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1、1. -254℃~?-101℃,為“超低溫閥門”
適用于“超低溫閥門”(-254℃〔液氫〕~?-101℃〔乙烯〕)主體材料必須選用面心立方晶格的奧氏體不銹鋼、銅合金或鋁合金,其熱處理后的低溫力學(xué)性能,特別是低溫沖擊韌性必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。下列奧氏體不銹鋼可用于超低溫閥門。ASTM?A351? CF8M、? CF3M、? CF8、??CF3;ASTM? A182? F316???、?F316L、? F304??、?F304L;ASTM? A433?? 316、??? 316L??、? 304??、? 304L;以及蘭州高壓閥門廠自行設(shè)計(jì)、制定的低溫鋼CF8D(蘭州高壓閥門廠工廠標(biāo)準(zhǔn):GFQ81
2、-93)。超低溫閥門的閥體、閥蓋、閘板或閥瓣等在精加工前,必須在液氮(-196℃)中進(jìn)行深冷處理。
2. -100℃~?-30℃,為“低溫閥門”
適用于低溫閥門(-100℃~-30℃)的主體材料有低溫奧氏體不銹鋼和低溫承壓件用鐵素體和馬氏體鋼。低溫用奧氏體不銹鋼有ASTM? A351?CF8M??、?CF3M、? CF8??、?CF3,?ASTM?A182?? F316??、? F316L、? F304??、?F304L,ASTM? A433?? 316、316L、304、304L和CF8D。以上奧氏體不銹鋼也適宜工作溫度為-100℃~-30℃。
低溫承壓件用鐵素體和馬氏體鋼有ASTM?
3、A352??LCA?(-32℃);?LCB?、LCC?(-46℃);?LC1?(-59℃);LC2、?LC2.1??(-73℃);?LC3??(-100℃)。ASTM? A352標(biāo)準(zhǔn)中的材料,雖然材料的初級(jí)價(jià)格較低,但是其冶煉時(shí)化學(xué)成分必須有可靠且要求十分嚴(yán)格的工廠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。其熱處理工藝復(fù)雜,需要多次做調(diào)質(zhì)處。低溫沖擊韌性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),不允許投料作低溫鋼使用。
3. -29℃~200℃,為“常溫閥門”
把在–29℃~200℃的這一溫度區(qū)域工作的閥門,我們稱其為“常溫閥門”。其主要理由是:這一溫度區(qū)域是制造閥門的主要材料基本上都適宜的溫度;而且它是耐腐蝕不銹鋼在酸液介質(zhì)中的耐腐蝕工作溫度
4、的上限,例如:CF8,CF3;304,304L在硝酸類介質(zhì)中工作溫度≤200℃;CF8M,CF3M;316,316L在醋酸類介質(zhì)中工作溫度≤200℃;200℃是用聚四氟乙烯作閥門的密封元件(如:密封閥座,密封墊片,填料等)的最高溫度值;200℃是硅橡膠(SI),氟橡膠(EPM)的最高工作溫度;還有在“臨氫”工況中工作的閥門,在200℃以下氫分子離解為氫原子的量可以忽略不計(jì)等等。
4.?>200℃~325℃,為“中溫閥門”
把在>200℃~325℃的這一溫度區(qū)域工作的閥門,我們稱其為“中溫閥門”。其主要理由是:這一溫度區(qū)域是聚四氟乙烯不適宜區(qū),即不能用聚四氟乙烯作閥門的密封元件,但它是對(duì)位聚
5、苯(PPL)的適宜區(qū),用對(duì)位聚苯作密封元件,可以用于工作溫度≤325℃;這一溫度區(qū)域也是鑄鐵等材質(zhì)閥門的最高工作溫度上限。
5.?>325℃~425℃,為“亞高溫閥門”
把在>325℃~425℃的這一溫度區(qū)域工作的閥門,我們稱其為“亞高溫閥門”。主要理由是:在這一溫度區(qū)域工作的閥門,密封元件的材料均不能用非金屬的聚合物,必須是耐高溫和耐磨損的金屬和合金,也就是說在這一溫度區(qū)域工作的閥門,是完全意義上的“硬密封”。這一溫度區(qū)域也是碳素鋼最高工作溫度的上限。此外,我們把在這一溫度區(qū)域工作的閥門稱為“亞高溫閥門”,是因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域雖然是高溫區(qū)域,但用于這一溫度區(qū)域中的一般常見的介質(zhì)(如:水、蒸汽、
