閥門(mén)主體零件適宜工作溫度及工況詳解二
3 非腐蝕工況
閥門(mén)工作介質(zhì)為水、蒸汽、空氣和油品等非腐蝕性物質(zhì)時(shí)，一般采用碳素鋼。閥門(mén)用碳素鋼系指ASTM A216標準中的WCB、WCC鑄鋼和ASTM A105鍛鋼。閥門(mén)用碳素鋼適宜工作溫度為-29～425℃。但是為了安全，考慮到介質(zhì)的工作溫度有可能波動(dòng)，因此，一般碳素鋼的使用溫度不應超過(guò)400℃。
4 腐蝕工況
4.1鉻-鉬系高溫鋼
閥門(mén)選用的Cr-Mo高溫鑄鋼主要是采用ASTM A217標準中的WC6、WC9和C5(ZG1Cr5Mo)，其對應的軋材分別為ASTM A182中的F11、F22和F5。
⑴ 低鉻級鉻-鉬鋼
低鉻級鉻-鉬鋼有WC6、WC9、F11和F22，其適用的工作介質(zhì)為水、蒸汽和氫氣，不宜用于含硫油品。WC6和F11適宜工作溫度為-29～540℃，WC9和F22適宜工作溫度為-29～570℃。
⑵ 鉻五鉬高溫鋼
鉻五鉬高溫鋼有C5(ZG1Cr5Mo)和F5，其適用的工作介質(zhì)為水、蒸汽、氫氣和含硫油品等。
C5(ZG1Cr5Mo)如果用于水蒸汽時(shí)，其最高工作溫度為600℃。用于含硫油品等工作介質(zhì)時(shí)，其最高工作溫度為550℃。因此，規定C5(ZG1Cr5Mo)的工作溫度為≤550℃。
4.2不銹耐酸鋼
不銹耐酸鋼是指用于石化及化工、化肥行業(yè)中抗硝酸、硫酸、醋酸及有機酸等耐腐蝕性的鉻鎳或鉻鎳鉬不銹耐酸鋼。不銹耐酸鋼鑄鋼主要是采用ASTM A743或ASTM A744標準中CF8、CF8M、CF3、CF3M、CF8C、CD-4MCu和CN7M等，其對應的軋材分別為ASTM A182標準中的F304、F316、F304L、F316L、F347、F53及美國UNS N08020。
⑴ Cr-Ni不銹鋼
Cr-Ni類(lèi)不銹耐酸鋼有CF8、CF3、F304、F304L、CF8C和F347，其適用于工作介質(zhì)為硝酸等氧化性酸。其最高工作溫度≤200℃。
⑵ Cr-Ni-Mo不銹鋼
Cr-Ni-Mo類(lèi)不銹耐酸鋼有CF8M、CF3M、F316和F316L，其適用于工作介質(zhì)為醋酸等還原性酸。
CF8M，CF3M等可以代替CF8和CF3，但CF8、CF3不能代替CF8M和CF3M。所以，美國等國家不銹耐酸鋼閥門(mén)主要用CF8M、CF3M，其最高工作溫度≤200℃。
⑶ CN7M合金
CN7M合金具有較好的全面耐蝕性，它廣泛地應用于苛刻的腐蝕條件下，包括硫酸、硝酸、氫氟酸和稀鹽酸、苛性堿、海水及熱的氯化物鹽溶液等，特別是可用于各種濃度和溫度≤70℃范圍的硫酸中。CN7M和UNS N08020合金使用溫度為-29～450℃。
⑷ 雙相不銹鋼
雙相不銹耐蝕鋼(表1)為沉淀硬化不銹鋼，它們是在鐵素體的基體中含35%～40%的奧氏體，其屈服強度約為19Cr-9Ni奧氏體不銹鋼的2倍，并具有高硬度及良好的塑性和沖擊韌性。特別適合在既有磨蝕又有沖刷的腐蝕工作條件下使用，因而廣泛地應用于在氧化和還原的強酸工況中，在有氯的環(huán)境中有特殊的抗應力腐蝕開(kāi)裂的性能。CD-4MCu、CD3MN、CE3MN和F53雙相不銹鋼使用溫度為-29～316℃。
4.3耐蝕鎳基合金
耐蝕鎳基合金閥門(mén)主要是選用ASTM A494標準中的鑄造蒙乃爾合金(M35-1)、鑄鎳合金(CZ-100)、英康乃爾合金(CY-40)、哈氏合金B(N-12MV、N-7M)及哈氏合金C(CW-12MW、CW-7M、CW-6MC、CW-2M)。
用于耐蝕蒙乃爾合金閥門(mén)的蒙乃爾合金軋材主要為UNS N04400(Monel 400)和UNS N05500(Monel K500)。鑄鎳合金無(wú)對應的軋材，英康乃爾合金的軋材為Inconel 600和Inconel 625等。
⑴ 蒙乃爾合金
蒙乃爾合金(Monel)具有較高的強度和韌性，特別是具有優(yōu)異的抗還原酸及強堿介質(zhì)和海水等腐蝕的性能。因此，通常用于制造輸送氫氟酸、鹽水、中性介質(zhì)、堿鹽及還原性酸等介質(zhì)的設備和閥門(mén)，也適用于干燥氯氣、氯化氫氣、425℃高溫氯氣及450℃高溫氯化氫氣等介質(zhì)，但不抗含硫介質(zhì)和氧化性介質(zhì)(如硝酸及含氧高的介質(zhì))的腐蝕。整體是蒙乃爾合金的閥門(mén)材料代號為MM，內件是蒙乃爾合金的閥門(mén)，殼體為碳素鋼時(shí)閥門(mén)材料代號為C/M、殼體為CF8時(shí)閥門(mén)材料代號為P/M、殼體為CF8M時(shí)閥門(mén)材料代號為R/M。蒙乃爾合金M35-1、Monel 400和Monel K500合金的適宜工作溫度為-29～480℃。
