石油化工控制阀的材料选用--20140219

石油化工控制阀的材料选用《供参考》黄步余黄步余中国石化工程建设有限公司控制阀材料选择般原则控制阀材料选择一般原则*控制阀材料选择包括阀体、阀内件和填料等；*控制阀料选择应满足工艺要求，安全、可靠，符合节能环保要求；*控制阀材料选择应性能价格比合理，生命周期成本低；*控制阀材料选择应关注工况条件9流体种类、温度、粘度、比重、管道等级、材质；9QminQnorQmax,P1minP1norP1max,QQQ,,P2minP2norP2max；9最大关闭压差(shutoffDP)、TD、PD、闪蒸、气固/液体、9最大关闭压差(shutoffDP)、TD、PD、闪蒸、气固/液体、噪音、泄漏等级及其它特殊要求；控制阀材料选择般原则控制阀材料选择一般原则*阀体材料、压力等级应与管道材料等级一致；阀体材料优先选择铸碳钢铸不锈钢*阀体材料优先选择铸碳钢、铸不锈钢；*阀内件材料优先选择316SST阀内件材料应高于阀体材料*阀内件材料优先选择316SST，阀内件材料应高于阀体材料；*阀芯阀杆材料相对阀座材料选择硬度高*阀芯阀杆材料相对阀座材料选择硬度高；*控制阀一般泄漏等级IV级SISTSO等控制阀泄漏等级VVI级；*控制阀般泄漏等级IV级，SIS、TSO等控制阀泄漏等级V、VI级；控制阀阀体材料选用*阀体材料选择通常以流体的压力、温度、腐蚀性和冲刷性等为依据。控制阀阀体材料选用阀体材料选择通常以流体的压力、温度、腐蚀性和冲刷性等为依据。*阀体常用材料9铸造碳钢（ASTMA216WCC/WCB）铸碳在空气、饱和蒸汽或过热蒸汽、液体或气体等工况应用优质钢素钢为首选阀体材料,适用温度范围：-29-427℃WCC、WCB不适用于温度400℃的工况9铸造鉻钼钢（ASTMA217WC9）在中压、高压蒸汽、锅炉给水等工况应用WC9是标准的Cr-Mo等级，Cr.Mo具有抵抗冲刷和腐蚀蠕变能力适用温度范围：-29-593℃控制阀阀体材料选用9铸造316不锈钢（ASTMA351CF8M）控制阀阀体材料选用铸造316不锈钢（ASTMA351CF8M）CF8M是标准不锈钢阀体材料，具有抗腐蚀、点蚀、蠕变和氧化性能；适用温度范围：-254-816℃适用度范围9锻造鉻钼钢（ASTMA182F22）用于超高压蒸汽等场合；适用温度范围：-29-593℃9铸造304不锈钢（ASTMA351CF3）用于抗腐蚀等场合；适用温度范围：-254-427℃，控制阀内件材料选用阀内件名称材度范控制阀内件材料选用阀内件名称材料温度范围（℃）无涂层阀芯,阀座304SST、S30400、CF8-268-316无涂层阀芯阀座316SSTS31600CF8M268316无涂层阀芯,阀座316SST、S31600、CF8M-268-316无涂层阀芯,阀座317SST、S31700、CG8M-268-316无涂层阀芯阀座Ml400N04400198427无涂层阀芯,阀座Monel400、N04400-198-427无涂层阀芯,阀座哈斯特合金B2、N10665、N7M-198-427无涂层阀芯阀座哈斯特合金C276N10276-198-427无涂层阀芯,阀座哈斯特合金C276、N10276-198-427无涂层阀芯,阀座钛等级2、3、4、C2、C3、C4-59-316无涂层阀芯阀座镍N02200、CZ100-198-316无涂层阀芯,阀座镍N02200、CZ100198316无涂层阀芯,阀座20号合金、N08020、CN7M-198-316控制阀内件材料选用阀内件名称材料温度范围（℃）控制阀内件材料选用阀内件名称材料温度范围（℃）套筒,阀芯,阀座416SST、S41600（HRC40）-29-427套筒,阀芯,阀座17-4PH、S17400、H1705（HRC40）-62-427套座轴套,阀芯,阀座440SST、S44004（HRC56）-29-427阀轴,阀杆,销钉Nitronic50、S2091-198-593阀