耐高温的气动球阀金属密封面常用材料为铜合金.铬不锈钢.钴基硬质合金等,也可以是经过表面处理的本体材料。
(1)铜合金JB/T5300-2008《工业阀门材料选用导则》所列的铜合金密封面主要包括铝黄铜(ZCu2n25Al6Fe3Mn3)、铸铝青铜(ZCuA19Mn2和ZCuAl9Fe4Ni4Mn2)、铸锰黄铜(ZCu2n38Mn2Pb2)。铜合金对水或蒸汽有良好的耐蚀性和耐磨性,但强度低,不耐氨、氨水腐蚀,适用介质温度≤250℃。
(2)铬不锈铬不锈钢具有良好的耐蚀性,但其耐磨性较差,尤其密封比压力较大时更易擦伤。铬系不锈钢密封面为lCr13.2Cr13.3Cr13,可用本体材料或堆焊。堆焊条的化学成分为12Cr13、20Cr13、30Cr13。
不同类型的耐高温气动球阀有别于材料。
修复阀门时,铬不锈钢焊条常用来堆焊工作温度低于450℃.基材为铸钢的电站.阀门密封件。一般情况下,阀体(阀座)宜采用12Cr13型堆焊条,闸板(阀瓣)采用硬度稍高的20Cr13型堆焊条。
(3)钴基硬质合金具有耐蚀、耐磨性好、耐磨性好、即使在高温下也能保持足够的硬度。堆焊和热喷涂是制备硬质合金最常用的方法。
堆焊堆焊有钴基合金堆焊和合金粉末等离子弧堆焊。合金粉等离子体等离子堆焊和热喷涂是阀门制造厂家的一种替代技术措施,本书不作详细说明。
钴合金也叫司太立合金,是阀门密封面的典型堆焊材料。尽管钴(Co)是一种较贵的金属,但由于它具有抗腐蚀、耐高温等一系列优良性能,在高温高压蒸汽阀门和石油、化工等重化工行业中应用比较广泛。
钴硬质合金可采用手工电弧堆焊.如手工电弧堆焊.氩弧堆焊和等离子弧处理,在低碳钢.中碳钢.低合金钢.奥氏体不锈钢和Cr13不锈钢和耐热钢上堆焊。
①名义直径≤DN200的阀门优先采用钨极氩弧堆焊.氧炔焰堆焊。
②标称直径>DN200的阀门,最好使用等离子堆焊。
③当上述工艺方法无法实施时(如阀体内堆焊),应使用手工电弧焊。
氧乙炔焰.钨极氩弧和等离子弧堆焊常用焊丝为HS112(相当于D812).HS112(相当于D812)和D802.D812的手工电弧堆焊。
钴合金以Co为基体组分,加入Cr钨(w)等元素组成合金。
(4)表面处理一般采用化学镀镍、镀铬、氮化等。
因化学镀镍(ENP)具有耐腐蚀、耐机械磨损、耐腐蚀、减少摩擦系数等特性,广泛应用于钻采和集输管道中的阀门,如管道球阀的阀座、支撑板、阀杆,平板闸板、阀座等。化学镀镍无需外加电流,在金属表面的催化作用下,通过化学还原法沉积金属。常见的标准是ASTMB733镍磷涂层和GB/T13913-1992。这种阀门化学镀镍通常有两种厚度:一种为0.05毫米(0.002毫米);另一种为0.075毫米(0.003in)。为了提高涂层的硬度,需要根据不同的硬度进行200~400℃热处理。
(5)采用碳化钨粉与少量钴按不同比例混合烧结,制成烧结硬质合金硬质合金。特别苛刻的工作条件下,磨损问题得到控制。控制气动球阀内碳化钨磨损的例子包括:
①调节阀瓣、阀杆与阀座;
②滑板阀的滑板、阀座;
③圆盘阀阀瓣和阀座;
④整体碳化钨球体.阀座.减摩垫等。
气动球阀耐高温和材料有很大关联,因此工业企业在选择气动球阀时,一定要多关注其材料。