Una dintre problemele cheie care trebuie luate în considerare în proiectarea supapei și selecția materialului este temperatura de funcționare a supapei. Pentru a standardiza temperatura de lucru adecvată a materialului principal al supapei, temperatura de lucru adecvată a materialului principal al supapei utilizat în industria petrochimică, chimică, îngrășăminte, energie electrică și metalurgică din țara mea din punct de vedere al proprietăților materialelor diferite tipuri de supape de oțel și aliaje și aferente Cerințele au stabilit reglementări clare pentru proiectarea, fabricarea și inspecția produselor cu supape. În plus, din punct de vedere al managementului tehnic, al managementului producției și al achiziției de materiale, fiecare tip de oțel ar trebui să fie selectat cu o performanță globală bună și nu este adecvat să se utilizeze prea multe grade de oțel și grade de aliaje pentru a preveni confuzia.
1 Prezentare generală
Una dintre problemele cheie care trebuie luate în considerare în proiectarea supapei și selecția materialului este temperatura de funcționare a supapei. Pentru a standardiza temperatura de lucru adecvată a materialului principal al supapei, temperatura de lucru adecvată a materialului principal al supapei utilizat în industria petrochimică, chimică, îngrășăminte, energie electrică și metalurgică din țara mea din punct de vedere al proprietăților materialelor diferite tipuri de supape de oțel și aliaje și aferente Cerințele au stabilit reglementări clare pentru proiectarea, fabricarea și inspecția produselor cu supape. În plus, din punct de vedere al managementului tehnic, al managementului producției și al achiziției de materiale, fiecare tip de oțel ar trebui să fie selectat cu o performanță globală bună și nu este adecvat să se utilizeze prea multe grade de oțel și grade de aliaje pentru a preveni confuzia.
Condiții de temperatură scăzută
2.1 Material pentru supape criogenice
Supape de temperatură ultra joasă [-254 (hidrogen lichid) ~ -101 grad C (etilenă)] Materialul principal trebuie să fie oțel inoxidabil austenitic, aliaj de cupru sau aliaj de aluminiu cu o rețea cubică centrată pe față. Proprietățile mecanice la temperatură scăzută după tratamentul termic, în special la impactul la temperatură scăzută Duritatea trebuie să îndeplinească cerințele standardului.
Următoarele oțeluri inoxidabile austenitice pot fi utilizate pentru fabricarea supapelor criogenice. ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 și CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 și F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L și CF8D (proiectat de Lanzhou High Pressure Valve Factory, cod standard de fabrică GFQ{{{{ 15}}). Corpul supapei, capacul, poarta sau discul supapei cu temperatură ultra-joasă trebuie tratate criogenic cu azot lichid (-196 grad ) înainte de finisare.
2.2 Material pentru supape criogenice
Principalele materiale potrivite pentru supapele de temperatură joasă (-100--30 grad ) includ oțel inoxidabil austenitic la temperatură joasă și oțel feritic și martensitic pentru piese care poartă presiune la temperatură joasă.
Oțelurile inoxidabile austenitice pentru temperaturi scăzute includ ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 și CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 și F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L și CF8D.
Oțelurile feritice și martensitice pentru piese cu presiune joasă includ ASTM A352 LCA (-32 grad), LCB, LCC (-46 grad), LC1 (-59 grad), LC2, LC211 ({{ 7}} grad) și LC3 (-100 grad).
Prețul principal al materialelor din standardul ASTM A352 este scăzut, dar compoziția chimică trebuie să aibă standarde de control intern din fabrică fiabile și foarte stricte în timpul topirii. Procesul său de tratament termic este complicat și are nevoie de mai multe tratamente de călire și revenire pentru a îndeplini cerințele de rezistență la impact la temperatură joasă cerute de standard, iar ciclul de producție este lung. Când rezistența la impact la temperatură joasă nu îndeplinește cerințele standard, nu este permisă utilizarea ca oțel la temperatură joasă. Prin urmare, este utilizat numai atunci când lotul de producție este mare și poate fi topit într-un cuptor, iar oțelul inoxidabil austenitic este în general utilizat.
