiD、20MnMoD、08MnNiCrMoVD 和10Ni3MoVD等8 种钢号。  4、高温铬钼钢：   高温情况下金属材料的力学性能与常温下的力学性能存在很大差异, 其总的特点 是温度越高, 强度越低。而且在一定应力的作用下, 变形量随着时间的增加而增大。这 种现象就是金属的蠕变现象。  1）高温钢铸件：  ASTM A217/ A217M 中的高温承压用马氏体不锈钢和合金钢铸件适用于高温工况条 件的阀门主体材料。在该标准中共包括1 个牌号的马氏体不锈钢和9 个牌号的铁素体合 金钢, 按钢种可分碳钼钢(WC1 ) 、镍铬钼钢( WC4 、WC5 ) 、铬钼钢(WC6 、WC9 、WC11 、 C5 、C12 ) 和铬钼钒钢(CA12 、CA15) 。钢中的W 表示为可焊接性, 说明其具有较良好 的焊接性能。C 表示为铸钢, 后面的数值表示高温合金钢适用工作温度高低的排列顺序。 数值越大, 表示其适用温度越高。以介质为水和蒸气为例。其可焊性的几种高温钢的最 高使用温度分别是: WC1 ( ≤450 ℃) < WC4 ( ≤540 ℃)< WC5 ( ≤565 ℃) ≤WC6 ( ≤ 595 ℃) < WC9( ≤600 ℃) 等。在ASME B16134 中规定, 当连接形式采用法兰连接时, 使 用温度的最高限额为540 ℃, 当超过540 ℃时, 适用的最高温度只适用于对焊连接的阀 门。在这些钢种及钢的牌号中, 使用最广泛的应属铬钼钢中的WC6 、WC9 和C5 。WC6 和 WC9 广泛应用于电力和热力系统等介质为水和蒸气的高温高压状态中,虽然这两个钢号 我国没有正式转化为国内标准,但在JB/ T 3595电站阀门的技术条件中,已列入其选用的 材料,并对其压力2温度等级做出了具体规定。C5 适用于含S热态石油介质,同时还具有抗 氢腐蚀能力,因此广泛应用于石油炼制及乙烯生产含硫介质的高温中。用于介质为蒸汽和油品的阀门,应有足够的安全可靠性,通常规定的工作温度是WC6 ≤540 ℃,WC9 ≤ 570 ,C5 ≤550 ℃。

2）高温钢锻件：  国际上应用于阀门主体材料高温铬钼钢锻件标准最具有代表性的应为ASTM A182/  A182M 中的低合金钢种。其中的F11.2级和F11.3级、F22.1级和F22.3 级、F5 和F5a 分 别为常用铸件WC6 、WC9 和C5 的变形合金。

ASTM A182/ A182 中常用Cr2Mo 高温钢的化学成分和力学性能

5、奥氏体不锈钢：  Cr 是决定不锈钢抗腐蚀性的主要元素。Cr 可以使不锈钢在腐蚀介质中产生钝化现 象, 即表面上形成一层很薄的保护膜。同时Cr 能有效地提高电极电位。当含Cr 量达12.5  %时, 合金电极电位由负变正, 因此不锈钢一般含Cr 量均需达13 %以上。钢中含Cr 量越 高, 抗腐蚀性能越好。此外,Cr 对钢的力学性能和工艺性能都有很好的作用。  1)不锈钢铸件：  目前国际上推荐使用的阀门主体材料用不锈钢很多。ASTM A351/ A351M 中就有20  余种, 其中大多数为奥氏体不锈钢, 最常用的有CF3 、CF8 、CF3M、CF8M 和CF8C 等。 其基型为18Cr - 8Ni奥氏体不锈钢。牌号中的C 表示为使用温度在650 ℃以下的不锈钢 铸件, 第2 个字母表示不锈钢中含Ni 量, 其英文字母越靠后, 含Ni 量越高, F的含Ni量为8.0 %～12.0 % , 数字代表含C 量的最大值(以万分之几表示) , 后面的M 和C 等表 示在铬镍含量为18 - 8 的基础上添加其他的不同合金元素, M 表示Mo , C 表示Nb 等。 加Mo 是提高再结晶温度, 增加了高温下抗蠕变的性能进而改善其耐热性, 加Nb 是使Cr  的碳化物减少, 增加晶间含钼量, 提高抗晶间腐蚀的性能.

