閥門常用材料的性能
1、鑄鐵
①灰鑄鐵:如HT200、HT250等,適用于公稱壓力不大于PN16,工作溫度在-10~100℃之間的油類、一般性質的液體介質(水、蒸汽、石油產品等);公稱壓力不大于PN10,工作溫度在-10~200℃之間的蒸汽、一般性質氣體、煤氣、氨氣等介質(氨、醇、醛、醚、酮、酯等腐蝕性較低的介質)。它不適用于鹽酸、硝酸等介質。但能用于濃硫酸中,這是因為濃硫酸能對其金屬表面產生一層鈍化膜,以阻止濃硫酸對鑄鐵的腐蝕。
②可鍛鑄鐵:如KTH350-10、KTH450-06等,適用于公稱壓力不大于PN25,工作溫度在-10~300℃之間的蒸汽、一般性質氣體和液體、油類等介質。其耐蝕性能與灰鑄鐵相似。
③球墨鑄鐵:如QT400-15、QT450-10等,適用于公稱壓力不大于PN25工作溫度在-10~300℃之間的蒸汽、一般性質氣體及油類等介質。其耐腐蝕性較強,能在一定濃度的硫酸、硝酸、酸性鹽中工作。但不耐氟酸、強堿、鹽酸和三氯化鐵熱溶液的腐蝕。使用時要避免驟熱、驟冷,否則會破裂。
④鎳鑄鐵:耐堿性能比灰鑄鐵、球墨鑄鐵閥門強;用于稀硫酸、稀鹽酸和苛性堿中,鎳鑄鐵是一種理想的閥用材料。
2、碳素鋼
碳素鋼有WCA、WCB和WCC等,適用于工作溫度在-29~425℃之間的蒸汽、非腐蝕性氣體、石油及相關制品等介質。
3、不銹鋼
①304系列不銹鋼一般適用于工作溫度在-196~650℃之間的蒸汽、非腐蝕性氣體、石油及相關制品等介質;工作溫度在-30~200℃之間的腐蝕性介質。其耐大氣性優良,能耐硝酸和其他氧化性介質,也能耐堿、水、鹽、有機酸及其他有機化合物的腐蝕。但不耐硫酸、鹽酸等非氧化性酸的腐蝕,也不耐不干燥的氯化氫、氧化性的氯化物和草酸、乳酸等有機酸。
②在304的基礎上增含2%~3%鉬的316系列不銹鋼,其耐蝕性能比304系列不銹鋼更為優越,它在非氧化性酸和熱的有機酸、氯化物中的耐蝕性能比鉻鎳不銹鋼好,抗孔蝕性也好。
③含鈦或鈮的321、347系列不銹鋼對晶間腐蝕有較強的抵抗力。
④含高鉻、高鎳的904L系列不銹鋼,其耐蝕性能比普通不銹鋼更高,可用于處理硫酸、磷酸、混酸、亞硫酸、有機酸、堿、鹽溶液、硫化氫等,甚至可用于某些濃度下的高溫場合。但不耐濃或熱的鹽酸及濕的氟、氯、溴、碘、王水等的腐蝕。
4、銅合金
銅合金主要適用于公稱壓力不大于PN25,工作溫度在-40~180℃之間氧氣、海水管路用的閥門中,其對水、海水、多種鹽溶液、有機物有良好的耐蝕性能。對不含有氧或氧化劑的硫酸、磷酸、醋酸、稀鹽酸等有較好的耐蝕性,同時對堿有很好的抗力。但不耐硝酸、濃硫酸等氧化性酸的腐蝕,也不耐熔融金屬、硫和硫化物的腐蝕。切忌與氨接觸,它能使銅及銅合金產生應力腐蝕破裂。選用時應該注意,銅合金的牌號不同,其耐腐蝕性有一定的差異。
5、鋁合金
鋁合金對強氧化性的濃硝酸的耐蝕性好,能耐有機酸和溶劑。但在還原性介質、強酸、強堿中不耐蝕。鋁的純度越高,耐蝕性越好,但強度較低,只能用作壓力很低的閥門或閥門襯里。
6、鈦合金
鈦合金主要適用于公稱壓力不大于PN25,工作溫度在-30~316℃之間的海水、氯化物、氧化性酸、有機酸、堿類等介質。鈦是活性金屬,在常溫下能生成耐蝕性很好的氧化膜。它能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、濕氯、氧化性酸、有機酸、堿等的腐蝕。但它不耐較純的還原性酸,如硫酸、鹽酸的腐蝕,卻耐含有氧化劑的硝酸腐蝕。鈦合金閥門對孔蝕有良好的抗力,但在紅發煙硝酸、氯化物、甲醇等介質中會產生應力腐蝕。
7、鋯合金