3. Condiții de lucru necorozive
Atunci când mediul de lucru al supapei sunt substanțe necorozive, cum ar fi apa, aburul, aerul și uleiul, se utilizează în general oțel carbon. Oțelul carbon pentru supape se referă la oțel turnat WCB, WCC și oțel forjat ASTM A105 în standardul ASTM A216. Temperatura de lucru adecvată a oțelului carbon pentru supape este de -29-425 grade . Cu toate acestea, din motive de siguranță, având în vedere că temperatura de lucru a mediului poate fluctua, temperatura de serviciu a oțelului carbon general nu trebuie să depășească 400 de grade.
4. Condiții de coroziune
4.1 Oțel crom-molibden la temperatură înaltă
Oțelul turnat la temperatură înaltă Cr-Mo utilizat pentru supapă adoptă în principal WC6, WC9 și C5 (ZG1Cr5Mo) în standardul ASTM A217, iar materialele de laminare corespunzătoare sunt F11, F22 și, respectiv, F5 în ASTM A182.
⑴ Oțel cu crom-molibden de calitate scăzută
Oțelurile crom-molibden cu grad scăzut de crom includ WC6, WC9, F11 și F22. Mediul de lucru aplicabil este apa, aburul și hidrogenul și nu este potrivit pentru produsele petroliere care conțin sulf. Temperatura de lucru potrivită pentru WC6 și F11 este de -29-540 grade , iar temperatura de lucru potrivită pentru WC9 și F22 este de -29-570 grade .
⑵ Crom cinci molibden oțel de înaltă temperatură
Oțelul crom cinci-molibden la temperatură înaltă are C5 (ZG1Cr5Mo) și F5, iar mediul său de lucru aplicabil este apa, aburul, hidrogenul și uleiul care conține sulf etc.
Dacă C5 (ZG1Cr5Mo) este utilizat pentru vapori de apă, temperatura maximă de lucru este de 600 de grade. Când este utilizat în medii de lucru, cum ar fi uleiurile care conțin sulf, temperatura maximă de lucru este de 550 de grade. Prin urmare, se prevede că temperatura de funcționare a C5 (ZG1Cr5Mo) este mai mică sau egală cu 550 de grade.
4.2 Oțel inoxidabil rezistent la acizi
Oțelul inoxidabil rezistent la acid se referă la oțelul inoxidabil rezistent la acid crom-nichel sau crom-nichel-molibden utilizat în industria petrochimică, chimică și a îngrășămintelor pentru rezistență la coroziune, cum ar fi acidul azotic, acidul sulfuric, acidul acetic și acizii organici. Oțelul turnat inoxidabil și rezistent la acizi adoptă în principal CF8, CF8M, CF3, CF3M, CF8C, CD-4MCu și CN7M în standardul ASTM A743 sau ASTM A744, iar materialele de laminare corespunzătoare sunt F304, F316, F304L în standardul ASTM A182, F316L, F347, F53 și US UNS N08020.
⑴Oțel inoxidabil Cr-Ni
Oțelurile inoxidabile Cr-Ni și rezistente la acizi includ CF8, CF3, F304, F304L, CF8C și F347, care sunt potrivite pentru oxidarea acizilor precum acidul azotic ca mediu de lucru. Temperatura maximă de lucru este mai mică sau egală cu 200 de grade.
⑵Oțel inoxidabil Cr-Ni-Mo
Oțelurile inoxidabile Cr-Ni-Mo și rezistente la acizi includ CF8M, CF3M, F316 și F316L, care sunt potrivite pentru reducerea acizilor precum acidul acetic ca mediu de lucru.
CF8M, CF3M etc. pot înlocui CF8 și CF3, dar CF8 și CF3 nu pot înlocui CF8M și CF3M. Prin urmare, supapele din oțel inoxidabil și rezistent la acid din Statele Unite și din alte țări folosesc în principal CF8M și CF3M, iar temperatura lor maximă de lucru este mai mică sau egală cu 200 de grade.
⑶ Aliaj CN7M
Aliajul CN7M are o rezistență generală bună la coroziune, este utilizat pe scară largă în condiții dure de coroziune, inclusiv acid sulfuric, acid azotic, acid fluorhidric și acid clorhidric diluat, alcalii caustici, apă de mare și soluție de clorură fierbinte etc., disponibil în special în acid sulfuric cu diferite concentrații și temperaturi în intervalul Mai puțin sau egal cu 70 de grade . Temperatura de serviciu a aliajului CN7M și UNS N08020 este de -29-450 grade .
