閥門材質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)(精華)

1、WCB/LCB/LCC/WC6/WC在閥門中是什么材質(zhì)？W, Wrought,鑄造；C-Carbon steel碳鋼；A，B，C 表示鋼種強(qiáng)度值由低到高WCA,WCB,WCC表示的是碳鋼，ABC表示強(qiáng)度級別，一般常用WCB。WCB對應(yīng)的管道材質(zhì)應(yīng)為A106B，對應(yīng)鍛件材質(zhì)為A105。WC6是合金鋼的鑄件，對應(yīng)管道材質(zhì)約為A355 P11，鍛件為A182 F11；另外還有WC9，耐高溫合金鋼，對應(yīng)約為A355 P22，鍛件對應(yīng)A182 F22。WC可焊性鑄件LCB/LCC（ASTM A352）低溫碳鋼ITCS為進(jìn)行沖擊韌性碳鋼; Impact Test C=Carbon S=Steel（A350

2、）Split body 分體式，side entry 側(cè)裝（指執(zhí)行機(jī)構(gòu)） 對應(yīng)的是TOP entry 上裝式閥門常用的碳素鋼鑄件和鍛件材料表材料狀態(tài)國別標(biāo)準(zhǔn)號材料牌號鑄件中國GB/T 12229WCAWCBWCCZG205-415ZG250-485ZG275-485美國ASTM A216/A216MWCAWCBWCCUNS J02502UNS J03002UNS J02503鍛件中國GB/T 12228GB/T 69925 25Mn 35 40 A105美國ASTM A105/A105MA105低溫鑄鋼件材料牌號和適用溫度類型CCC-MnC-Mo2.5NiNi-Cr-Mo3.5Ni4.5Ni9

3、NiCr-Ni-Mo牌號LCALCBLCCLC1LC2LC2-1LC3LC4LC9CA6NMUNS編號J02504J03303J02505J12522J22500J42215J31550J41500J31300J91540適用溫度-32-46-46-59-73-73-101-115-196-73閥門常用ASTM材料鍛、鑄件對照表（ASME B16.5）ASTM鑄件ASTM鍛件對應(yīng)中國牌號適用溫度適用介質(zhì)碳鋼A216 WCBA10520-29427水、蒸汽、空氣，以及石油產(chǎn)品等低溫碳鋼A352 LCBA350 LF216Mn-46343低溫介質(zhì)A352 LCCA350 LF216Mn-46343

4、低溫介質(zhì)高溫合金鋼A217 WC1A182 F120MnMo-29454高溫高壓介質(zhì)A217 WC6A182 F1115CrMo-29552高溫高壓介質(zhì)A217 WC9A182 F2210Cr2Mo1-29593高溫高壓介質(zhì)A217 C5A182 F51Cr5Mo-29650腐蝕性高溫介質(zhì)A217 C12A182 F9Cr9Mo1-29593高硫氧化性介質(zhì)馬氏體不銹鋼A217 CA15A182 F6a1Cr13-29371450以上強(qiáng)度比304低奧氏體不銹鋼（C0.08）A351 CF8A182 F3040Cr18Ni9-196537腐蝕性介質(zhì)A351 CF3A182 F304L-196425

5、腐蝕性介質(zhì)A351 CF8MA182 F3160Cr18Ni12Mo2Ti-196537腐蝕性介質(zhì)A351 CF3MA182 F316L-196425腐蝕性介質(zhì)超低碳奧氏體不銹鋼（C0.03）A351 CF3A182 F304L00Cr18Ni10-196427腐蝕性介質(zhì)A351 CF3MA182 F316L00Cr18Ni14Mo2-196454腐蝕性介質(zhì)特殊合金A351 CN7MB462 Gr. NO8020(ALLOY 20)-29149氧化性介質(zhì)和各種濃度的硫酸A494 M-30C(蒙乃爾合金)B564 Gr. NO4400-29482氫氟酸，海水哈氏合金H.B H.C稀硫酸等的強(qiáng)腐蝕

6、性介質(zhì)注：1）鍛造閥門閥體材質(zhì)組織致密，不容易有缺陷，結(jié)構(gòu)尺寸不受模具限制，承壓性能可靠，多用于高壓、氧氣工況、小口徑或其他小批量的閥門制造上，一般在高溫、高壓或低溫或特殊介質(zhì)下選擇鍛件；鑄件一般只適用于中低壓，多用于標(biāo)準(zhǔn)化的成型閥門的批量生產(chǎn)上。2）材料A351 CF3M跟A182 F316L區(qū)別: 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的材質(zhì)都是316不銹鋼。CF3M 表示鑄件，常用作閥門材料。相對應(yīng)的鍛鋼代號是A182 F316L。ASTM A216 WCB是鑄件，其鍛件是A105；SS304的鑄件是A351-CF8，鍛件是A182-F304。閥門材質(zhì)選擇制造閥門零件材料很多，包括各種不同牌號的黑色金屬和有色金屬

