閥門(mén)材料的選用原則

1、閥體材料選用

　　對于鋼和鎳合金閥體和閥蓋材料的選擇在A(yíng)SMEB16.34表1中已經(jīng)列出。這個(gè)表被分為三組：第1組是黑色金屬材料;第2組是奧氏體不銹鋼材料;第3組是與特殊的壓力-溫度等級表相關(guān)的鎳合金材料。在A(yíng)SMEB16.1(鑄鐵)、ASMEB16.24(銅合金)、ASMEB16.42(球墨鑄鐵)中含有其他材料。

　　對于表中涉及溫度和熱處理范圍的注釋?zhuān)�需要給予特別關(guān)注。通過(guò)查閱這些溫度-壓力表，壓力-溫度額定值為選擇合理的滿(mǎn)足機械強度需求提供了依據。此外材料對許多存在于過(guò)程流體流動(dòng)工況中材料性能下降機理，也應該給予考慮，例如受到腐蝕、應力開(kāi)裂、低溫和高溫、含氫工況影響等。

2、閥門(mén)內件選用

　�、偻▌t 閥門(mén)內件材料的選用不只是閥座密封面材料，在A(yíng)PI600和API602包含的內件表中對其有明確定義。通常對于所有類(lèi)型的閥門(mén)其內件包括所有與過(guò)程流體接觸的部件。如果沒(méi)有定義特殊的要求，那么API標準要求內件材料的耐蝕性必須至少與閥體材料的耐蝕性相同。

　�、陂l閥 對于閘閥，其內件為關(guān)閉件和閥座密封面以及閥桿和上密封座。正如API標準中所指出的，一個(gè)避免閥座磨損的關(guān)鍵因素是為與其相配合的一對密封面提供一個(gè)不同的硬度，除非兩個(gè)密封面都是硬面。在參考標準中提供了內件表。某些合理內件是在一個(gè)或兩個(gè)表面進(jìn)行耐磨堆焊，以更好地確保密封面長(cháng)期具有耐磨損性能、耐蝕性能和耐磨性能。

　�、燮渌�閥門(mén)內件 對于止回閥，其內件被定義為關(guān)閉件和閥座密封面。在參考標準中提供了內件表。某些合理的內件是在一個(gè)或兩個(gè)表面進(jìn)行耐磨堆焊，從而更好地確保閥座在長(cháng)期磨損、腐蝕和磨蝕性工況使用中不會(huì )失效。

　　對于球閥，其關(guān)閉件被定義為閥門(mén)的內部金屬件，例如球體、閥桿和金屬閥座或閥座支撐圈。這些件都可以具有與殼體相同的名義化學(xué)成分，以及具有與殼體材料相似的力學(xué)性能和耐蝕性能。

　　對于蝶閥，所有與過(guò)程流體接觸的材料都應遵循制造商的標準，除另有規定外。蝶閥內件被定義為閥體閥座密封面、蝶板、蝶板與軸連接件(例如鍵、銷(xiāo)、螺釘等)和全部與過(guò)程流體接觸的內部緊固件。軸和軸套的材料與內件材料的腐蝕性能相似。

　　對于旋塞閥，要求旋塞和閥桿材料的耐蝕性至少與閥體材料相同。

　　對于截止閥，其內件見(jiàn)API602中定義。

3、閥座密封面——軟閥座

　　球閥和蝶閥經(jīng)常使用帶有彈性的、非金屬的閥座來(lái)提供密封。API608和API609中包含帶有壓力-溫度額定值規定的PTFE和增強型PTFE材料。其他軟閥座材料的壓力-溫度額定值，經(jīng)購買(mǎi)者和制造商商定。PTFE閥座的使用溫度范圍往往是177～225℃(350～400℉)。對于一些用于液體工況中的軟閥座球閥，應該考慮中腔泄壓要求。

4、閥桿密封——逸散性排放

　　通常用于工藝管道中的閥桿填料為一種柔性石墨。新閥門(mén)填料典型設計方法是：放置幾個(gè)壓制成形的幾道填料環(huán)，填料環(huán)上面放置一個(gè)編織材料環(huán)以及在堆疊填料的底部放置一個(gè)編織材料環(huán)。這種編織材料“擦拭環(huán)”有助于防止壓制填料環(huán)被擠出填料函。與先前使用的石棉材料相比，目前閥門(mén)填料技術(shù)有效地阻止了輕烴泄漏(逸散性排放)。影響柔性石墨填料材料性能的關(guān)鍵因素有：碳的百分含量、填料密度和耐蝕/氧化劑。為提高閥桿填料性能，MSS SP-120中對用于升降閥桿閥門(mén)的柔性石墨填料系統進(jìn)行了很好的討論。API622的填料應予以考慮。

　　雖然石墨材料在溫度高于343℃(650℉)時(shí)易氧化，但是其已經(jīng)被成功地用于使用溫度大于等于538℃(1000℉)的閥門(mén)中。

　　動(dòng)加載和超時(shí)工況中的填料，由于“填料壓實(shí)”可能會(huì )導致其密封性能降低。這使壓蓋載荷減小，導致填料泄漏。這種“動(dòng)加載”的過(guò)程可能是合理的選擇，包含由碟形彈簧加載的填料壓蓋，從而提供了一種維持填料壓蓋載荷的方法以幫助延長(cháng)填料有效使用時(shí)間。

　　某些1/4旋轉閥門(mén)的閥桿可能會(huì )用彈性O形圈密封。這些密封圈的使用溫度范圍可能會(huì )低于PT-FE。

　　波紋管密封閥門(mén)已經(jīng)被用于蒸汽和某種有危險/有毒的工況中，從而減少潛在的填料泄漏。在A(yíng)PI 602中閥門(mén)的公稱(chēng)尺寸為NPS1/2～2。API602除傳統填料外還包括波紋管閥桿密封的設計方法和試驗細節。

5、閥蓋墊片

　　API 600提供了幾種閥蓋墊片的選擇類(lèi)型：金屬環(huán)形墊、金屬包復墊片、柔性石墨復合金屬齒形墊片(僅僅適用于150磅級)，環(huán)連接，纏繞式(大于等于300磅級)和增強型柔性石墨墊片其僅僅適于150磅級(買(mǎi)方批準時(shí))。這種閥蓋墊片在-29～538℃(-20～1000℉)溫度中使用時(shí)是合理的。

　　API 602要求閥蓋法蘭墊片類(lèi)型為填充柔性石墨的纏繞式墊片，另有規定除外。設計要求防止墊片的過(guò)度壓縮。

　　API 603閥蓋墊片設計與API 600相似。帶有壓縮限制和柔性石墨填料纏繞式墊片(壓力等級≥300磅級)是被允許的。API 603沒(méi)有定義一個(gè)更高的溫度要求。