⑵ 鑄鎳合金
鑄鎳合金(CZ-100)的化學(xué)成分為95%Ni和1.00%C，其無(wú)對應的軋材。當CZ-100用于高溫高濃度或無(wú)水堿溶液中時(shí)，具有優(yōu)異的耐蝕性能。CZ-100常用于在高腐蝕濃度(包括熔融無(wú)水苛性鈉)的氯堿生產(chǎn)中以及用于不能有銅和鐵等金屬污染產(chǎn)品的場(chǎng)合。鑄鎳合金CZ-100閥門(mén)的材料代號為Ni。CZ-100合金適宜工作溫度為-29～316℃。
⑶ 英康乃爾合金
英康乃爾合金(Inconel)CY-40和Inconel 600(ASTM B564 N06600)等主要用于抗應力腐蝕，尤其適用于高濃度的氯化物介質(zhì)，當Ni含量≥45%時(shí)，對氯化物的應力腐蝕具有“免疫”效果。此外，它還能抗沸濃硝酸、發(fā)煙硝酸、含硫和釩的高溫氣體及燃燒物的腐蝕。
Inconel合金已廣泛用于制造核動(dòng)力工廠(chǎng)的鍋爐給水系統的部件，因為它比不銹鋼的安全性更高。同時(shí)，它還適用于需要高強度、高壓密封的高抗蝕性能，以及在高溫下具有抗機械磨損和抗氧化能力的工業(yè)生產(chǎn)中。如大化肥廠(chǎng)用Inconel 600或Inconel 625合金(為哈氏合金CW-6MC的軋材牌號)制造高壓(600～1500 LB)高濃度氧氣閥門(mén)等。CY-40和Inconel 600合金閥門(mén)的材料代號為In。適宜工作溫度為-29~650℃。
⑷ 哈氏合金
哈氏合金(Hastelloy)是商業(yè)名稱(chēng)，它包括有一系列的合金牌號，用于耐蝕閥門(mén)上的主要是哈氏合金B (Hastelloy B)和哈氏合金C(Hastelloy C)這兩類(lèi)。
哈氏合金B(Hastelloy B)的鑄造合金牌號在A(yíng)STMA494標準中為N-12MV(N-12M-1)及N-7M(有的資料稱(chēng)之為N-12M-2，也稱(chēng)它為Chlorimet2合金)，其軋材牌號為ASTM B335標準中的UNS N10665。哈氏合金B對各種濃度的鹽酸均耐蝕，對非氧化性鹽及酸亦耐蝕。哈氏合金B的耐蝕閥門(mén)，從耐蝕性及抗晶間腐蝕性考慮宜選用低碳級的哈氏合金B(N-7M)。哈氏合金的材質(zhì)代號閥門(mén)行業(yè)尚無(wú)規定，哈氏合金B閥門(mén)的材質(zhì)代號，可直接用其鑄造合金牌號來(lái)表示。哈氏合金B適宜工作溫度為-29℃～425℃。
哈氏合金C(Hastelloy C)的鑄造合金牌號為CW-12MW(有的資料稱(chēng)之為CW-12M-1)和CW-7M(CW-12M-2，也稱(chēng)它為Chlorimet3合金)及Hastelloy C-276合金，其鑄造合金牌號為CW-6MC和Hastelloy C-4合金，其鑄造合金牌號為CW-2M。鑄造哈氏合金CW-7M、CW-12MW、CW-6MC和CW-2M其對應的軋材牌號分別是UNS N10001、UNS N10003、UNS N10276和UNS N06455。哈氏合金C對氧化性溶劑、低濃度常溫的鹽酸和硝酸耐腐蝕。
第一代Hastelloy C(0Cr16Ni60Mo16W4)的特點(diǎn)是在強腐蝕的氧化性和還原性酸介質(zhì)中，具有優(yōu)良的耐蝕性能，但由于高鎳耐蝕合金為奧氏體組織，因為Ni降低了C在奧氏體中的固溶度等原因。所以，Ni-Mo系Hastelloy B和Ni-Mo-Cr系的Hastelloy C合金均存在較嚴重的晶間腐蝕傾向或敏感性，在高溫時(shí)還會(huì )導致應力腐蝕和縫隙腐蝕。為了克服晶間腐蝕，于是推出了第二代哈氏合金——Hastelloy C-276(C由0.03%降低到0.02%)及第三代哈氏合金C——Hastelloy C-4，其特點(diǎn)是低Si(Si≤0.08%)和超微C(C≤0.015%)，并降低了Fe和W的含量，加入了穩定化的合金元素Ti等。
哈氏合金C的耐蝕閥門(mén)，從耐蝕性及抗晶間腐蝕性考慮，宜選用哈氏合金C-276(CW-6MC)及哈氏合金C-4(CW-2M)。哈氏合金C閥門(mén)的材料代號多，且性能和工作溫度差別大，所以CW-12MW、CW-7M、CW-6MC和CW-2M分別用HC-12、HC-7、HC-276和HC-4表示，或直接用其鑄造合金牌號來(lái)表示。
哈氏合金CW-7M和UNS N10001合金的適宜工作溫度為-29～425℃，哈氏合金CW-12MW和UNS N10003合金的適宜工作溫度為-29～700℃，哈氏合金CW-6MC和UNS N10276合金的適宜工作溫度為-29～676℃，哈氏合金CW-2M和UNS N06455合金的適宜工作溫度為-29～425℃。