几种常用奥氏体不锈钢铸件化学成分和力学性能

我国于1989 年制定了GB 12230 阀门用奥氏体铸钢件技术条件。  常用不锈钢对比：  CF8==304 CF8M==316 CF3=304L CF3M==316L  口决：带M的是316型，带3的后面加L。 带L的为低碳型不锈钢，例：304L比304的碳量要低,主要用防晶间腐蚀场合中。  2）不锈钢锻件：  ASTM A182/ A182M 标准中列出的34 种奥氏体不锈钢锻件中, 与前面提到的常用5  种铸件相对应的变形合金牌号为F304 、F316 、F304L 、F316L 和F347 。牌号中的F 表 示制造工艺为锻造或轧制, 3 表示为奥氏体不锈耐酸钢系列, 304 为常用的含碳较低的 18Cr - 8Ni 类奥氏体不锈钢(通用型为302) , 316 为304 的基础上加Mo 用以改善钢的 耐热性; 后面加L 表示为低碳的304 或316 ,用来改善其耐蚀性能。F347 是在F304 的基 础上加Nb 而增加奥氏体化进一步减小晶间腐蚀倾向 。标准中对补焊要求做出了具体规 定, 如焊条牌号, 焊后最低热处理温度等。

在我国的JB 4728 压力容器用不锈钢锻件标准中, 有6 种为奥氏体不锈钢, 其中前面提到的铸件变形合金有4 种, 分别为0Cr18Ni9 、00Cr19Ni10 、0Cr17Ni12Mo2 和 Cr17Ni14Mo2 , 而还有一种0Cr18Ni10Ti 则与A182/ A182M 中的F321 相当,F321 是在 F304 的基础上加Ti 而改善晶间腐蚀倾向, 其作用与Nb 相同。

国内钢制阀门常用主体材料简表

四、其它材料  1、17-4PH：  此合金是由铜、铌/钶构成的沉淀硬化马氏体不锈钢，具有强度高、硬度高和抗腐 蚀等特点。经过热处理后，机械性能更加好。  2、INCONEL（英科镍）：如:Inconel800  3、Monel(蒙乃尔): 蒙乃尔的耐蚀性容一般情况下比镍铜更优越，它比纯镍更耐还原性介质的腐蚀，比 纯铜耐氧化性介质的腐蚀对硫酸、磷酸、碳的耐蚀性非常好，特别是耐氢氯酸的腐蚀， 对热浓碱也有优良的耐腐性。此外，还耐中性溶液、高温卤素、海水、大气及多种有机 化合物的腐蚀。其典型的成分70%Ni和30%的Cu,如:Monel400  4、20号合金：  5、哈氏合金：  五、各国材料对比

第二节 常见零件材料  一、概述  内件是指密封面、阀杆、衬套（上密封座）等，不同的阀类，内件的名称要求也不 尽相同。  内件材料的选用原则是根据主体材料的情况，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。有些通用阀门标准规定了内件材料。有的对某种零件规定 了几种材料,设计者根据具体情况选用。国外标准规定的比较细，不仅规定材料还规定 硬度，如 API600《螺栓和压力密封式阀盖的法兰和对焊连接的钢闸阀》规定 Cr13 的内 件密封面最低硬度 HB≥250，两密封面间最小硬度差 HB 50，阀杆硬度 HB200-275，上密 封座硬度 HB≥250。有些产品没有标准规定，就要根据具体情况来进行选择。  二、密封面材料  1、材料：关闭件的密封面是阀门的主要工作面之一，选材是否合理以及它的质量状况 直接影响阀门的功能。  1）阀门密封面的工作条件  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。压力可以从真空到 超高压，温度可以从-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、碱等强酸腐蚀性介质。从密封面的受力情况来看它受挤压、剪切。从摩擦学的角度来看有摩擦磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损冲蚀等等。因此，应该根据不同的 工作条件选择相应的密封材料。  a.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。硬材料压入较软的材料表面，在 接触表面就会划出一条微小的沟槽，此沟槽所脱落的材料碎屑或疏松粒子的形式被推离 物体的表面。  b.腐蚀磨损   金属表面腐蚀时产生一层氧化物，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进一步的腐蚀。  c.表面疲劳腐蚀  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， 最终导致表面的破坏。  d.冲蚀  材料损坏是由锐利的粒子冲撞物体而产生的。它与磨粒磨损相似，但表面很粗糙。  e.擦伤：  擦伤是指密封面相对运动的过程中，材料因摩擦引起的破坏能和寿命。  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，密封面材料与本体有相近似的线膨胀系数，有良好的焊接性能， 加工性能。  上述的这些要求是理想状态，不可能有这样十全十美的材料，因此，选材是要视具 体情况解决主要矛盾。  3） 密封面材料的种类  常用密封面材料分为两大类，软质材料和硬质材料。

