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高温工况下阀门材料如何选择?
发布时间:2021/3/19

高温工况主要包括亚高温、高温Ⅰ级、高温Ⅱ级、高温Ⅲ级、高温Ⅳ级、高温Ⅴ级,下面分(fēn)别做介绍。   

1、 亚高温

亚高温是指阀门的工作温度在325~425℃區(qū)域。如果介质是水和蒸汽时,主要用(yòng)WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如 果介质是含硫油品时,主要用(yòng)具有(yǒu)抗硫化物(wù)腐蚀的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它们多(duō)用(yòng)在炼油厂的常减压装置和 延迟焦化装置上,此时CF8、CF8M、CF3及CF3M材质的阀门不是用(yòng)于抗酸溶液腐蚀,而是用(yòng)于含硫油品及油气管路上。 在此工况中,CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作温度上限為(wèi)450℃。

2、 高温Ⅰ级

阀门的工作温度為(wèi)425~550℃时為(wèi)高温Ⅰ级(简称PI级)。PI级阀门的主體(tǐ)材料為(wèi)ASTMA351标准中的CF8為(wèi)基形的 “高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。因PI级是特定的称呼,在这里包含了高温不锈钢(P)的概念。因此,如果 工作介质為(wèi)水或蒸汽时,虽然也可(kě)用(yòng)高温钢WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃),在含硫油品时虽然也可(kě)用(yòng)高温钢C5 (ZG1Cr5Mo),但在这里不能(néng)称它们為(wèi)PI级。

3、 高温Ⅱ级

阀门的工作温度為(wèi)550~650℃,定為(wèi)高温Ⅱ级(简称為(wèi)PⅡ级)。PⅡ级高温阀门主要用(yòng)于炼油厂的重油催化裂化装 置,它包含用(yòng)在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。PⅡ级阀门的主體(tǐ)材料為(wèi)ASTMA351标准中的CF8為(wèi)基形的“高温 Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。

4、 高温Ⅲ级

阀门的工作温度為(wèi)650~730℃,定為(wèi)高温Ⅲ级(简称為(wèi)PⅢ级)。PⅢ级高温阀门主要是用(yòng)在炼油厂的大型重油催化 裂化装置上。PⅢ级高温阀门主體(tǐ)材料為(wèi)ASTMA351标准中的CF8M為(wèi)基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热 钢”。 

5、 高温Ⅳ级

阀门的工作温度為(wèi)730~816℃,定為(wèi)高温Ⅳ级(简称為(wèi)PⅣ级)。将PⅣ级阀门的工作温度上限定為(wèi)816℃是因為(wèi)阀 门设计选用(yòng)的标准ASMEB16134压力-温度等级中提供的最高温度為(wèi)816℃(1500υ)。另外,工作温度超过816℃以后, 钢就接近进入了锻造温度區(qū)域,此时金属处于塑性变形區(qū)间,金属的可(kě)塑性好,难以承受高的工作压力和冲击力而保 持不变形。PⅣ级阀门的主體(tǐ)材料為(wèi)ASTMA351标准中的CF8M為(wèi)基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。 CK-20及ASTMA182标准中F310(其中C含量≥01050%)及F310H等耐热不锈钢。

6、 高温Ⅴ级

阀门的工作温度>816℃以上,简称為(wèi)PⅤ级,PⅤ级高温阀门(作切断用(yòng)阀门,而非调节型蝶阀类的阀门)必须采 用(yòng)特殊的设计手段,如衬隔热衬里或通水或气冷却等,方能(néng)保证阀门的正常工作。所以,对PⅤ级高温阀门的工作温 度上限不作规定,这是因為(wèi)控制阀门的工作温度不是仅靠材料,而是用(yòng)特殊的设计手段来解决的,而设计手段的基本 原理(lǐ)是一样的。PⅤ级高温阀门可(kě)根据其工作介质和工作压力及采用(yòng)的特殊设计方法等,选用(yòng)合理(lǐ)的、能(néng)满足该阀门 的材料。在PⅤ级高温阀门中,通常烟道插板阀或蝶阀的插板或蝶板常选用(yòng)ASTMA297标准中的HK-30,HK-40高温合金 ,它们能(néng)在1150℃以下抗氧化和还原性气體(tǐ)中耐蚀,但不能(néng)承受冲击和高压载荷。