6、空氣、油品等)時(shí),閥門的主體材料用碳素鋼就可以滿足要求,而不需要用比碳素鋼更高級(jí)的耐熱合金鋼或耐熱不銹鋼。所以,這一溫度區(qū)域可以說,它還不是真正意義上的高溫區(qū),因此,稱在這一工作溫度區(qū)域的閥門為“亞高溫閥門”較為恰當(dāng)。
6.?>425℃~550℃,為“高溫Ⅰ級(jí)閥門”,簡稱PⅠ級(jí)
閥門的工作溫度為425~550℃,定為高溫Ⅰ級(jí)(簡稱PI級(jí))。PI級(jí)閥門的主體材料為ASTM? A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅰ級(jí)中碳鉻鎳稀土鈦優(yōu)質(zhì)耐熱鋼”。因PI級(jí)是特定的稱呼,在這里包含了高溫不銹鋼(P)的概念。因此,如果工作介質(zhì)為水或蒸汽時(shí),雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)
7、;在含硫油品時(shí)雖然也可用高溫鋼C5(ZG1Cr5Mo),但在這里不能叫它們?yōu)镻I級(jí)。
7.?>550℃~650℃,為“高溫Ⅱ級(jí)閥門”,簡稱PⅡ級(jí)
閥門的工作溫度為550~650℃,定為高溫Ⅱ級(jí)(簡稱為PII級(jí))。PII級(jí)高溫閥門主要用于煉油廠的重油催化裂化裝置,它包含用在三旋噴嘴等部位的高溫襯里耐磨閘閥。PII級(jí)閥門的主體材料為ASTM? A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅱ級(jí)中碳鉻鎳稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。
8.?>650℃~730℃,為“高溫Ⅲ級(jí)閥門”,簡稱PⅢ級(jí)
閥門的工作溫度為650~730℃,定為高溫Ⅲ級(jí)(簡稱為PIII級(jí))。PIII級(jí)高溫閥門主要是用在煉油廠的大型重油催化
8、裂化裝置上。?PIII級(jí)高溫閥門主體材料為ASTM? A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形的“高溫Ⅲ級(jí)中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。
9.?>730℃~816℃,為“高溫Ⅳ級(jí)閥門”,簡稱PⅣ級(jí)
閥門的工作溫度為730~816℃,定為高溫Ⅳ級(jí)(簡稱為PIV級(jí))。將PIV級(jí)閥門的工作溫度上限定為816℃是因?yàn)殚y門設(shè)計(jì)選用的國際權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)ASME? B16.34壓力-溫度等級(jí)中提供的最高溫度為816℃,另外,工作溫度超過816℃以后,鋼就接近進(jìn)入了鍛造溫度區(qū)域,此時(shí)金屬處于塑性變形區(qū)間,金屬的可塑性好,難以承受高的工作壓力和沖擊力而保持不變形。PIV級(jí)閥門的主體材料為ASTM? A351標(biāo)準(zhǔn)中的CF
9、8M為基形“高溫Ⅳ級(jí)中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”;CK-20及ASTM?A182標(biāo)準(zhǔn)中F310(注:其中C含量≥0.050%)及F310H等耐熱不銹鋼。
10.?>816℃為“高溫Ⅴ級(jí)閥門”,簡稱PⅤ級(jí)
閥門的工作溫度在>816℃以上,稱為高溫Ⅴ級(jí)(簡稱為PV級(jí))。PV級(jí)高溫閥門(作切斷用閥門,而非調(diào)節(jié)型蝶閥類的閥門)必須采用特殊的設(shè)計(jì)手段,如:襯隔熱襯里或通水或氣冷卻等,方能保證閥門的正常工作。所以,對(duì)PV級(jí)高溫閥門的工作溫度上限不作規(guī)定,這是因?yàn)榭刂崎y門的工作溫度不是僅靠材料,而是用特殊的設(shè)計(jì)手段來解決的,而設(shè)計(jì)手段的基本原理是一樣的。?PV級(jí)高溫閥門可根據(jù)其工作介質(zhì)和工作壓力及采用的特殊設(shè)計(jì)方法等,選用合理的、能滿足該閥門的材料。在PV級(jí)高溫閥門中,通常煙道插板閥或蝶閥的插板或蝶板常選用ASTM? A297標(biāo)準(zhǔn)中的HK-30,HK-40高溫合金,它們能在1150℃以下抗氧化和還原性氣體中耐蝕,但不能承受沖擊和高壓載荷。
把閥門的工作溫度分為了以上10級(jí),有了這樣明確的分級(jí)為閥門的設(shè)計(jì)制造、選擇材料提供了較科學(xué)的根據(jù)。