芯,阀座6号合金、CoCr-A-198-816阀内件涂层Stellited合金（HRC44）-198-427阀座（软）FKM氟橡胶-18-204阀座（软）PTFE-268-232阀芯表面硬化处理渗碳（HRC55-65）碳化钨（HRC72）氮化（HRC65-72）镀硬铬（HRC64）控制阀内件材料选用控制阀内件材料选用*常温下阀内件材质的硬度及耐腐蚀性性能比较（参考）*常温下阀内件材质的硬度及耐腐蚀性性能比较（参考）阀芯材质洛氏硬度（HRC）耐腐蚀性304SS8好316SS8好416SS40好416SS40好Stellite合金44好440C不锈钢56较好不锈钢较好17-4PH40好表面渗碳硬化处理55-65较好表面氮化硬化处理65-72好表面碳化钨硬化处理72较好表面镀硬铬硬化处理64好表面镀硬铬硬化处理64好控制阀内件材料选用控制阀内件材料选用*常用阀内件材质的硬化及工作温度（参考）类别阀芯材料工作温度℃奥氏体不锈钢316SS+Stellite-196-425316SS+镀硬铬≤816316SS+镀硬铬≤816310SS+硬化处理≤1250马氏体不锈钢410SS+热处理-29-649420SS+硬化处理-29-649440BSS+热处理-29-126630SS+热处理-45-300铬钼钢15CrMo+渗碳处理≤550F11+Stellite合金29593F11+Stellite合金-29-593F12+Stellite合金-29-593合金钢Inconel718+Stellite合金-253-700Inconel750+热处理≤900Inconel625+热处理≤900控制阀填料选用*控制阀填料装在上阀盖的填料函中阻止被控介质因阀杆运动引起的泄漏控制阀填料选用*控制阀填料装在上阀盖的填料函中，阻止被控介质因阀杆运动引起的泄漏；*常用填料聚四氟乙烯和石墨（严禁使用石棉产品）*常用填料：聚四氟乙烯和石墨（严禁使用石棉产品）9聚四氟乙烯：物理和化学性能稳定抗腐蚀能力强抗老化性能好摩9聚四氟乙烯：物理和化学性能稳定，抗腐蚀能力强，抗老化性能好，摩擦系数小，密封性能好等优点。但其耐温性能差，在200℃以上裂解，受压、受热易蠕变影响密封性能，不适用于熔融的碱液或氟化物场合。受压、受热易蠕变影响密封性能，不适用于熔融的碱液或氟化物场合。9石墨：回弹性、柔软性、自润滑性、密封性能、耐腐蚀性、不渗透性、石墨：回弹性、柔软性、自润滑性、密封性能、耐腐蚀性、不渗透性、耐高温和耐低温、防火性能好等优点。但其摩擦力大，阀动作有滞后现象。不适用于强氧化剂如浓硫酸、浓硝酸等场合。控制阀填料选用*聚四氟乙烯填料（PTFE)控制阀填料选用*聚四氟乙烯填料（PTFE)9单层PTFEV形环填料最大压力2.0MPa操作温度0-200℃9双层（PTFE+石墨）最大压力5.0MPa操作温度-40-232℃双层（石墨）最大压力操作温度9双层（PTFE+石墨)泄漏排放符合API防火要求。9操作温度0-200℃场合宜选用PTFE填料。*石墨填料（Graphite)9最大压力10.0MPa操作温度-198-538℃9操作温度低于0℃，高于200℃场合宜选用石墨填料。*波纹管密封适用于有毒、挥发性、放射性介质的场合。阀杆周围不允许有泄漏，宜采用双波纹管密封。控制阀材料选用举例（单座阀）控制阀材料选用举例（单座阀）控制阀材料选用举例（单座阀）控制阀材料选用举例（单座阀）控制阀材料选用举例（球阀）控制阀材料选用举例（球阀）控制阀材料选用举例（球阀）*常用球阀材料选用举例*常用球阀材料选用举例控制阀材料选用举例（球阀）控制阀材料选用举例（球阀）*常用球阀材料选用举例（续）*常用球阀材料选用举例（续）控制阀材料选用举例（球阀）控制阀材料选用举例（球阀）*防火型球阀材料选用举例*防火型球阀材料选用举例控制阀材料选用举例（球阀）控制阀材料选用举例（球阀）*防火型球阀材料选用举例（续）*防火型球阀材料选用举例（续）控制阀选型应注意几种特殊处理*禁铜处理控制阀选型应注意几种特殊处理禁铜处理介质为氨、液氨、硫化氢、高纯度液氧或处于含氨环境中的控制阀，其阀内件及附件、气源管、压力表、阀门、配管及管件等，应选用其内件及件气源管力表管及管件等应选用不锈钢材质。