7、及其合金、各種非金屬材料等。制造閥門零件的材料要根據(jù)下列因素來選擇：1、工作介質(zhì)的壓力、溫度和特性。2、該零件的受力情況以及在閥門結(jié)構(gòu)中所起作用。3、有較好的工藝性。4、在滿足以上條件情況下，要有較低的成本。第一節(jié) 閥體、閥蓋和閥板（閥瓣）的材料一、灰鑄鐵：灰鑄鐵適用于公稱壓力PN1.0MPa，溫度為-10200的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質(zhì)?；诣T鐵常用牌號為：HT200、HT250、HT300、HT350。二、可鍛鑄鐵：適用于公稱壓力PN2.5MPa，溫度為-30300的水、蒸汽、空氣及油品介質(zhì)，常用牌號有：KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。三、球墨鑄鐵：適用于

8、PN4.0MPa，溫度為30350的水、蒸汽、空氣及油品等介質(zhì)。常用牌號有：QT400-15、QT450-10、QT500-7。四、碳素鋼（WCA、WCB、WCC）：適用于公稱壓力PN32.0MPa，適用于工作溫度在-29+425之間的中、高壓閥門，其中16Mn、30Mn工作溫度為-29595，常用來代替ASTM A105.常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。五、低溫碳鋼（LCB）：適用于公稱壓力PN6.4Mpa,溫度-196乙烯，丙烯，液態(tài)天然氣，液氮等介質(zhì)，常用牌號有ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18N

9、i9.六、合金鋼（WC6、WC9），適用于工作溫度在-29595之間的非腐蝕性介質(zhì)的高溫高壓閥門；WC5、WC9適用于工作溫度在-29650之間的腐蝕性介質(zhì)的高溫高壓閥門。七、奧氏體不銹鋼，適用于工作溫度在-196+600之間的腐蝕性介質(zhì)的閥門。八、蒙乃爾合金：主要適用于氫氟介質(zhì)的閥門。九、鑄銅合金：主要適用于工作溫度在-29595之間的氧氣管路用閥門。表1-1 閥門殼體常用材質(zhì)殼體材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)適用溫度/適用壓力/MPa適用介質(zhì)灰鑄鐵-152001.6水、煤氣黑心可鍛鑄鐵-153002.5水、海水、煤氣、氨球墨鑄鐵-303504.0水、海水、煤氣、空氣、蒸汽碳素鋼（WCA、WCB、WCC）ASTM

10、 A216-2942532.0無腐蝕性應(yīng)用，包括水，油和氣低溫碳鋼（LCB、LCC）ASTM A352-4634532.0低溫應(yīng)用合金鋼（WC6、WC9）（C5、C12）ASTM A217-29595-29650高壓非腐蝕性介質(zhì)腐蝕性介質(zhì)奧氏體不銹鋼ASTM A351-196600腐蝕性介質(zhì)蒙乃爾合金ASTM A494400含氫氟酸介質(zhì)哈氏合金ASTM A494649稀硫酸等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)鈦合金各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)鑄造銅合金-273200氧氣、海水塑料、陶瓷601.6腐蝕性介質(zhì)代碼材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)適用條件溫度范圍WCB碳鋼ASTM A216無腐蝕性應(yīng)用，包括水，油和氣-29+425LCB低溫碳鋼ASTM A

11、352低溫應(yīng)用-46+345LC33.5%鎳鋼ASTM A352低溫應(yīng)用-101+340WC61.25%鉻0.5%鉬鋼ASTM A217無腐蝕性應(yīng)用，包括水，油和氣-30+593WC92.25鉻C55%鉻0.5%鉬ASTM A217輕度腐蝕性或侵蝕性應(yīng)用及無腐蝕性應(yīng)用-30+649C129%鉻1%鉬CA15(4)12%鉻鋼ASTM A217腐蝕性應(yīng)用+704CA6NM(4)12%鉻鋼ASTM A487腐蝕性應(yīng)用-30+482CF8M316不銹鋼ASTM A351腐蝕性或超低溫或高溫?zé)o腐蝕性應(yīng)用-268至+649，425以上要指定碳含量0.04%及以上CF8C347不銹鋼ASTM A351主要用

