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高温阀门的设计与材料大揭秘
4.2.3其他腐蚀工况,在一般资料中将阀门工作温度t>450℃的阀门称为高,而对高温阀门高温等级的划分,目前尚无统一的标准,在乐精华所发表的《高温阀门的高温等级和主体材料》一,根据几十年生产高温阀门的经验将高温等级划分为五级。
即阀门工作温度t>425~550℃为PI级,工作温度t>550~650℃为PII级,工作温度t>650~730℃为PIII级,工作温度t>730~816℃为PIV级,工作温度t>816℃为PV级,其中,PI~PIV级阀门主要靠选择合适的材料以保证其性能,PV级阀门除材料选择外更重要的是采用特殊的设计手段。
如衬隔热衬里或采取冷却措施,如杨荣水、黄美林等作者所著的《超超高温气动角式截止,超超高温气动角式截止阀设置了5套冷却结构,确保了阀门在工作介质温度为2000℃工况下正常工作,高温阀门包括高温闸阀、高温截止阀、高温止回阀、高温,其中,较常用的为闸阀、截止阀、止回阀、球阀和蝶阀,为了适应阀门在高温下使用的要求。
高温阀门的设计和材料选用有着一些和普通阀门不一样的,需要加以特别注意方可保证其安全正常的使用,近几十年,随着现代科学技术的发展,工程项目中对高温阀门的需求越来越多,高温阀门在石化、化工、电力等行业均有应用,由于高温的长时间作用会对金属材料造成物理性能以及机,在对高温阀门进行设计和选材时。
需重点关注高温对相关因素的影响,临氢工况的材料选择,应根据管道最高操作温度加20℃~40℃的裕量和介质,高温段常选用Cr-Mo钢,此外,由于奥氏体不锈钢在任何温度条件下或氢分压下不会脱碳,也可选用奥氏体不锈钢,但需考虑材料成本因素。
4、高温阀门材料的选择,其他腐蚀工况,高温阀门材料可根据介质和温度等条件选择不锈钢,镍基合金、钛合金等,如Inconel合金用于高浓度的氯化物介质,大化肥厂用Inconel600或Inconel62,高温阀门设计时。
要特别注意热膨胀量、热交变及材料机械性能的影响,由于材料热膨胀系数、零件所承受热载等的差别,即使几乎同时加热的阀座和阀芯在高温下的膨胀量等性能,为了有效减少零件之间因温度造成的卡死或擦伤需适当增,此间隙的增加量应依据材料的热膨胀系数、应力以及实际,高温热交变会导致阀座和导向套之间的连接变松、加剧阀,在设计中要根据具体情况采取相应的措施,如密封结构优先采用弹性阀座。
高温将显著影响材料的机械性能,不同温度下材料的强度、硬度、塑性、弹性模量和波桑比,在设计时要充分考虑这些因素对阀门性能的影响,高温阀门设计过程中应当注意使用温度不得超过材料的最,根据ASMEB31.3高温阀门常用材料的最高使用温,需特别说明的是,在实际阀门设计中还要考虑介质腐蚀性和应力水平等因素,阀门材料的允许温度实际要比表中值低。
来源于互联网,2、常用高温阀门型式,碳钢及合金钢管道在临氢工况下使用时,在特定条件下易产生氢脆,根据金属中氢的来源不同。
常分为内部氢脆、电化学氢脆和环境氢脆,我们平常所说的氢脆,一般指环境氢脆也常称为氢蚀,氢蚀与温度、压力和氢在钢中的溶解度大小有关,4.2腐蚀工况下高温阀门常用材料,配图为高温高压减压阀。
4.1高温阀门常用材料及其最高使用温度,石油化工项目中常存在硫化氢腐蚀工况,此时若选择普通阀门将无法满足安全生产要求,由乐精华、李晓刚所写的(行业标准《高压加氢装置用阀,温度t≤120℃且有水存在时,易引起钢产生应力腐蚀开裂,温度t≤240℃且无水时。
无腐蚀,温度t≥240℃时腐蚀加剧,能引起钢的快速均匀腐蚀,且当氢气和硫化氢共存时,腐蚀速度加快。
硫化氢腐蚀工况下阀门材料的选择及要求可参照JB/T,4.2.2硫化氢腐蚀工况,表1,4.2.1 临氢工况,3、高温阀门的设计要点,1、高温阀门定义及分级。
Inconel725时效硬化等级
减少面积 % *,13.235,426.7°C,电阻率:1.144 µΩ.m,——。
标准:ASTM B805、NACE MR0715,——,29.6,——,钛,49.6,1058,油管架侧袋心轴抛光孔插座高强度紧固件。
0.010,782,188,200,30.8,54.2,169,31。
硅,47.7,14.058,182,148.9°C。
最小,——,铁,铬,联合国编号:N07725。
泊松比:0.31,10.89,194,1106,铝,14.864。
——,11.709,C,13.4,798,——,合金 725 是从合金 625 发展而来的,通过添加强化元素来提高其机械性能。
镍合金 725 的特性适用于需要出色耐腐蚀性和高强,该合金用于酸性气体服务,可抵抗硫化氢、氯化物和二氧化碳的影响,1170,锰。
导热系数 /kcal/(hr.m.°C),204,32,1254,1189,秒。
热膨胀系数 /µm/m°C,22.50,55,极限抗拉强度/Mpa *,371.1°C,1.70。
——,13.1,48.4,982℃,21.57,19。
14.4,熔化范围:1271 - 1343 °C,——,1099,826,29.6,315.6°C。
204.4°C,弹性模量/GPa,537.8℃,——,13.7,——,93.3°C。
18.24,818,——,0.2% 屈服强度 /Mpa *,平衡,59,52.4。
平衡,磷,——,778,0.20。
最大限度,添加铝和钛后,合金 725 具有高强度、延展性和韧性,此外,该合金具有高耐腐蚀性,包括耐氢脆和应力腐蚀开裂,特种钢-双相不锈钢厂家-耐热不锈钢价格-镍基合金-,——。
合金 725 可用于多种应用,包括:,比热容:焦/公斤.°C,4,47,13,868。
机械和物理特性,1230,32.4,9.143,7,Nb+Cb,10.082。
0.015,硬度*:36 热轧卷,824,9.50,2.75。
0.03,——,16.22,0.35,密度:8.31 克/立方厘米,%,30.9。
1,莫,——,648.9℃,你,21.1°C,14.1。
0.35,——,——,——,——,177,1096。
50.2,合金 725 对海洋应用中的高强度紧固件也很有吸引,它可以抵抗海水中的腐蚀、点蚀和缝隙侵蚀,伸长率 % *,——,——,892,30.7。
53.4。
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