高温工况下阀门材料的选择

作者:    浏览人数：42   日期：2023-10-07 16:03

 

1、 亚高温

 

亚高温是指阀门的工作温度在325～425℃区域。如果介质是水和蒸汽时，主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。
如果介质是含硫油品时，主要用具有抗硫化物腐蚀的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。
它们多用在炼油厂的常减压装置和延迟焦化装置上，此时CF8、CF8M、CF3及CF3M材质的阀门不是用于抗酸溶液腐蚀，
而是用于含硫油品及油气管路上。在此工况中，CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作温度上限为450℃。    
2、 高温Ⅰ级

 

阀门的工作温度为425～550℃时为高温Ⅰ级(简称PI级)。PI级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。
因PI级是特定的称呼，在这里包含了高温不锈钢(P)的概念。
因此，如果工作介质为水或蒸汽时，虽然也可用高温钢WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃)，在含硫油品时虽然也可用高温钢C5(ZG1Cr5Mo)，但在这里不能称它们为PI级。    
3、 高温Ⅱ级

阀门的工作温度为550～650℃，定为高温Ⅱ级(简称为PⅡ级)。
PⅡ级高温阀门主要用于炼油厂的重油催化裂化装置，它包含用在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。
PⅡ级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。     
4、 高温Ⅲ级

阀门的工作温度为650～730℃，定为高温Ⅲ级(简称为PⅢ级)。
PⅢ级高温阀门主要是用在炼油厂的大型重油催化裂化装置上。
PⅢ级高温阀门主体材料为ASTMA351标准中的CF8M为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。   
5、 高温Ⅳ级

阀门的工作温度为730～816℃，定为高温Ⅳ级(简称为PⅣ级)。
将PⅣ级阀门的工作温度上限定为816℃是因为阀门设计选用的标准ASMEB16134压力-温度等级中提供的最高温度为816℃(1500υ)。
另外，工作温度超过816℃以后，钢就接近进入了锻造温度区域，此时金属处于塑性变形区间，金属的可塑性好，难以承受高的工作压力和冲击力而保持不变形。
PⅣ级阀门的主体材料为ASTMA351标准中的CF8M为基形“高温Ⅳ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。CK-20及ASTMA182标准中F310(其中C含量≥01050%)及F310H等耐热不锈钢。    

 

6、 高温Ⅴ级

阀门的工作温度>816℃以上，简称为PⅤ级,PⅤ级高温阀门(作切断用阀门，而非调节型蝶阀类的阀门)必须采用特殊的设计手段，如衬隔热衬里或通水或气冷却等，方能保证阀门的正常工作。
所以，对PⅤ级高温阀门的工作温度上限不作规定，这是因为控制阀门的工作温度不是仅靠材料，而是用特殊的设计手段来解决的，而设计手段的基本原理是一样的。
PⅤ级高温阀门可根据其工作介质和工作压力及采用的特殊设计方法等，选用合理的、能满足该阀门的材料。
在PⅤ级高温阀门中，通常烟道插板阀或蝶阀的插板或蝶板常选用ASTMA297标准中的HK-30，HK-40高温合金，它们能在1150℃以下抗氧化和还原性气体中耐蚀，但不能承受冲击和高压载荷。