12、于高溫，腐蝕性應(yīng)用-268至+649，540以上要指定碳含量0.04%及以上CF8304不銹鋼ASTM A351腐蝕性或超低溫或高溫?zé)o腐蝕性應(yīng)用-268至+649，425以上要指定碳含量0.04%及以上CF3304L不銹鋼ASTM A351腐蝕性或無腐蝕性應(yīng)用+425CF3M316L不銹鋼ASTM A351腐蝕性或無腐蝕性應(yīng)用+454CN7M合金鋼ASTM A351具有很好的抗熱硫酸腐蝕性能+425M35-1蒙乃爾ASTM A494可焊接等級。具有很好的抗所有普通有機(jī)酸和鹽水腐蝕的性能。也具有很高的抗大多數(shù)堿性溶液腐蝕的性能+400N7M哈斯特鎳合金B(yǎng)ASTM A494特別適用于處理器各種濃度

13、和溫度的氫氟酸。具有很好的抗硫酸和磷酸腐蝕的性能+649CW6M哈斯特鎳合金CASTM A494具有很好的抗強(qiáng)氧化環(huán)境腐蝕的性能。在高溫下具有很好的特性，對甲酸(蟻酸)、磷酸、亞硫酸和硫酸具有很高的抗腐蝕性能+649CY40因科鎳合金ASTM A494在高溫應(yīng)用中表現(xiàn)很好。對于強(qiáng)腐蝕流體介質(zhì)具有很好的抗腐蝕性能第二節(jié) 密封面材料密封面是閥門最關(guān)鍵的工作面，密封面質(zhì)量的好壞關(guān)系到閥門的使用壽命，通常密封面材料要考慮耐腐蝕，耐擦傷，耐沖蝕，抗氧化等因素。通常分兩大類：（一）軟質(zhì)材料1、橡膠（包括丁睛橡膠，氟橡膠等）2、塑料（聚四氟乙烯，尼龍等）（二）硬密封材料1、銅合金（用于低壓閥門）2、鉻不銹鋼

14、（用于普通高中壓閥門）3、司太立合金（用于高溫高壓閥門及強(qiáng)腐蝕閥門）4、鎳基合金（用于腐蝕性介質(zhì)）第三節(jié) 閥桿材料閥桿在閥門開啟和關(guān)閉過程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時(shí)和填料之間還有相對的摩擦運(yùn)動，因此閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，有一定的耐腐蝕性和抗擦傷性，以及良好的工藝性。常用的閥桿材料有以下幾種。一、碳素鋼用于低壓和介質(zhì)溫度不超過300的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用A5普通碳素鋼(現(xiàn)Q275，A3為Q235)。用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用35優(yōu)質(zhì)碳素鋼。二、合金鋼用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過450的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時(shí)

15、，一般選用 40Cr（鉻鋼）。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540的水、蒸汽等介質(zhì)時(shí)，可選用38CrMoALA滲氮鋼。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570的蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。三、不銹耐酸鋼用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過450的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì)，可選用1Cr13、2Cr13、3Cr13鉻不銹鋼。用于腐蝕性介質(zhì)時(shí)，可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo沉淀硬化鋼。四、耐熱鋼用于介質(zhì)溫度不超過600的高溫閥門時(shí)，可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏

16、體型耐熱鋼。第四節(jié) 閥桿螺母材料閥桿螺母在閥門開啟和關(guān)閉過程中，直接承受閥桿軸向力，因此必須具備一定的強(qiáng)度。同時(shí)它與閥桿是螺紋傳動，要求摩擦系數(shù)小，不生銹和避免咬死現(xiàn)象。一、銅合金銅合金的摩擦系數(shù)較小，不生銹，是目前普遍采用的材料之一。對于Pg<1.6Mpa的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅。對于Pg16-6.4Mpa的中壓閥門可采用ZQAL9-4無錫青銅。對于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。二、鋼當(dāng)工作條件不允許采用銅合金時(shí)，可選用35、40等優(yōu)質(zhì)碳素鋼，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不銹耐酸鋼。工作條件不允許下列情況。1、用于電動閥門上，帶有瓜形

17、離合器的閥桿螺母，需要進(jìn)行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。2、工作介質(zhì)或周圍環(huán)境不適合選用銅合金時(shí)，如對銅有腐蝕的氨介質(zhì)。選用鋼制閥桿螺母時(shí)，要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。第五節(jié) 緊固件、填料及墊片材料一、緊固件材料緊固件主要包括螺栓、雙頭螺栓和螺母。緊固件在閥門上直接承受壓力，對防止介質(zhì)外流起關(guān)重要作用，因此選用的材料必須保證在使用溫度下有足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性。根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選擇緊固件材料時(shí)可按表選擇。名稱公稱壓力Pg(Mpa)介質(zhì)溫度（）300350400425450530螺栓雙頭螺栓1.6-2.5Q235（A3）3530CrMoA-4.0-10.03535CrMoA25Cr2MoVA16.

