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高溫工況下閥門材料如何選擇?

發布時間:2021/3/19

高溫工況主要包括亞高溫、高溫Ⅰ級、高溫Ⅱ級、高溫Ⅲ級、高溫Ⅳ級、高溫Ⅴ級,下面分別做介紹。   

1、 亞高溫

亞高溫是指閥門的工作溫度在325~425℃區域。如果介質是水和蒸汽時,主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如 果介質是含硫油品時,主要用具有抗硫化物腐蝕的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它們多用在煉油廠的常減壓裝置和 延遲焦化裝置上,此時CF8、CF8M、CF3及CF3M材質的閥門不是用于抗酸溶液腐蝕,而是用于含硫油品及油氣管路上。 在此工況中,CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作溫度上限為450℃。

2、 高溫Ⅰ級

閥門的工作溫度為425~550℃時為高溫Ⅰ級(簡稱PI級)。PI級閥門的主體材料為ASTMA351標準中的CF8為基形的 “高溫Ⅰ級中碳鉻鎳稀土鈦優質耐熱鋼”。因PI級是特定的稱呼,在這里包含了高溫不銹鋼(P)的概念。因此,如果 工作介質為水或蒸汽時,雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃),在含硫油品時雖然也可用高溫鋼C5 (ZG1Cr5Mo),但在這里不能稱它們為PI級。

3、 高溫Ⅱ級

閥門的工作溫度為550~650℃,定為高溫Ⅱ級(簡稱為PⅡ級)。PⅡ級高溫閥門主要用于煉油廠的重油催化裂化裝 置,它包含用在三旋噴嘴等部位的高溫襯里耐磨閘閥。PⅡ級閥門的主體材料為ASTMA351標準中的CF8為基形的“高溫 Ⅱ級中碳鉻鎳稀土鈦鉭強化型耐熱鋼”。

4、 高溫Ⅲ級

閥門的工作溫度為650~730℃,定為高溫Ⅲ級(簡稱為PⅢ級)。PⅢ級高溫閥門主要是用在煉油廠的大型重油催化 裂化裝置上。PⅢ級高溫閥門主體材料為ASTMA351標準中的CF8M為基形的“高溫Ⅲ級中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強化型耐熱 鋼”。 

5、 高溫Ⅳ級

閥門的工作溫度為730~816℃,定為高溫Ⅳ級(簡稱為PⅣ級)。將PⅣ級閥門的工作溫度上限定為816℃是因為閥 門設計選用的標準ASMEB16134壓力-溫度等級中提供的最高溫度為816℃(1500υ)。另外,工作溫度超過816℃以后, 鋼就接近進入了鍛造溫度區域,此時金屬處于塑性變形區間,金屬的可塑性好,難以承受高的工作壓力和沖擊力而保 持不變形。PⅣ級閥門的主體材料為ASTMA351標準中的CF8M為基形“高溫Ⅳ級中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強化型耐熱鋼”。 CK-20及ASTMA182標準中F310(其中C含量≥01050%)及F310H等耐熱不銹鋼。

6、 高溫Ⅴ級

閥門的工作溫度>816℃以上,簡稱為PⅤ級,PⅤ級高溫閥門(作切斷用閥門,而非調節型蝶閥類的閥門)必須采 用特殊的設計手段,如襯隔熱襯里或通水或氣冷卻等,方能保證閥門的正常工作。所以,對PⅤ級高溫閥門的工作溫 度上限不作規定,這是因為控制閥門的工作溫度不是僅靠材料,而是用特殊的設計手段來解決的,而設計手段的基本 原理是一樣的。PⅤ級高溫閥門可根據其工作介質和工作壓力及采用的特殊設計方法等,選用合理的、能滿足該閥門 的材料。在PⅤ級高溫閥門中,通常煙道插板閥或蝶閥的插板或蝶板常選用ASTMA297標準中的HK-30,HK-40高溫合金 ,它們能在1150℃以下抗氧化和還原性氣體中耐蝕,但不能承受沖擊和高壓載荷。

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