高溫閥門等級(jí)及選材

之前介紹組合式減壓閥在國(guó)華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹高溫閥門等級(jí)及選材 高溫閥門用鋼 高溫閥門等級(jí)及選材 電動(dòng)高溫閥門等級(jí)及選材 超
    高溫閥門是指用于火力發(fā)電，介質(zhì)為高溫、高壓蒸汽和用于煉油廠催化系統(tǒng)，介質(zhì)為有硫化
物輕腐蝕的石油的閥門。高溫工況主要包括亞高溫、高溫Ⅰ級(jí)、高溫Ⅱ級(jí)、高溫Ⅲ級(jí)、高溫Ⅳ級(jí)、高溫Ⅴ級(jí)，下面分別做介紹。

1、 亞高溫

亞高溫是指閥門的工作溫度在325～425℃區(qū)域。如果介質(zhì)是水和蒸汽時(shí)，主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如果介質(zhì)是含硫油品時(shí)，主要用具有抗硫化物腐蝕的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它們多用在煉油廠的常減壓裝置和延遲焦化裝置上，此時(shí)CF8、CF8M、CF3及CF3M材質(zhì)的閥門不是用于抗酸溶液腐蝕，而是用于含硫油品及油氣管路上。在此工況中，CF8、CF8M、CF3和CF3M的高工作溫度上限為450℃。



2、 高溫Ⅰ級(jí)

閥門的工作溫度為425～550℃時(shí)為高溫Ⅰ級(jí)(簡(jiǎn)稱PI級(jí))。PI級(jí)閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅰ級(jí)中碳鉻鎳稀土鈦耐熱鋼”。因PI級(jí)是特定的稱呼，在這里包含了高溫不銹鋼(P)的概念。因此，如果工作介質(zhì)為水或蒸汽時(shí)，雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)，在含硫油品時(shí)雖然也可用高溫鋼C5(ZG1Cr5Mo)，但在這里不能稱它們?yōu)镻I級(jí)。



3、 高溫Ⅱ級(jí)

閥門的工作溫度為550～650℃，定為高溫Ⅱ級(jí)(簡(jiǎn)稱為PⅡ級(jí))。PⅡ級(jí)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(jí)閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅱ級(jí)中碳鉻鎳稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。

4、 高溫Ⅲ級(jí)

閥門的工作溫度為650～730℃，定為高溫Ⅲ級(jí)(簡(jiǎn)稱為PⅢ級(jí))。PⅢ級(jí)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(jí)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(jí)中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。



5、 高溫Ⅳ級(jí)

閥門的工作溫度為730～816℃，定為高溫Ⅳ級(jí)(簡(jiǎn)稱為PⅣ級(jí))。將PⅣ級(jí)閥門的工作溫度上限定為816℃是因?yàn)殚y門設(shè)計(jì)選用的標(biāo)準(zhǔn)ASMEB16134壓力-溫度等級(jí)中提供的高溫度為816℃(1500υ)。另外，工作溫度超過(guò)816℃以后，鋼就接近進(jìn)入了鍛造溫度區(qū)域，此時(shí)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(jí)閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形“高溫Ⅳ級(jí)中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。CK-20及ASTMA182標(biāo)準(zhǔn)中F310(其中C含量≥01050%)及F310H等耐熱不銹鋼。



6、 高溫Ⅴ級(jí)

閥門的工作溫度>816℃以上，簡(jiǎn)稱為PⅤ級(jí),PⅤ級(jí)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(jì)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(duì)PⅤ級(jí)高溫閥門的工作溫度上限不作規(guī)定，這是因?yàn)榭刂崎y門的工作溫度不是僅靠材料，而是用特殊的設(shè)計(jì)手段來(lái)解決的，而設(shè)計(jì)手段的基本原理是一樣的。PⅤ級(jí)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(jì)方法等，選用合理的、能滿足該閥門的材料。在PⅤ級(jí)高溫閥門中，通常煙道插板閥或蝶閥的插板或蝶板常選用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。、