18、0-20.030CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA螺母1.6-2.5Q235（A3）3035-4.0-10.0303535CrMoA16.0-20.23535CrMoA選用合金鋼材料時(shí)必須經(jīng)過熱處理。對緊固件有特殊耐腐蝕要求時(shí)，可選用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不銹耐酸鋼。二、填料材料在閥門上，填料是用來充填閥蓋填料室的空間，以防止介質(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。1、對填料的要求1）耐腐蝕性好，填料與介質(zhì)接觸，必須能耐介質(zhì)的腐蝕。2）密封性好，填料在介質(zhì)及工作溫度的作用下不泄漏。3）摩擦系數(shù)小，以減小閥桿與填料間的摩擦力矩。2、填料的種類填料可分為軟質(zhì)填料及硬質(zhì)填料

19、兩種：1）軟質(zhì)填料：系由植物質(zhì)，即大麻、亞麻、棉、黃麻等，或由礦物質(zhì)，即石棉纖維，或由石棉纖維內(nèi)夾金屬絲和外涂石墨粉等編織的線繩，也有壓成的成型的填料，以及近年來新發(fā)展的柔性石墨填料材料。植物質(zhì)填料常用于100以下的低壓閥門；礦物質(zhì)填料可用于450-500的閥門。近年來使用橡膠O型圈做填料的結(jié)構(gòu)介質(zhì)溫度一般限制在60以下。高溫高壓閥門上的填料也有采用純石棉加片狀石墨粉壓緊而成的。2）硬質(zhì)填料：即由金屬或金屬與石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯壓合燒結(jié)而成型的填料，金屬填料使用較少。3、填料的選擇選擇填料要根據(jù)介質(zhì)、溫度和壓力來選擇，常用的材料有以下幾種：1）油浸石棉繩，可按表5-2選擇。2

20、）橡膠石棉繩：可按表5-3選擇。3）石墨石棉繩：石棉繩上涂有石墨粉，可用溫度450以上，壓力可以達(dá)到16Mpa，一般適用于高壓蒸汽上。近后來又逐步采用了壓成人字型填料，單圈放置，密封性好。4）聚四氟乙烯：這是一種目前使用較廣的一種填料。特別適用腐蝕性介質(zhì)上，但溫度不得起過200。一般采用壓制或棒料車制而成，形狀如圖5-1所示。表5-2注：形狀代號F表示方的，穿心或一至多層編結(jié)；Y表示圓的，中間是一扭制芯子，外邊是一至多層編結(jié)；N表示扭制的。表5-3三、墊片材料墊片是用來充填兩個(gè)結(jié)合面（如閥體和閥蓋之間的密封面）間所有凹凸不平處，以防止介質(zhì)從結(jié)合面間泄漏。1、對墊片的要求墊片材料在工作溫度下具有

21、一定的彈性和塑性以及足夠的強(qiáng)度，以保證密封。同時(shí)要具有良好的耐腐蝕性。2、墊片材料的種類和選擇墊片可分為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種，軟質(zhì)一般為非金屬材料，如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板，聚四氟乙烯等。硬質(zhì)一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。墊片的形狀有很多，有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。圖5-2為金屬包有石棉襯墊和金屬石棉纏繞式墊片圖5-3為橡膠制O形圈。圖5-4為梯形槽式金屬墊片。圖5-5為密封面凹凸式金屬齒形墊片。圖5-6為密封面透鏡式金屬墊片。金屬墊片的材料一般用08、10、20優(yōu)質(zhì)碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9不銹鋼，加工精度和表面光潔度要求較高，

22、適用于高溫高壓閥門。非金屬墊片材料一般塑性較好，用不大的壓力就能達(dá)到密封，適用于低溫低壓閥門。墊片材料可按表5-4選擇。 附表1-2 閥門內(nèi)件常用材質(zhì)內(nèi)件材質(zhì)適用溫度/內(nèi)件材質(zhì)適用溫度/304-268316440型不銹鋼60RC-29427316-26831617-4PH-40427青銅-2732326號合金鋼(Co-Cr)-273816因科鎳爾合金-240649化學(xué)鍍鎳-268427K蒙乃爾合金-240482鍍鉻-273316蒙乃爾合金-240482丁腈橡膠-4093哈斯特洛依合金B(yǎng)-198371氟橡膠-23204哈斯特洛依合金C-198538聚四氟乙烯200鈦合金-29316尼龍-7393

23、鎳基合金-198316聚乙烯-739320號合金-46316氯丁橡膠-4082416型不銹鋼40RC-29427附表1-3 閥門密封面常用材料及適用溫度密封面材料適用溫度/硬度適用介質(zhì)青銅-273232水、海水、空氣、氧氣、飽和蒸汽等316L-26831614HRC蒸汽、水、油品、氣體、液化氣體、等輕微腐蝕且無沖蝕的介質(zhì)17-4PH-404004045HRC具有輕微腐蝕但有沖蝕的介質(zhì)Cr13-1014003742HRC具有輕微腐蝕但有沖蝕的介質(zhì)司太立合金-2686504045HRC（常溫）38HRC（650）具有沖蝕和腐蝕性的介質(zhì)蒙乃爾合金KS-2404822735HRC3038HRC堿、鹽、

