高温高压下如何选择阀门材料

高温高压下如何选择阀门材料

在工业生产中，阀门作为流体控制系统的关键部件，其材料选择直接关系到设备的运行安全和使用寿命。特别是在高温高压等极端工况下，如何选择合适的阀门材料成为了一个重要的技术问题。本文将从多个角度探讨高温高压环境下阀门材料的选择要点，帮助读者更好地理解和应对这一挑战。

在高温下使用的阀门在设计时，应分别计算阀体材料的抗拉强度、蠕变、高温时效等参数。而对于阀内件的设计，还应考虑材料在高温时的硬度、配合部件的热膨胀系数、导向部件的热硬度差、弹性变形、塑性变形等。气动调节阀在设计时，应给予适当的可靠的系数，熟悉高温下材料的蠕 变率，以选取合适的应力，使材料总的蠕变在正常使用范围内，以防止断裂；或是允许材料产生微变形但不影响导向零件的正常使用。

设计高温工况下使用的控制阀，选择好材料的热硬度并防止金属硬度变化，可以降低阀内件表面的磨损，提高控制阀在冲蚀及气蚀的恶劣工况下的使用寿命。在高压差条件下，流体的大部分能量集中在阀内节流部位及其附近释放，而高温下使用的阀门大部分材料的机械性能变差，材料变软，大大影响了阀内件的使用寿命，因此，选择合适的材料，对于提高电动调节阀的使用寿命至关重要。

另外还要考虑高温时效对材料物理性能的影响，如韧性和晶间腐蚀的变化。当使用温度达到或超过热处理温度时，阀内件会产生退火，硬度降低等问题，防止材料硬度发生变化，温度极限的选择一定要在一个没有危险的范围内。而相同的介质，在高温下其分子的活动性相对活跃，某些具有一般腐蚀性的介质可能对阀体及阀内件金属材料带来严重的腐蚀破坏，介质以高速的离子状态渗入金属的内部，使材料的特性发生改变。因此对材料的选择，要考虑多因素下所产生的失效性。

在常温但高压差有情况下，也应对材料的性能进行评估，电动调节阀以满足特定工况的要求。一般情况下，在常温工况，当阀前后压差超过15bar时应将阀芯与阀座之间的密封面堆焊司太莱合金或更高要求的合金，对于弱腐蚀性的介质，可选用420QT(淬火+回火)等。高压差与高流速会带来严重的冲蚀或气蚀，因此，对于阀内件的材料要求非常高，对于阀笼应考虑使用不锈钢表面渗氮(HRC70)处理，使之具有较强的耐冲蚀性提高阀门流量的精度和使用寿命。一般非金属材料无法承受高温，但柔性石墨可以承受700摄氏度高温，所以在高温工况下使用的阀门，一般使用柔性石墨做为密封材料，柔性石墨具有良好的高温密封性，但也会增加密封部位的磨擦系数。