1．软件材料

2．硬材料  硬质材料的密封面主要是各种金属，如铜合金、不锈钢、硬质合金等  ⑴ 铜合金：JB/T5300《通用阀门材料》中规定的灰铸铁阀、可锻铸铁阀、球墨铸钢阀 的铜合金密封面材料牌号有：铸铝黄铜 ZCuZn25Al6Fe3Mn3，铸锰黄铜 ZCuZn38Mn2Pb2， 铸铝青铜 ZCuAL9Mn2、ZuAl9Fe4Ni4Mn2.当然还有其他牌号如 H64、巴氏合金 （ZChPbSb16-16-2 铝锑轴承合金）等。铜合金在水或蒸汽中的乃腐蚀性和耐磨性都较好， 但强度低不耐氨和氨水腐蚀，适用于介质温度≤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℃ PN1.6MPa 氨阀。  ⑵ 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≤425℃ 的碳素钢阀门。但耐擦性能较差，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 下耐擦伤较好。对于高压小口径阀门常采用棒材或锻件，其牌号为 1Cr13.2Cr13.3Cr13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 2Cr13  HRC41~47 3Cr13 HRC 46~52 为宜。国外标准中如 API600 BS1873 中对 ASTM A182 F6a, 对 于大口径阀门其密封面往往采用堆焊下面介绍的几种堆焊焊条：  1. 堆 507 符合 GBEDCr-Al-15 堆焊金属为 1 铬 13 半铁素体高铬钢。焊层有空淬特性， 一般不需热处理，硬度均匀，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（也有资料介绍不需预热（阀 门堆焊技术））。焊后空冷 HRC≥40，焊后如进行不同热处理可获得相应硬度。  2. 堆 507 钼 符合 GBEDCr-A2-15 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，焊后不处理，焊后空冷 HRC≥37  3. 堆 577铬锰型阀门堆焊焊条符合 GBEDCrMn-C-15 焊前不预热，焊后不处理抗裂性好，HRC≥28 与堆 507 钼配合使用。  说明(1)507Mo和 D577两种焊条是为代替 Cr13型焊条堆焊有硬度差的阀门密封面面 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获得良好的抗擦伤性能。  (a)堆焊层的高度加工后应在 5mm 以上保证硬度和成分稳定。  (b)堆焊要按焊接工艺规定操作，焊接电流不可过大，以防止焊条成分发生变化影响焊 接质量。  (3) 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。它的特点是耐腐蚀、 耐磨、抗擦伤、特别是红硬性好，即在高温下也能保持足够的硬度， 此外加工工艺性 适中，其许用比压 8.0 MPa ~10.0MPa。适用温度范围-196℃~650℃特殊结合可达 816℃。 但是，它在硫酸，高温盐酸中不耐腐蚀，在一些氯化物中不耐腐。   常用牌号：STELLITE NO.6 符合 AWS ECoCr-A GBEDCoCr-A-03 也相当 D802（堆 802） 焊前根据工件大 进行 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干燥和预热的沙缸或草灰中缓冷。  其它牌号：STELLITE NO.12 符合 AWS ECoCr-B GB EDCr-B-03 也相当堆 812，焊后 HRC≥41 以上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—乙炔 堆焊或钨极氩弧焊 牌号：STELLITE NO.6 焊丝符合 AWS：RCoCr-A 也相当 HS111，常温 硬度 HRC40~46；STELLITE NO.12 符合 AWS：ECoCr-B 也相当 HS112，常温硬度 HRC44~50。 硬质合金（钴基）焊接都对工件预热，焊时控制层间温度，焊后处理，要根据焊接工艺 或焊条说明书施焊。  (4) 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。 喷焊有许多优点，省材料，质量好，但需要大的设备投资。  (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 不锈钢制的球体可通过热处 理来提高表面硬度，如果是奥氏体钢制作的球体由于其表面很软就要用表面处理的方法 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腐蚀。  常用的表面处理办法有：镀硬铬、化学镀镍、镀镍磷合金、氮化、多元复合氮化等。(1)不锈钢密封面  不锈钢密封面大多为本体材料做密封面，即 304 或 CF8 的阀体在其上直接车出密封 面，除了 304.CF8 外还有 316 CF8M 、304L CF3 、316L CF3M、FA20 CF7M 等