24、食品，不含空氣的酸溶液等哈氏合金CB37153814HRC23HRC腐蝕性礦酸、硫酸、磷酸、濕鹽酸氣、無氯酸溶液、強(qiáng)氧化性介質(zhì)20號合金-45.6316-253427氧化性介質(zhì)和各濃度的硫酸鑄鐵閥門閥桿、密封面、墊片、填料、緊固件材料表名稱標(biāo)準(zhǔn)材料牌號備注閥桿ASTM A 182F6aASTM A 276410 、420GB/T 12201Cr13、2Cr13密封面GB/T 1176ZCuZn25Al6Fe3Mn3鑄鋁黃銅ZCuZn38Mn2Pb2鑄錳黃銅ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3鑄鋁青銅GB/T 12201Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti聚四氟乙烯（

25、PTFE）橡膠墊片GB/T 3985XB350、XB450橡膠石棉板1Cr13 / XB450纏繞式墊片GB/T 39851Cr18Ni9 / XB450填料聚四氟乙烯（PTFE）JB/T 6617柔性石墨環(huán)螺固件GB/T 699螺栓35 / 螺母25GB/T 3077GB/T 699螺栓30CrMo、35CrMo / 螺母35、45耐蝕閥門用蒙乃爾合金(MONEL)1 概述蒙乃爾(Monel) 合金、鑄鎳合金、哈氏合金等都是制造特殊用途閥門的材料。Monel合金是鎳基耐蝕合金中的Ni-Cu 系合金, 最早是由美國國際鎳公司( International 鎳公司)開發(fā)的1,其典型成分為70 %

26、Ni和30 %Cu ,它是鎳基耐蝕合金中應(yīng)用最廣泛的合金。Monel合金既具有較高的強(qiáng)度和韌性, 又具有優(yōu)良的抗還原酸及強(qiáng)堿介質(zhì)和海水等腐蝕的性能, 因此通常用于制造輸送氫氟酸(HF)、鹽水、中性介質(zhì)、堿鹽及還原性酸介質(zhì)2的設(shè)備。Monel 合金也適用于干燥氯氣、氯化氫氣、高溫氯氣(425) 及高溫氯化氫(450) 等介質(zhì), 但不抗含硫介質(zhì)和氧化性介質(zhì)(如硝酸, 含氧量高的介質(zhì)) 的腐蝕, 因?yàn)殒嚺c硫和氧有劇烈反應(yīng), 易形成Ni3S2和NiO3。2 性能Monel合金為Ni-Cu 固溶體,其中Cu 是作為在Ni中加入了非氧化性的抗蝕劑, 改善了鎳合金的耐蝕性, 并起強(qiáng)化合金的作用。其內(nèi)加入C

27、,可改善合金的鑄造性能, 但在常溫時(shí)合金中僅能溶解0.15 %的C,過剩的C 將以石墨相析出。加入1.5 %3.5 %Fe , 也可改善合金的鑄造性能。加入Mn和Si可以改善合金的機(jī)械性能, 特別是Si的含量對Monel合金的機(jī)械性能和物理性能有重要的影響。3 分類Monel 合金有鑄造合金和變形合金(軋材) 兩大類。3.1 變形合金美國的變形Monel 合金有10 種之多。如Monel400、MonelC、Monel403、Monel404、Monel R2405、Monel406、Monel411 、Mon2elK500、Monel501 和Monel502 等。因Monel在不同的美國標(biāo)

28、準(zhǔn)體系中有各自的表示方法,為了便于使用和計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理,SAE (美國汽車工程師學(xué)會) 和ASTM (美國材料與試驗(yàn)學(xué)會)聯(lián)合發(fā)展了ASTM2SAE統(tǒng)一數(shù)碼系統(tǒng)(Unified Numbt ring System2UNS)。在美國的UNS中, 鎳合金有5 種牌號的變形Monel合金, 有固溶強(qiáng)化型的NO4404(Monel400)、NO4404(Monel404) 和NO4405 ( MonelR2405), 及沉淀硬化型的NO5500(MonelK500)和NO5502(Monel502) 等(表1)4。其中用于制造耐蝕閥門常用的變形Monel合金是Monel400和MonelK500這2種

29、牌號。表1美國 UNS中變形 Monel合金化學(xué)成分合金牌號化學(xué)成分 ( %)CSiMnSNiFe其他NO4400 (Monel400) NO4404 (Monel404) NO4405 (MonelR2405)0.30.150.30.50 0.10 0.502.00 1.0 2.000.0240.024 0.0250.06063.070.0 52.057.0 63.070.02.50.502.5Cu基Cu基,Al0.05Cu基NO5500 (Monel K500)0.250.501.500.0163.070.02.0Cu基 , Al213 3115 , Ti0135 0185NO5502 (

