根据阀门阀体的材质,阀门可以分为金属阀门、非金属阀门和金属阀体衬里阀门。而金属阀门是最常见的阀门,也是用得最普遍的阀门。
金属阀门,是指阀门阀体等零件由金属材质制造的阀门,如铸铁截止阀、铸钢闸阀、铜球阀等。
常见的金属阀门材质有C碳钢,I1Cr5Mo铬钼钢,HCr13系不锈钢,K锻铸铁,L铝合金,P0Cr18Ni9系不锈钢,PL00Cr19Ni10系不锈钢,Q球墨铸铁,R0Cr12Ni12Mo2系不锈钢,RL00Cr17Ni14Mo2系不锈钢,S塑料,T铜及铜合金,Ti钛及钛合金,V铬钼钒钢,Z灰铸铁。
不锈钢阀门的材质是由铁、铬、碳及众多不同元素所组成的合金,铁是主要成分元素,铬是第一主要的合金元素。一般而言,铬含量至少要占11%才能称为不锈钢阀门,因为如果铬含量不足,则不锈钢阀门外表将无法形成那层致密的氧化铬保护膜,而失去防锈﹝腐蚀﹞的功能。若铬的含量足够,在常温大气中,是不会生锈的。
平时最常看到的不锈钢阀门有铸造和锻造阀体如:铸CF8(锻F304),铸CF8M(锻F316),铸CF3(锻F304L),铸CF3M(锻F316L)。
一、不锈钢阀门材质分类方法说明
1.不锈钢阀门材质按基体组织分为四大类:
(1)铁素体不锈钢阀门:含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢阀门。
(2)奥氏体不锈钢阀门:含铬大于18%,还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。
(3)奥氏体-铁素体双相不锈钢阀门:兼有奥氏体和铁素体不锈钢球阀的优点,并具有超塑性。
(4)马氏体不锈钢阀门:强度高,但塑性和可焊性较差。
2.不锈钢阀门材质按金相分为五大类:
(1)奥斯田系不锈钢阀门:304、316不锈钢阀门即为此类,304标准成分是18%铬加8%镍,即一般所称的18-8不锈钢阀门。此类不锈钢阀门的特性为无磁性、无法藉由热处理方法来改变其金相组织结构、加工性佳,又因含合金元素--镍,所以抗蚀性优于只含铬﹝不含镍﹞的另两类不锈钢阀门。300系不锈钢阀门主要的用途有:一般民生用途如生活用水;工业用途如石油、化工设备及石油机械管路上。在一般人的心目中,所谓的不锈钢阀门就是指300系不锈钢等﹝尤其是指304不锈钢阀门﹞。
(2)麻田散系不锈钢阀门:这类不锈钢阀门的代表性钢种阀门为410,其化学成分含13%铬、0.15%以下的碳及少量的其他元素合金。原料价格较便宜,具有磁性、可经由热处理硬化、增加强度。但因不含镍,其抗腐蚀性劣于一般的304不锈钢阀门,故只能用于轻度腐蚀环境。
(3)肥粒系不锈钢阀门:这类不锈钢材质阀门的代表性钢种阀门为430,其标准化学成份为16~18%铬,含碳量低。此类不锈钢阀门具有磁性,若我们所看见的不锈钢球阀可被磁铁吸附住,很有可能便属于此类不锈钢材质阀门。因不含镍而价格较廉,球阀一般不采用材质为430的。
(4)析出硬化型不锈钢阀门:美国钢铁协会AISI编号为600系不锈钢阀门。这类不锈钢阀门除了含铬与镍之外,还含有析出硬化的元素如铜、铝与钛,使材料硬化、强度升高。
(5)双相不锈钢阀门:这类不锈钢阀门的典型钢种为2205,即22%铬和5%镍。这类不锈钢阀门的特性是:强度佳﹝远优于304阀门﹞耐蚀性亦佳,因此常用于石化业管线、压力容器等。
二、不锈钢阀门钢号标准
中国 |
美国 |
日本 |
欧盟 |
德国 |
法国 |
GB/T20878-2007 |
ASTM |
JIS |
EN |
DIN |
RCC-M |
022Cr18Ni10(00Cr19Ni10) |
304L(S30400) |
SUS304L |
1.4306 |
X2CrNi19-11 |
Z2CND17-12 |
022Cr17ni12mo2(00Cr17Ni14MO2) |
316L(S31603) |
SUS316L |
1.4404 |
X2CrNiNo17-12-2 |
Z2XND17-12 |
06Cr25Ni20(0Cr25Ni20) |
310S(S31008)2520 |
SUS310S |
1.4821 |
X15CrNi23-12 |
|
0Cr18Ni10Ti(06Cr18Ni11Ti) |
321(s32100) |
SUS321 |
1.4541 |
X6CrNiTi18-10 |
Z8CNT18-11 |
Y12Cr13(Y1Ce13) |
416(S41600) |
SUS416 |
1.4313 |
X12CrNiMo13-4 |
|
17Cr16Ni2 |
431(S43100) |
SUS431 |
1.4057 |
X17CrNi6-2 |
|
05Cr17Ni4Cu4Nb(0Cr17Ni4Cu4Nb) |