⑷ Oțel inoxidabil duplex
Oțelul inoxidabil duplex (Tabelul 1) este oțel inoxidabil de întărire prin precipitare, care conține 35% până la 40% austenită în matricea de ferită, iar limita sa de curgere este de aproximativ 2 ori mai mare decât oțelul inoxidabil austenitic 19Cr-9Ni. Times, și are duritate mare și plasticitate bună și duritate la impact. Este deosebit de potrivit pentru utilizare în condițiile de lucru corozive atât de abraziune, cât și de eroziune, deci este utilizat pe scară largă în condiții de lucru acide puternice de oxidare și reducere și are o rezistență specială la fisurarea coroziunii prin coroziune în medii cu clor. Temperatura de serviciu a oțelului inoxidabil duplex CD-4MCu, CD3MN, CE3MN și F53 este de -29-316 grade .
4.3 Aliaj pe bază de nichel rezistent la coroziune
Supapele din aliaj pe bază de nichel rezistente la coroziune sunt în principal aliajul Monel turnat (M35-1), aliajul de nichel turnat (CZ-100), aliajul Inconel (CY{-40), Hastelloy B (N{{{ {5}}MV) în standardul ASTM A494. , N-7M) și Hastelloy C (CW-12MW, CW-7M, CW{-6MC, CW-2M).
Materialele de rulare din aliaj Monel utilizate pentru supapele din aliaj Monel rezistente la coroziune sunt în principal UNS N04400 (Monel 400) și UNS N05500 (Monel K500). Nu există material laminat corespunzător pentru aliajul de nichel turnat, iar materialul laminat din aliajul Inconel este Inconel 600 și Inconel 625 etc.
⑴ Monel
Aliajul Monel (Monel) are rezistență și tenacitate ridicate, în special are o rezistență excelentă la coroziune pentru reducerea acidului și mediu alcalin puternic și apă de mare. Prin urmare, este de obicei folosit pentru fabricarea de echipamente și supape pentru transportul acidului fluorhidric, saramură, mediu neutru, sare alcalină și acid reducător și este, de asemenea, potrivit pentru gaz de clor uscat, acid clorhidric gazos, clor gazos la 425 de grade la temperatură înaltă și 450 de grade. gaz clorhidric la temperatură, etc. Mediu, dar nu este rezistent la coroziune a mediilor care conțin sulf și a mediilor oxidante (cum ar fi acidul azotic și mediile cu conținut ridicat de oxigen). Codul materialului supapei este aliajul Monel în ansamblu, numele de cod al materialului supapei este aliajul Monel, numele de cod al materialului supapei este C/M când carcasa este din oțel carbon și numele de cod al materialului supapei este P/M când shell-ul este CF8. Când corpul este CF8M, codul materialului supapei este R/M. Temperatura de lucru adecvată a aliajului Monel M35-1, Monel 400 și aliajul Monel K500 este de -29-480 grade .
⑵ Aliaj de nichel turnat
Compoziția chimică a aliajului de nichel turnat (CZ-100) este 95%Ni și 1,00%C și nu există material laminat corespunzător. Când CZ-100 este utilizat în soluții de temperatură înaltă, concentrație mare sau alcalii anhidre, are o rezistență excelentă la coroziune. CZ-100 este adesea folosit în producția de clor-alcali cu concentrație mare de coroziune (inclusiv sodă caustică anhidră topită) și în cazurile în care metalele precum cuprul și fierul nu pot contamina produsele. Codul materialului supapei CZ-100 din aliaj de nichel turnat este Ni. Temperatura de lucru adecvată a aliajului CZ-100 este de -29-316 grade .
⑶ Aliaj Inconel
Aliajul Inconel (Inconel) CY-40 și Inconel 600 (ASTM B564 N06600) sunt utilizate în principal pentru rezistența la coroziune, în special pentru mediul de clorură cu concentrație mare. Când conținutul de Ni este mai mare sau egal cu 45%, acesta are un efect puternic asupra efectului de „imunitate” la coroziune la stresul clorurii. În plus, poate rezista și coroziunii acidului azotic concentrat în fierbere, acidului azotic fumos, gazului la temperatură înaltă care conține sulf și vanadiu și produselor de combustie.
