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英國大力開發海上風力發電站

調節閥材料
  調(diào)節閥各個零部件(jiàn),特別是與工藝流體接觸的閥體和(hé)閥內組件,材料的正確選擇與調節閥結構型式和公稱通徑的選(xuǎn)擇,同樣(yàng)
重要。選擇調節閥材料必須考慮(lǜ)以下各個因素(sù)。
  1)流體(tǐ)的壓力和溫度對材料的影響。
  2)流體腐蝕性對材料影響。
  3)流體的(de)空化現象或泥漿流(liú)體對材料的影響。
  4)成本(běn)(材料價格與市場供應、加工性能等)。
  5)從結(jié)構上考慮(lǜ),材料(liào)組配是否有問題。
閥體材料
  閥(fá)體材料(liào)的選擇一般要高於管道(dào)材料,或者根據上(shàng)述幾點因素(sù)來選擇。
1.高溫材料
  作為高溫材料(liào),必須充(chōng)分考慮高溫強度、高溫下的金相組織變化及耐腐蝕性問題(tí)。一般要求合金鋼材料含有鉻(gè)、鎳,鉬無素
  常用的(de)閥體材料和標準溫度範(fàn)圍如下表所示(shì)。
名稱 鋼號 標準溫(wēn)度範圍(℃)
鑄鐵 MT200 0~+200
碳鋼 ZG230-450 -5~425
不鏽鋼 1Cr18Ni9 -195~+600
不鏽鋼 1Cr19Ni12Mo2Ti -195~+600
  另外(wài),在高溫(wēn)高壓下,鋼受到氫氣的浸蝕,一般會造成脫碳





(kg
·m)
溫(wēn)度(℃)
各種(zhǒng)材料的低溫衝擊(5mmU型缺口)    圖2
現(xiàn)象,引起脆化。鋼中加入鉻、鎳、鉬等(děng)金屬元素後,它(tā)與(yǔ)碳元
素結合(hé),可提高鋼的抗氫腐蝕性。
 圖1是碳鋼、合金鋼在高(gāo)溫、高壓氫氣下的使用範圍。


氧氣分壓(atm)
碳鋼:合(hé)金在高溫高壓氫氣下的使用範圍   圖1
2.低溫材料
  選低(dī)溫(wēn)材料時,要充分考(kǎo)慮材料的低溫衝擊值,還要考慮材料在低溫下出現韌性下降的脆性問題。
  材料韌性下(xià)降那點的溫(wēn)度稱做(zuò)遷移溫度。常把15ft-Lb(2.07kg-m)夏氏衝擊值的溫度叫做15ft-Lb遷(qiān)移溫度,這個度為結構材
料的*高溫度(dù)。
  低溫高壓鑄鋼有數種材料,但市場供應緊張。
  奧氏體不鏽鋼的(de)低溫機械性能比較(jiào)穩定,所以經常(cháng)采(cǎi)用。
3.耐汽(qì)蝕材(cái)料
  當流體是液體,特別是熱水時,必須(xū)充分考慮材料的耐汽蝕問題。
  耐(nài)汽蝕(shí)材料有二大類:
  a)高硬度材(cái)料(或化學鍍鎳材料等)
  b)有堅固(gù)的氧(yǎng)化層,韌性和疲勞強度大的(de)材料。(Cr-Mo鋼,不鏽鋼等)。
  但一般(bān)多選用b類材料。特別(bié)當流體(tǐ)是大於(yú)100℃的熱水時,*好用Cr-Mo鋼(gāng)。具體(tǐ)選擇時還(hái)要考慮到成本(běn),可用下麵(miàn)公式計
算進行選擇。
  
