【康沃真空網(wǎng)】閥門的工作溫度分類
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到標(biāo)準(zhǔn)的要求。下列奧氏體不銹鋼可用于作超低溫閥門。ASTMA351CF8M、CF3M、CF8、CF3;ASTMA182F316、F316L、F304、F304L;ASTMA433316、316L、304、304L;以及蘭州高壓閥門廠自行設(shè)計、制定的低溫鋼CF8D(蘭州高壓閥門廠工廠標(biāo)準(zhǔn):GFQ81-93)。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ASTMA351CF8M、CF3M、CF8、CF3,ASTMA182F316、F316L、F304、F304L,ASTMA433316、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ASTMA352LCA(-32℃);LCB、LCC(-46℃);LC1(-59℃);LC2、LC2.1(-73℃);LC3(-100℃)。ASTMA352標(biāo)準(zhǔn)中的材料,雖然材料的初級價格較低,但是其冶煉時化學(xué)成分必須有可靠且要求十分嚴格的工廠內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。其熱處理工藝復(fù)雜,需要多次作調(diào)質(zhì)處。低溫沖擊韌性達不到標(biāo)準(zhǔn)要求時,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,但它是對位聚苯(PPL)的適宜區(qū),用對位聚苯作密封元件,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”,是因為這個區(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、空氣、油品等)時,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級閥門”,簡稱PⅠ級
閥門的工作溫度為425~550℃,定為高溫Ⅰ級(簡稱PI級)。PI級閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅰ級中碳鉻鎳稀土鈦優(yōu)質(zhì)耐熱鋼”。因PI級是特定的稱呼,在這里包含了用高溫不銹鋼(P)的概念。因此,如果工作介質(zhì)為水或蒸汽時,雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃);在含硫油品時雖然也可用高溫鋼C5(ZG1Cr5Mo),但在這里不能叫它們?yōu)镻I級。
7.>550℃~650℃,為“高溫Ⅱ級閥門”,簡稱PⅡ級
閥門的工作溫度為550~650℃,定為高溫Ⅱ級(簡稱為PII級)。PII級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級閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅱ級中碳鉻鎳稀土鈦鉭強化型耐熱鋼”。
8.>650℃~730℃,為“高溫Ⅲ級閥門”,簡稱PⅢ級
閥門的工作溫度為650~730℃,定為高溫Ⅲ級(簡稱為PIII級)。PIII級高溫閥門主要是用在煉油廠的大型重油催化裂化裝置上。PIII級高溫閥門主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形的“高溫Ⅲ級中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強化型耐熱鋼”。
9.>730℃~816℃,為“高溫Ⅳ級閥門”,簡稱PⅣ級
閥門的工作溫度為730~816℃,定為高溫Ⅳ級(簡稱為PIV級)。將PIV級閥門的工作溫度上限定為816℃是因為閥門設(shè)計選用的國際權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)ASMEB16.34壓力-溫度等級中提供的最高溫度為816℃,另外,工作溫度超過816℃以后,鋼就接近進入了鍛造溫度區(qū)域,此時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級閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形“高溫Ⅳ級中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強化型耐熱鋼”;CK-20及ASTMA182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級閥門”,簡稱PⅤ級
閥門的工作溫度在>816℃以上,稱為高溫Ⅴ級(簡稱為PV級)。PV級高溫閥門(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PV級高溫閥門的工作溫度上限不作規(guī)定,這是因為控制閥門的工作溫度不是僅靠材料,而是用特殊的設(shè)計手段來解決的,而設(shè)計手段的基本原理是一樣的。PV級高溫閥門可根據(jù)其工作介質(zhì)和工作壓力及采用的特殊設(shè)計方法等,選用合理的、能滿足該閥門的材料。在PV級高溫閥門中,通常煙道扦板閥或蝶閥的扦板或蝶板常選用ASTMA297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,有了這樣明確的分級為閥門的設(shè)計制造、選擇材料提供了較科學(xué)的根據(jù)。