30、Monel502)0.100.501.500.0163.070.02.0Cu基 ,Al2153153.2 鑄造合金美國鑄造Monel合金在ASTM A494 中有M35-1、M35-2、M-30H、M-25S 和M-30C 這5 種牌號(表2) , 在美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)QQ-N2-885中也有5 種鑄造Monel合金(表3)。表 2ASTM A494中鑄造 Monel合金注:(a)若要求可焊性,應(yīng)訂購牌號M3521或M230C;(b)為某一資料參數(shù);(c)HB最小為300。表3 QQ2N2288 鑄造Monel 合金4 應(yīng)用M35-1, M35-2及QQ-N2-88中的A級和E級通常用于制造精煉的M

31、onel合金泵、閥門和配件。而含Si量高的B級(3.5 %Si) Monel合金, 因強(qiáng)度高,既耐腐蝕又耐磨損, 因此主要用于制造要求抗磨性好的軸和耐磨環(huán)。D級(4.0%Si) Monel合金用于制造要求耐磨性更高及更耐腐蝕的部件。Monel合金閥門有整體和內(nèi)件兩大類型。整體Monel合金閥門是指閥門的殼體和內(nèi)件均為Monel,其主要用在煉油廠烷基化裝置中的HF 酸再生塔部分。由于HF 酸再生溫度高(149)和含水率高的原因,需要使用整體Monel合金閥門,此外整體Monel合金閥門還用于煉油廠催化劑的無灰添加劑的生產(chǎn)和氯堿廠高濃度氯堿液系統(tǒng)等工況中。Monel合金內(nèi)件閥門系指閥門的殼體材質(zhì)為

32、碳鋼或不銹鋼,而閥門的內(nèi)件材質(zhì)為Monel合金。以碳鋼為殼體的Monel合金閥門主要用于煉油廠烷基化裝置HF酸系統(tǒng)的低溫區(qū)域,其利用碳鋼對低溫(71)的無水氫氟酸(HF) 有較好的抗腐蝕性能,但碳鋼長期在該工況使用時(shí)會在其表面因腐蝕而形成薄膜,若在閥門密封部位用碳鋼,腐蝕后形成的薄膜將影響閥門的密封性能。需要指出的是:碳鋼閥門常用的Cr13 型密封材料更不能抵抗HF 酸的腐蝕, 而內(nèi)件材質(zhì)為Monel合金時(shí)可以保證閥門的密封性能,而且用Monel合金內(nèi)件閥門其成本要比整體Monel合金閥門便宜得多。以碳鋼為殼體的Monel合金閥門也可用于海水等介質(zhì)的工況中。閥門殼體材質(zhì)為不銹鋼的Monel合金

33、內(nèi)件閥門,是用在乙烯、丙烯、液氧、純氧及海水和合金其他工況中。烷基化裝置中使用的整體Monel合金閥門和Monel合金內(nèi)件閥門從安全角度考慮要求選用壓力級為CL300 磅級,用于其他工況的Monel合金內(nèi)件閥門,壓力級有CL150和CL300磅,或PN116614MPa等。5 熔煉和鑄造Monel合金的熔煉和鑄造技術(shù)是決定能否生產(chǎn)出合格的Monel合金鑄件的關(guān)鍵, 因?yàn)镸onel合金樹枝晶發(fā)達(dá), 縮孔縮松率大, 吸氣(吸氫,吸氧) 傾向極大,還會與造型材料發(fā)生滲硫化學(xué)反應(yīng)(用呋喃樹脂自硬砂時(shí)),從安全角度考慮,Monel合金閥門用在氫氟酸和氯氣及氯化氫氣體等劇毒和高危險(xiǎn)性介質(zhì)中,要求鑄件應(yīng)按A

34、級管路用閥門進(jìn)行射線探傷檢驗(yàn)。雖然美國標(biāo)準(zhǔn)中指出, 鑄造M35-1可焊,但實(shí)際上其可焊性極差,補(bǔ)焊的鑄件質(zhì)量難以保證。M35-1合金的密度為8163t/m3(20時(shí)),凝固收縮率21mm/m ,合金熔點(diǎn)為13151345。M35-1、M35-2 及QQ-N2-88 的A 級和E 級是以鑄態(tài)交貨使用的。盡管鑄造Monel合金有許多牌號,但用于鑄造Monel合金閥門鑄件時(shí),主要采用ASTMA494 中的M35-1。鑄造Monel合金和變形Monel合金在化學(xué)成分上的變動很小(表4),但這種變動對變形合金來說滿足了其較好的變形能力,而對鑄造合金則提供了較好的鑄造性能。這就是為什么在鑄造時(shí)要用鑄造Mo