密封面材料的配对  我国的阀门产品型号编制方法中第五单元为密封面材料代号：其代号 H—合金钢 Y —硬质合金 W—本体 而且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 13Cr/STL 13Cr/18-8  代号为 Y 的配对 STL/STL  代号为 W 的配对 W/W W/STL  随着工业发展的需要其密封面的配对远不止这些  三、阀杆  阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同 时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度 和冲击韧性，有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好的工艺性。 常用的阀杆材料有以下几种。 1、碳素钢 用于低压和介质温度不超过 300℃的水、蒸汽介质时，一般选用 A5 普通碳素钢。 用于中压和介质温度不超过 450℃的水、蒸汽介质时，一般选用 35 优质碳素钢。 2、合金钢 用于中压和高压，介质温度不超过 450℃的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用 40Cr（铬钢）。 用于高压、介质温度不超过 540℃的水、蒸汽等介质时，可选用 38CrMoALA 渗 氮钢。 用于高压、介质温度不超过 570℃的蒸汽介质时，一般选用 25Cr2MoVA 铬钼钒钢。

3、不锈耐酸钢 用于中压和高压、介质温度不超过 450℃的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选 用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 铬不锈钢。 用于腐蚀性介质时，可选用 Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti  等不锈耐酸钢和 PH15-7Mo 沉淀硬化钢。 4、耐热钢 用于介质温度不超过 600℃的高温阀门时，可选用 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和 4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体型耐热钢。  注：美标阀门中，一般 WCB 的阀体对应杆阀为 A182 F6a(13Cr)；CF8 阀体对应的阀杆 为 A182 F304；CF8M 的阀体对应阀杆为 A182 F316 ；WC6 的阀体对应阀杆为 A182 F11

四、阀杆螺母   阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此必须具备一定 的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。 一、铜合金 铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。对于 Pg<1.6Mpa 的 低压阀门可采用 ZHMn58-2-2 铸黄铜。对于 Pg16-6.4Mpa 的中压阀门可采用 ZQAL9-4 无 锡青铜。对于高压阀门可采用 ZHAL66-6-3-2 铸黄铜。 二、钢 当工作条件不允许采用铜合金时，可选用 35、40 等优质炭素钢，2Cr13、1Cr18Ni9、 Cr17Ni2 等不锈耐酸钢。 工作条件不允许指下列情况。 1、用于电动阀门上，带有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热处理获得高的硬度或 表面硬度。 2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的氨介质。 注：1、美标阀中，阀杆螺母一般用 A439-D2(高镍球墨铸铁)

2、选用钢制阀杆螺母时，要特别注意螺纹的咬死现象。

第三节 焊 材  一、概述：  焊接主要应用于阀门密封面的堆焊，铸铁缺陷的补焊，和产品结构要求焊接的地 方。焊接材料的选用与其工艺方法有关，手工电弧焊，等离子喷焊，埋弧自动焊，二氧 化碳气体保护焊，所用的材料各不相同.   一.对焊工的要求   焊工应通过中华人民共和国劳动人事部制定的《锅炉压力容器焊工考试规则》基本 知识与操作考试，持有合格证，并在有效期内方可从事焊接作业。   阀门压力容器，焊工的技术水平和焊接工艺直接影响产品的质量，以及安全生产。 所以对焊工严格要求是十分重要的，在阀门生产企业中焊接是个特殊工序，特殊工序就 要有特殊手段，包括人员、设备、材料的管理和控制。  二．对焊条的保管要求  1． 注意环境温度防止焊条受潮，要求空气中的相对湿度<60%并离地面与墙壁一定距离 （约 30cm）  2． 分清焊条型号，规格不能混淆  3． 运输，堆放过程应注意不要损伤药皮。特别对不锈钢焊条、堆焊焊条，铸铁焊条等更要小心