630(S17400)17-4PH |
SUS630 |
1.4568 |
X5CrNiCuNb16-4 |
Z6CNU17-04 |
07Cr17Ni7Al(0Cr07Ni7Al) |
631(S17700)17-7PH |
SUS631 |
1.4568 |
x7CrNi17-7 |
|
06Cr15Ni25Ti2MoA1VB (0Cr15Ni25Ti2MoA1VB) |
660(S66086) |
SUH660 |
1.4980 |
X6NiCrTiMoVB25-15-2 |
Z6NCTDV2515 |
0Cr13Ni18Mo2A1(04Cr13Ni8Mo2A1) |
(S13800)XM-13PH138Mo |
||||
022Cr22Ni5Mo3N |
SAF2205(S31803)F51 |
1.4462 |
XCrNiMoN22-5-3 |
||
022Cr25Ni17Mo4N |
SAF2507(S32570)F53 |
1.4410 |
X2CrNiMoN25-7-4 |
||
ZG0Cr13Ni4Mo(0Cr13Ni4Mo) |
F6NM(S41500) |
SUSF6NM |
1.4313 |
X3CrNiMo13-4 |
Z5CND13-04 |
12Cr5Mo(1Cr5Mo) |
T5(S50200)502 |
1.7362 |
三、不锈钢阀门材质的工作性能分析
材料代号 |
中文简称 |
适用介质 |
工作温度范围 |
WCB |
碳钢 |
无腐蚀性应用,包括水,油和气 |
温度范围:-30℃~425℃ |
LCB |
低温碳钢 |
无腐蚀性应用,包括水,油和气 |
低温应用,温度低至-46℃,不能用于温度高于340℃的场合 |
LC3 |
3.5%镍钢 |
-无腐蚀性应用,包括水,油和气
|
低温应用,温度低至-101℃,不能用于温度高于340℃的场合 |
WC6 |
1.25%铬0.5%钼钢 |
无腐蚀性应用,包括水、油和气 |
温度范围:-30℃至593℃ |
WC9 |
2.25%铬 |
无腐蚀性应用,包括水、油和气 |
温度范围:-30℃至593℃ |
C5 |
5%铬0.5%钼 |
轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用 |
温度范围:-30℃至649℃ |
C12 |
9%铬1%钼 |
轻度腐蚀性或侵蚀性应用及无腐蚀性应用 |
温度范围:-30℃至649℃ |
CA6NM |
12%铬钢 |
腐蚀性应用 |
温度范围:-30℃至482℃ |
CA15 |
12%铬 |
腐蚀性应用 |
温度范围高达704℃ |
CF8M |
316不锈钢 |
腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用 |
温度范围:-268℃至649℃,温度425℃以上要指定碳含量0.04%及以上
|
CF8C |
347不锈钢 |
主要用于高温,腐蚀性应用 |
温度范围:-268℃至649℃,温度540℃以上要指定碳含量0.04%及以上
|
CF8 |
304不锈钢 |
腐蚀性或超低温或高温无腐蚀性应用 |
温度范围:-268℃至649℃,温度425℃以上要指定碳含量0.04%及以上
|
CF3 |
304L不锈钢 |
腐蚀性或无腐蚀性应用 |
温度范围高达425℃ |
CF3M |
316L不锈钢 |
腐蚀性或无腐蚀性应用 |
温度范围高达454℃ |
CN7M |
合金钢 |
具有很好的抗热硫酸腐蚀性能 |
温度高达425℃ |
M35-1 |
蒙乃尔 |
可焊接等级,具有很好的抗所有普通有机酸和盐水腐蚀的性能,也具有很高的抗大多数碱性溶液腐蚀的性能 |
温度高达400℃ |
N7M |
哈斯特镍合金B |
特别适用于处理器各种浓度和温度的氢氟酸,具有很好的抗硫酸和磷酸腐蚀的性能 |
温度高达649℃ |
CW6M |
哈斯特镍合金C |
具有很好的抗强氧化环境腐蚀的性能,在高温下具有很好的特性,对甲酸(蚁酸)、磷酸、亚硫酸和硫酸具有很高的抗腐蚀性能 |
温度高达649℃ |
CY40 |
因科镍合金 |
在高温应用中表现很好,对于强腐蚀流体介质具有很好的抗腐蚀性能 |
温度高达649℃ |
四、编后语
不锈钢阀门主要用于石油、化工、制药、化肥、电力等行业的各种工况管路上。在一般人的印象中,所谓的不锈钢球阀就是指300系不锈钢阀门等﹝尤其是指304不锈钢阀门﹞。
不锈钢304标准成分是18%铬加8%镍,即一般所称的18-8不锈钢阀门。此类不锈钢阀门的特性为无磁性、无法藉由热处理方法来改变其金相组织结构、加工性佳,又因含合金元素--镍,所以抗蚀性优于只含铬﹝不含镍﹞的另两类不锈钢阀门。