35、nel合金牌號,選用軋材時(shí)要用變形Monel合金牌號的理由。表4 閥門常用的鑄造和變形Monel合金化學(xué)成分(%)6 結(jié)語現(xiàn)行的Monel合金美國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有ASTM、SAE、AMS (美國航空材料標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會)、MIL (美國國防部標(biāo)準(zhǔn))、ANSI、ASME及QQ (美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)) 等。對于同一牌號的Monel 合金, 采用不同的技術(shù)規(guī)范體系, 不僅牌號的表示方法不同, 而且其規(guī)范的編號和內(nèi)容也不完全相同。通常軍工產(chǎn)品采用MIL、QQ或AMS規(guī)范, 民用產(chǎn)品采用ASTM和ASME規(guī)范6。參考文獻(xiàn)1日本. 鑄物便覽ZM. 改訂3 版, 2000.2樂精華. 鑄鎳及鎳合金的應(yīng)用J . 閥門, 1993

36、 ,(2) .3董元源. 蒙乃爾鑄造合金的工藝特性J . 閥門,1985 , (3) .4林慧國, 周人俊. 世界鋼號手冊(第二版) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1985.5Metas Handbook Desk Edition American Sociecy For Met2als86Nickel and Nickel Alloys.6孟家燕. 美國蒙乃爾合金體系J . 材料開發(fā)與應(yīng)用, 1992.(收稿日期: 2002105113),2002年第6 期,<閥門>,37通用閥門材料通用閥門材料 API 600規(guī)定的內(nèi)件材料組合閥桿材料類型硬度 HB密封面密封件號材料類型硬度

37、13Cr200275113CrHB250413CrHB7505或5AHFHB350613Cr/NiCuHB750/HB175713Cr/13CrHB250/HB75088A13Cr/HFHB250/HB35018Cr-8Ni不規(guī)定218Cr-8Ni不規(guī)定25Cr-20Ni325Cr-20Ni鎳銅合金9鎳銅合金11或11A鎳銅合金/HF不規(guī)定/HB35018Cr-8Ni-Mo1018Cr-8Ni-Mo不規(guī)定12或12A18Cr-8Ni-Mo/HF不規(guī)定/HB35019Cr-29Ni1319Cr-29Ni不規(guī)定14或14A19Cr-29Ni/HF不規(guī)定/HB350常用的內(nèi)件材料組合閥桿材料密封面材

38、料閥桿材料密封面材料13Cr13Cr/13Cr321321/32113Cr13Cr/STL321321/STL13CrSTL/STL321STL/STL13Cr13Cr/Monel1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/1Cr18Ni9Ti17-4PHSTL/STL1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti/STL17-4PH17-4PH/17-4PH1Cr18Ni9TiSTL/STLMonelMonel/Monel1Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti/1Cr18Ni12Mo2Ti304304/3041Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti/STL30430

39、4/STL1Cr18Ni12Mo2TiSTL/STL304STL/STL20號合金20號合金/20號合金316316/316Hastelloy BHastelloy B /Hastelloy B316316/STLHastelloy CHastelloy C /Hastelloy C316STL/STLF51F51/F51304L304L/304LF51F51/STL304L304L/STL38CrMoALASTL/STL304LSTL/STL25Cr2MoIV ASTL/STL316L316L/316L4Cr10Si2MoSTL/STL316L316L/STL4Cr14Ni14W2MoSTL

40、/STL316LSTL/STLInconelInconel/Inconel常用緊固件材料螺柱螺母溫度 max螺柱螺母溫度 max35254250Cr18Ni90Cr18Ni960035CrMo35、454250Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo260035CrMo30CrMo50025Cr2Mo1VA25Cr2MoVA60025Cr2MoVA30CrMo55025Cr2MoVA35CrMo600美標(biāo)閥門用螺栓、螺母材料配對螺栓螺母適用范圍標(biāo)準(zhǔn)牌號標(biāo)準(zhǔn)牌號ASTM A 193B7ASTM A 1942H-29425B7M2HM-29425執(zhí)行NACE標(biāo)準(zhǔn)的抗硫閥B167-29593B8

41、8-196700B8M8MASTM A 320L74-46101低溫閥美標(biāo)閥門常用螺栓、螺母材料化學(xué)成份及機(jī)械性能材料名稱標(biāo)準(zhǔn)牌號化學(xué)成份機(jī)械性能備注CMnPSSiCrNiMoVAlbMPasMPak硬度螺栓ASTM A193B70.370.490.651.100.0350.0400.150.350.751.200.150.258607201650321HB/35HRCM64B7M0.370.490.651.100.0350.0400.150.350.751.200.150.256905501850235HB/99HRBM100B160.360.470.450.700.0350.0400.15