第四节 垫 片  一、概述：  常用的垫片有非金属垫片，半金属垫片和金属垫片。非金属垫片也称软垫片如：石 棉橡胶板、橡胶、聚四氟乙烯等。软垫片用于温度，压力都不高的场合。半金属垫片由 金属材料和非金属材料组合而成如：柔性石墨复合垫、缠绕式垫片、金属包覆垫等。半 金属垫片比非金属垫片承受的温度压力范围较广。金属垫片全都由金属制作，有波形、 齿形、椭圆形、八角形、透镜垫、锥面垫等。金属垫片用于高温高压场合。  ○注 ：石棉板在 API 中不使用，因为它有致癌物质，但密封效果好。  二、各种垫片使用温度范围

第五节 填 料  填料是动密封的填充材料，用来填充填料室空间，以防止介质经由阀杆和填料室 空间泄露。填料密封是阀门产品的关键部位之一，要想达到好的密封效果，一方面是填 料自身的材质，结构要适应介质工况的需要，另方面则是合理的填料安装方法和从填料 函的结构上考虑来保证可靠的密封。  一． 对填料自身的要求  1． 减少填料对阀杆的摩擦力；  2． 防止填料对阀杆和填料函的腐蚀；  3． 适应介质工况的需要。  二． 常用填料品种因为资料介绍用于各种工况条件下的品种达 40 余种，而通用阀门中最常用的不过 几种或十几种  1． 盘根型  a. 橡胶石棉盘根：XS250F XS350F XS450F XS550F  b. 油禁石棉盘根：YS450F YS350F YS450F  c. 浸聚四氟乙烯石棉盘根；  d. 柔性石墨编织填料：根据增强材料的不同可分别耐温 300℃ 450℃ 600℃ 650℃ e.  聚四氟乙烯编织填料；  f. 半金属编织填料，以夹有不锈钢丝、铜丝的石棉做为芯子。外表用夹铜丝、不锈钢 丝、蒙乃尔丝、固康镍尔丝的石棉线编织起来。根据用途其表面用石墨、云母、二硫化 钼润滑剂处理。也有的以石棉为芯，用润滑的涂石墨的铜铂扭制而成。  2．成型填料  成型填料即压制成型的填料其品种有  a.橡胶  b.尼龙  c.聚四氟乙烯  d.填充聚四氟乙烯（增强聚四氟乙烯）增强材料为玻璃纤维，一般为 8~15%玻璃纤维。 JB1714-81 填充聚四氟乙烯为：聚四氟乙烯+20%玻璃纤维+5%MoS2 聚四氟乙烯+20%玻璃 纤维+5%石墨  e.柔性石墨环  三．注意事项  1．盘根型填料切断时用 45。切口，安装时每圈切口相错 180。 2．在高压下使用聚四氟乙烯成型填料时要注意其冷流特性  3．柔性石墨环单独使用密封效果不好，应与柔性石墨编织填料或 YS450（看温度情况） 组合使用，填料函中间装柔性石墨环，两端装编织填料，也可隔层装配即一层柔性石墨 一层编织填料，也可在填料函中间放隔环，隔环上下分别成两组组合装配的填料。  4．石墨对阀杆填料函隔有腐蚀使用中应选择加缓腐蚀剂的盘根。  5．柔性石墨在王水、浓硫酸、浓硝酸等介质中不适用。  6．填料函的尺寸精度表面粗糙度，阀杆尺寸精度和表面粗糙度是影响成型填料密封性的关键。  第五节 紧固件  阀门产品上用的紧固件主要指的是阀门中法兰用的螺栓和螺母，这个部位的紧固件 是重要连接件。  一． 紧固件的选用原则  1．按产品标准规定，产品标准如何规定就如何使用。  2．根据用户提出的要求确定  3．根据工况条件如：工作温度、工作压力、环境状况、垫片的类型等综合考虑。  4．参照有关的管道法兰用的紧固件材料及对紧固件的要求确定材料。  常用螺栓&螺母配对:螺栓 ASTM A193; ASTM A320 螺母:ASTM A194  B7-2H: （用于一般的 WCB 材料）  B7M-2HM （用于要求抗 S 的场合，一般要求符合 NACE 0175 标准）  L7-7L (用于 LCB 等低温材质场合) A320 L7  B16-7 （用于 WC6 WC9 C5 高温材质的场合）  B8-8 （用于 CF8 304 材质的场合）  B8M-8M （用于 CF8M 316 材质的场合）