鋯也屬于活性金屬,它能生成緊密的氧化膜,它對硝酸、鉻酸、堿液、熔堿、鹽液、尿素、海水等有良好的耐蝕性能,但不耐氫氟酸、濃硫酸、王水的腐蝕,也不耐濕氯和氧化性金屬氯化物的腐蝕。
8、陶瓷
陶瓷以二氧化硅為主熔化燒結制成的,如氧化鋯、氧化鋁、氮化硅等,除有極高的耐磨、耐溫、隔熱性能外,還具有很高的耐蝕能力,除不耐氧氟酸、氟硅酸和強堿外,能耐熱濃硝酸、鹽酸、王水、鹽溶液和有機溶劑等介質,陶瓷閥門一般適用于公稱壓力不大于PN6的管路中。這類閥門如使用了其他材料,選用時,應該考慮其他材料的耐蝕性能。
9、玻璃鋼
玻璃鋼的耐蝕性能隨著它的膠黏劑而異。環氧樹脂玻璃鋼能在鹽酸、磷酸、稀硫酸和一些有機酸中使用;酚醛玻璃鋼的耐蝕性能較好;呋喃玻璃鋼有較好的耐堿、耐酸以及綜合性耐蝕性能,其一般適用于公稱壓力不大于PN16的管路中。
10、塑料
塑料閥門的最大特點是耐蝕性強,甚至有金屬材料閥門所不能具備的優點。一般適用于公稱壓力不大于PN6的管路中,隨著塑料種類的不同,其耐蝕性差異較大。
①尼龍,又稱聚酰胺,它是熱塑性塑料,有良好的耐蝕性。能耐稀酸、鹽、堿的腐蝕,對烴、酮、醚、酯、油類有良好的耐蝕性。但不耐強酸、氧化性酸、酚和甲酸的腐蝕。
②聚氯乙烯:是熱塑性塑料,有優良的耐蝕性能。能耐酸、堿、鹽、有機物。不耐濃硝酸、發煙硫酸、酸酐、酮類、鹵代類、芳烴等的腐蝕。
③聚乙烯:有優良的耐蝕性能,它對鹽酸、稀硫酸、氫氟酸等非氧化性酸以及稀硝酸、堿、鹽溶液和在常溫下的有機溶劑都有良好的耐蝕性。但不耐濃硝酸、濃硫酸和其他強氧化劑的腐蝕。
④聚丙烯:是熱塑性塑料,其耐蝕性與聚乙烯相似,稍優于聚乙烯。它能耐大多數有機酸、無機酸、堿、鹽,但對濃硝酸、發煙硫酸、氯磺酸等強氧化性酸的耐蝕能力差。
⑤酚醛塑料:能耐鹽酸、稀硫酸、磷酸等非氧化性酸、鹽類溶液的腐蝕。但不耐硝酸、鉻酸等強氧化酸、堿和一些有機溶劑的腐蝕。
⑥氯化聚醚,又稱聚氯醚,是線型、高結晶度的熱塑性塑料。它具有優良的耐蝕性能,僅次于氟塑料。它能耐濃硫酸、濃硝酸外的各種酸、堿、鹽和大多數有機溶劑的腐蝕,但不耐液氯、氟、溴的腐蝕。
⑦聚三氟氯乙烯:與其他氟塑料一樣,具有優異的耐蝕性能和其他性能,耐蝕性能稍低于聚四氟乙烯。它對有機酸、無機酸、堿、鹽、多種有機溶劑等有良好的耐蝕性能。在高溫下含有鹵素和氧的某些溶劑,能使其溶脹。它不耐高溫的氟、氟化物、熔堿、濃硝酸、芳烴、發煙硝酸、熔融堿金屬等。
⑧聚四氟乙烯:具有非常優異的耐蝕性能,它除了熔融金屬鋰、鉀、鈉、三氟化氯、高溫下的三氟化氧、高流速的液氟外,幾乎能耐所有化學介質的腐蝕,缺點是其具有冷流性。
11、襯里
由于塑料強度低,很多閥門采用金屬材料作外殼,用塑料、橡膠等作襯里。襯里閥門一般適用于公稱壓力不大于PN16的管路中,隨著襯里材料的不同,其耐溫、耐蝕性也不相同。
①塑料襯里:塑料襯里的耐蝕性與上述塑料中的相應材料相同。但選用時,應該考慮塑料襯里閥門中使用的其他材料的耐蝕性能。
②橡膠襯里:橡膠較軟,因此很多閥門采用橡膠作襯里,以提高閥門的耐蝕性能和密封性能。隨橡膠種類的不同,其耐蝕性差異較大。經過硫化的天然橡膠能耐非氧化性酸、堿、鹽的腐蝕,但不耐強氧化劑,如硝酸、鉻酸、濃硫酸的腐蝕,也不耐石油產品和某些有機溶劑的腐蝕,因此,天然橡膠被合成橡膠逐漸代替。合成橡膠中的丁腈橡膠耐油性能好,但不耐氧化性酸、芳烴、酯、酮、醚等強溶劑的腐蝕;氟橡膠耐蝕性能優異,能耐各類酸、堿、鹽、石油產品、烴類等,但耐溶劑性不及氟塑料;聚醚橡膠可用于水、油、氨、堿等介質。
③鉛襯里:鉛屬活性金屬,但因材質軟,常用作特殊閥門的襯里。鉛的腐蝕產物膜是很強的保護層,它是耐硫酸的有名材料,在磷酸、鉻酸、碳酸及中性溶液、海水等介質中具有較高的耐蝕性能,但不耐堿、鹽酸的腐蝕,也不適于在它們的腐蝕產物中工作。