42、0.350.801.150.500.650.250.350.0158607251850321HB/35HRCM64B80.082.000.0450.0301.0018.020.08.011.05152053050223HB/96HRBB8M0.082.000.0450.0301.0016.018.010.014.02.003.005152053050223HB/96HRBASTM A320L70.380.480.751.000.0350.0400.150.350.801.100.150.258607251650M64螺母ASTM A1942H0.041.000.0400.0500.402483

43、27HBM642HM0.041.000.0400.0500.40159235HB70.370.490.651.100.0350.0400.150.350.751.200.150.25248327HB80.082.000.0450.0301.0018.020.08.011.0126300HB8M0.082.000.0450.0301.0016.018.010.014.02.003.00126300HB40.400.500.700.900.0350.0400.150.350.200.30248327HB金屬墊片使用條件材 料HB max 壓力等級MPa(磅級）適用溫度10或081202.04215

44、025004500Cr131702.015.01509005400Cr18Ni91606000Cr17Ni12Mo2纏繞式墊片使用條件金屬帶材料非金屬帶材料壓力等級MPa(磅級）適用溫度0Cr18Ni9柔性石墨2.026（1501500）6500Cr17Ni12Mo2柔性石墨00Cr17Ni14Mo2聚四氟乙烯200金屬包覆墊使用條件包覆金屬材料*HB填充材料壓力等級 MPa(磅級）適用溫度純鋁板 L340石棉橡膠板2.015.0（150900）200純銅板 T360300鍍錫薄鋼板90400鍍鋅薄鋼板 08F0Cr18Ni918750000Cr19Ni1000Cr17Ni14Mo2柔性石墨復(fù)

45、合墊使用條件芯板及包邊材料壓力等級MPa(磅級)適用溫度低碳鋼2.011.0(150600)4500Cr18Ni92.011.0(150600)650*注：*用于氧化性介質(zhì)時(shí)450非金屬墊片使用條件名 稱代 號壓力等級MPa適用溫度天然橡膠NR2.0-5090氯丁橡膠CR2.0-40100丁腈橡膠NBR2.0-30110丁苯橡膠SBR2.0-30100乙丙橡膠EPDM2.0-40130氟橡膠Viton2.0-50200石棉橡膠板XB350XB450NY4002.0 300P·T 650 MPa·耐油石棉橡膠板改性或填充聚四氟乙烯5.0-196260中、日、德、英、美及國際標(biāo)

46、準(zhǔn)規(guī)定的常用金屬材料對照表分類序(號中國日本國際標(biāo)準(zhǔn)美國英國德國GB1220GB1221GB12228- GB12229Gb12230JISISO683/131BISO683/16ANSIASTMBs970Bs1449DIN17440DIN17224鑄碳素鋼合金鋼1WCAG5151 SCPH1  A216 WCA161Cr-430FGS-C252ZG230-450 WCBG5151 SCPH2 SC410  A216 WCB    3WCC    A216 WCC 

47、   4ZG20CrMo    A217 Wc53100 B2  5G5151 SCPH21  A217 Wc41504 621E  6ZG15CrMoV      3100 B3  鑄不銹鋼7ZG00Cr18Ni10G5121 SCS19A  A351 CF31504 304C12E  8ZGOCr18Ni9TiG5121 SCS13A 

48、; A351 CF81504 304C15EG-X6CrNiMo18109CF3MG5121 SCS16A  A351 CF3M1504 316C12E  10ZGOCr18Ni12Mo2TiG5121 SCS14A  A351 CF8M1504 316C16E  11CF8MG5121 SCS14A  A744 CF-8M3100 316C16  12CF8CG5121 SCS21  A351 CF8C1504 347C17EG-X7CrNiN

49、b118913CF8G5121 SCS13AG5121 SCS13  A744 CF-83100 304C15G-X6CrNi18914CF3G5121 SCS19A  A744 CF-33100 304C12  鍛不銹鋼15ZGOCr17Ni4Cu4NbG5121 SCS24  17-4PH    161Cr18Ni9SUS30212302,S30200302S25X12CrNi188170Cr18Ni9SUS30411304,S3400304S15X5CrNi189180

50、0Cr18Ni10SUS304L10304L,S30403304S12X2CrNi189190Cr25Ni20SUS310S  310S,S31008    200Cr17Ni12Mo2SUS31620,20316,S31600316S16X5CrNiMo1810211Cr18Ni12Mo2Ti      320S17X10CrNiMoTi1810220Cr18Ni12Mo2Ti      320S17X10CrNiMoTi18102300Cr17Ni14Mo2SUS316L19,19316L,S31603320S12X2CrNi