    1．碳素鋼和低合金鋼鑄件
    (1)中國(guó)
    1) JB/T 9625-1999《鍋爐管道附件承壓鑄鋼件技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表6-27，力學(xué)性能見(jiàn)表6-28。表6-27化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

注：1．鑄造如果采用鋁脫氧，每噸液態(tài)鋼中鋁的加入量應(yīng)不大于0 3kg。
  2 Ni.C。等元素的殘余含量應(yīng)不大于0.3%，但除訂貨單位有專門要求，一般不對(duì)其含量進(jìn)}f化學(xué)分析。表6-28鑄件經(jīng)熱處理后的力學(xué)性能
  2)  JB/T 5263-2005《電站閥門鑄鋼件技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼種和各鋼種的化學(xué)元素質(zhì)量分
數(shù)見(jiàn)表6-30、力學(xué)性能見(jiàn)表6-31，許用應(yīng)力值見(jiàn)表6-32。


  3)用于煉油廠催化系統(tǒng)工作溫度≤5500c的鑄鋼材料。
  上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥這種閥門用鋼習(xí)慣上叫鉻5鉬鋼，可是鑄鋼鉻5鉬這個(gè)牌號(hào)既無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也無(wú)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以來(lái)各閥門制造廠參照原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)制訂自己的工廠標(biāo)準(zhǔn)，其牌號(hào)為ZGCI5 Mo，其C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 15% -0. 25%，因此實(shí)際牌號(hào)應(yīng)定為ZCi5 Mo，閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)給出的牌號(hào)就是ZGZCr5 Mo。

中石化在制定SH3064-1994《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗(yàn)及驗(yàn)收》標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參照了JISG5151中的SCPH61、BS3100中的B5、ASTMA217/A217M中的c5以及我圍標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1221-1992中的lCr5Mo的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，把這種材料定為ZCICr5Mo，但同樣又有一個(gè)牌號(hào)，并無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定它的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、力學(xué)性能、熱處理規(guī)范等。引進(jìn)裝置中這類閥門用的材料ASTMA217/A217 M-2004中的c5，從化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)上看相當(dāng)于ZGI Cr5 Mo，建議ASTMA217/A217M-2004中的c5來(lái)制造這類閥門。上述的鋼號(hào)也叫5鉻0.5鉬鋼。這種鋼具有良好的抗石油裂化過(guò)程介質(zhì)的腐蝕性，對(duì)含有硫化物的熱石油介質(zhì)耐蝕性良好，有抗氫腐蝕的能力，并有良好的熱強(qiáng)性。
    這種鋼工藝性能較差，易產(chǎn)生鑄造裂紋，焊接時(shí)熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)馬氏體組織而產(chǎn)生明顯的脆化，所以該鋼種焊前需預(yù)熱，焊后要熱處理，一般預(yù)熱溫度為300 - 4000C，焊后熱處理溫度為740 - 760C。


    (2)美國(guó)ASTM A217/A217M-2004《高溫承壓件用馬氏體不銹鋼和合金鋼鑄件標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定的鋼種和化學(xué)無(wú)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表6-33，力學(xué)性能要求見(jiàn)表6-34，鑄件的熱處理溫度見(jiàn)表6-35，許用應(yīng)力見(jiàn)表6-36。表6-33化學(xué)成分要求化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

注：除另外規(guī)定，所有值均為大筐。①用a 2%殘余變形法或用載荷Fn 5r/o伸長(zhǎng)測(cè)定。
②當(dāng)用A7C6/A703M標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ia試驗(yàn)棒做拉伸試驗(yàn)時(shí)，標(biāo)距與收斷端面直徑之比為4：l。表6-35鑄件熱處理溫度2．高溫殼體材料用鍛件
  (1)中國(guó)GB/T 1221-1992《耐熱鋼棒》規(guī)定了ICI5Mo的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，力學(xué)性能，許用應(yīng)力。GB/T 3077-1999《合金結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定了部分鋼號(hào)的化學(xué)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、力學(xué)性能，許用應(yīng)力。
    (2)美國(guó)高溫閥門殼體用鍛件見(jiàn)表6-22、表6-26。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護(hù)