    P1-Ps  
  Cf=
 
    △P  
式中:Cf—空化係數
   P1—進口**壓(yā)力
   Ps—在進口溫度下液體(tǐ)飽和**壓力(kgf/cm2abs)
   △P—常用壓差(kgf/cm2)
   當Cf>2時,可選用碳鋼。
    Cf≤時;可選用Cr-Mo鋼,不鏽鋼。
4.耐腐(fǔ)蝕材料
  金屬材料的腐蝕一(yī)般分為**腐蝕、間隙腐蝕、晶間腐蝕、孔腐蝕、應力腐蝕等。沒有一種材料能(néng)耐上述各種腐蝕。
  實際上,材料的腐蝕性還與流體(tǐ)種類、深度、溫度有關,還與流體是否含有氧化劑和流速(sù)等因數有關,這使得材料的選擇更
複雜。
  常用材料耐腐蝕一覽表(biǎo)是腐蝕試驗結果的總結。這(zhè)些試驗在規(guī)定的流體種類、溫(wēn)度、濃(nóng)度下進行的。僅從表上選擇還是不大(dà)
可靠,實際選用時,不僅要參(cān)照材料耐腐蝕一覽表,主要還應(yīng)結合(hé)實(shí)際經驗來選材。
  調節閥常用耐腐蝕材(cái)料主要有不鏽鋼、20°合金鋼(gāng)哈斯(sī)洛依(yī)(Hastellog)“B”、“C”、及鈦鋼等。
閥內組件材料
  閥內組件材料一般用SUS304、SUS316不鏽鋼,有時根據流體情況,
要進行硬化處理。
  不用說,控製空化流體和含有固體顆料的流體,有時根據流(liú)體硬化
處理,對於一般的常溫、常壓差流體也要參參照圖3進行(háng)硬化(huà)處理。
  有時根據常壓差·常溫範圍判斷可以不做(zuò)硬化處理,但是,要是閥
長期在苛刻條件下工作,或者閥座要求精度高、泄漏量,與應考慮硬化
處理。硬化處理有(yǒu)如(rú)下幾種方法:
1.熱(rè)處理
  ●SCS24(17Cr—4Ni析(xī)出硬化不鏽鋼)
  當籠式(shì)閥閥體為碳(tàn)鋼(gāng)或Cr-Mo鋼時,標準的閥內組件材料是5CS24,它的耐腐蝕性與SCS13相近。
  (標準溫度範圍-40—425℃)
  ●SUS440C (17Cr高碳(tàn)不鏽鋼)
  本材料用於100℃以上的熱水或溫蒸氣場合,是一種優良的耐(nài)汽蝕材料,但其耐腐蝕(shí)性比SUS304差、用於腐蝕性流體時,表
麵要司太萊堆焊。(標準溫度範圍-5+530℃)
局(jú)部司太(tài)萊堆焊    圖4
全部司(sī)太萊堆焊   圖5
局部司太萊堆焊   圖(tú)6
2.堆焊硬化屋
  司太萊堆焊(主要成份(fèn)Co、Cr、W)是一種常用的硬化處理(lǐ)方(fāng)法,具有優良的耐腐蝕性能。
  司太萊堆焊分**堆焊和密封麵局部堆焊兩種方法。實際(jì)上(shàng),究竟要采用哪一種堆(duī)焊方(fāng)式,要(yào)視流體的壓力、溫度及流體是
否是(shì)含顆料而定。因此,沒有一個規定的標準,而要根據裝置(zhì)的**設計(jì)來決(jué)定。
(標準溫度範圍,基材為SUS304、SUS316時,為195~+800℃)
  另外,也有采用鎳基合金堆焊(hàn)的,其性能(néng)和用途(tú)與上述鈷基司太萊合金堆焊相同。
3.表麵硬化(huà)處(chù)理
  指采用多元素,(W、MO、Cr、V、Ti等金屬)。共滲的阿托鉻依表麵(miàn)硬化處理。
  主要用(yòng)於籠式閥閥芯材料SUS14的硬化處理,也適(shì)用於水、蒸氣等無腐蝕性氣體。
  (標準溫(wēn)度範圍:*低(dī)溫度為基體材料的*低溫度、*高溫度+500℃)
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