选型时注明“环境及介质禁铜”。*禁油（脱脂）处理介质为氧气时，如控制阀内或外有油脂存在，氧气过量，有火花时，会快速燃烧，甚至发生爆炸。控制阀制造时必须进行禁油（脱脂）处理。控制阀材质316SST,Monel,Inconel等。选型时注明“禁油（脱脂）”。*禁石墨处理介质为环氧乙烷与石墨发生化学反应，介质发生外漏,控制阀内件及填料严禁使用石墨。通常选用波纹管密封，也可用聚四氟乙烯填料。控制阀选型应注意几种特殊处理*禁水(脱水）处理控制阀选型应注意几种特殊处理禁水(脱水）处理介质为碱金属或遇水发生化学反应，浓度变化影响较大，介质和水不相容时,阀内腔应进行脱水处理。工厂出厂压力测试应多次用洁净的氮气吹容时内应行脱水出力试应多次用洁净氮气吹扫，密封阀进出口。通常波纹管密封控制阀。选型时注明“脱水”。*密封处理介质为氢气、乙炔气易燃易爆气体，HCL、H2S等有毒、腐蚀气体，防止其随阀杆上下运动出现外漏，通常采用填料函双重密封结构（加长填料函高度，用两组填料）加强密封。*在负压工况操作或阀后为负压时控制阀的处理采用填料函填料反装，增加填料个数。在负压操作或阀后为负压工况，控制阀选型时注明“填料反装”。控制阀选型应注意几种特殊处理控制阀选型应注意几种特殊处理防喘振控制阀选用举例*防喘振控制阀用于离心式压缩机防喘振控制系统;防喘振控制阀选用举例*防喘振控制阀计算条件由工艺和压缩机制造商共同提供；*通常选用单座（Globe）或角（Angle）阀；线性流量特性；套筒导向多级降噪阀芯；严密关闭（TSO)，泄漏等级V级；最大关闭压差△P=P1×125%;*阀全开→全关时间＜5秒，阀全关→全开时间＜2秒;*阀体材料：ASTMA216WCC/WCB,ASTMA351CF8M*阀内件材料：套筒17-4PHH1075阀芯316SST/STELLITED，阀座316SST/STELLITED，17-4PHH1075(SUS630)*填料：聚四氟乙烯、石墨。高压控制阀材料选用举例*高压场合高压控制阀材料选用举例高压场合高压蒸汽、超高压蒸汽、锅炉给水、汽包排净、加氢装置高压阀等。高压控制阀材料选择时应注意大压差下产生闪蒸、汽蚀、冲蚀等对阀内件的控制选择时应意蒸汽蚀蚀等对内件破坏，延长阀使用寿命。*阀体材料ASTM216WCCASTM217WC9ASTMA182F22CL3*阀内件材料416SSTHDF22/CoCr-A347SST17-4PHH1705347SST/StelliteNitronic50S42200柔性石墨填料高压控制阀材料选用举例高压控制阀材料选用举例*闪蒸对阀芯产生严重冲刷破坏，特别关注控制阀在小开度时，节流间隙小，流速高冲刷破坏严重；高压控制阀应避免小开度动作，选择套筒单座阀或角型阀（低进侧出)，流开型；采用多级节流结构；增大阀杆直径，提高阀杆刚度；大口径、大压差应选好气缸执行机构和弹簧范围。*高压加氢装置高分离罐液位控制阀，介质中含油、高压H2、H2S气体，高压控制阀材料选择应符合NACEMR0175抗硫化物腐蚀材料标准。高温控制阀材料选用举例*高温场合，阀体和阀内件材料选择时应注意高温膨胀卡阻和切断。注意高高温控制阀材料选用举例高温场合，阀体和阀内件材料选择时应注意高温膨胀卡阻和切断。注意高温,高温高压,过热蒸汽,导热油等工况，温度,压力对材料机械强度的影响。*阀体材料体ASTM217WC9铸造铬钼钢ASTMA102F22CL3锻造铬钼钢538℃C含量0.04%～0.08%1000℃选用SUS310不锈钢，必要时碳化钨涂层硬化处理1200℃选用耐高温,高强度合金，碳化钨涂层化处理.内衬陶瓷*阀内件材料416SSTHDF22CoCr-A17-4PHH1075410SS440SS耐磨硬质合金密封柔性石墨填