Aliajul Inconel a fost utilizat pe scară largă la fabricarea componentelor pentru sistemele de alimentare cu apă a cazanelor din centralele nucleare, deoarece este mai sigur decât oțelul inoxidabil. În același timp, este potrivit și pentru producția industrială care necesită rezistență ridicată, etanșare la presiune înaltă, rezistență ridicată la coroziune și rezistență la uzură mecanică și oxidare la temperaturi ridicate. De exemplu, marea fabrică de îngrășăminte chimice folosește aliajul Inconel 600 sau Inconel 625 (gradul de produs laminat al Hastelloy CW-6MC) pentru a fabrica supape de oxigen de înaltă presiune (600-1500 LB) de înaltă concentrație etc. Codul de material al supapelor din aliaj CY-40 și Inconel 600 este In. Temperatura de lucru adecvată este de -29~650 grade .
⑷ Hastelloy
Hastelloy (Hastelloy) este o denumire comercială, care include o serie de grade de aliaje, utilizate în principal pentru supapele rezistente la coroziune sunt Hastelloy B (Hastelloy B) și Hastelloy C (Hastelloy C).
Calitățile de aliaje turnate ale Hastelloy B (Hastelloy B) sunt N-12MV (N{-12M{-1) și N-7M în standardul ASTMA494 (unele materiale sunt numite N-12M{-2, cunoscut și sub denumirea de aliaj Chlorimet2), iar gradul său de laminare este UNS N10665 în standardul ASTM B335. Hastelloy B este rezistent la diferite concentrații de acid clorhidric și este, de asemenea, rezistent la săruri și acizi neoxidanți. Pentru supapele rezistente la coroziune din Hastelloy B, Hastelloy B cu emisii scăzute de carbon (N-7M) trebuie selectat ținând cont de rezistența la coroziune și rezistența la coroziune intergranulară. Codul material al aliajului Hastelloy nu are reglementări în industria supapelor. Codul materialului supapei Hastelloy B poate fi exprimat direct prin calitatea de aliaj turnat. Temperatura de lucru adecvată a Hastelloy B este de -29 grade -425 grade .
Calitățile de aliaje turnate ale Hastelloy C (Hastelloy C) sunt CW-12MW (unele materiale sunt numite CW-12M{-1) și CW-7M (CW{{4 }}M-2, cunoscut și sub numele de aliaj Chlorimet3) și aliajul Hastelloy C -276, calitatea sa de aliaj de turnare este CW-6MC și aliajul Hastelloy C{-4, aliajul său de turnare nota este CW-2M. Hastelloy turnat CW-7M, CW-12MW, CW{-6MC și CW{-2M corespund claselor de rulare UNS N10001, UNS N10003, UNS N10276 și, respectiv, UNS N06455. Hastelloy C este rezistent la coroziune la solvenți oxidanți, acid clorhidric cu concentrație scăzută și acid azotic la temperatura camerei.
4.4 aliaj de titan
Titanul (Ti) are o rezistență ridicată, greutate redusă, rezistență la căldură suficient de mare și tenacitate la temperaturi scăzute și performanță bună de procesare și performanță de sudare. Este folosit în principal pentru turnarea titanului pur și forjarea titanului pur ZTA2 în producția de supape.
Titanul prezintă rezistență la coroziune, rezistență la non-coroziune sau chiar la foc și explozie la medii corozive datorită condițiilor diferite de lucru, cum ar fi temperatura. Prin urmare, natura (concentrația, temperatura, etc.) a mediului utilizat ar trebui să fie specificată clar la comanda și proiectare.
Supapele din titan au o rezistență excelentă la coroziune într-o varietate de medii oxidante, foarte corozive și neutre.
Titanul are o rezistență excelentă la coroziune în acidul azotic sub punctul de fierbere și concentrație Mai mică sau egală cu 80%. În acidul azotic fumant, când conținutul de NO2 depășește 2% și conținutul de apă este insuficient, reacția dintre titan și acidul azotic fumant va exploda. Prin urmare, titanul nu este utilizat în general în acid azotic la temperatură înaltă, cu un conținut de peste 80%.
Titanul nu este rezistent la coroziune în acidul sulfuric, iar titanul are o rezistență moderată la coroziune în acidul clorhidric. În general, se crede că titanul pur industrial poate fi utilizat în acid clorhidric cu o concentrație de 7,5% la temperatura camerei, 3% la 60 grade și 0,5% la 100 de grade. Titanul poate fi folosit și la 30% la 35 de grade, 10% la 60 de grade și 100% la 60 de grade. În acid fosforic 3% la gradul .