隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，大型石化工程項目的增多，越來越多的耐高溫硬密封三通球閥作為一種控制及截斷管路系統(tǒng)的啟閉件普遍應用于石油、化工、鋼鐵、冶金及水電領域中。相對于軟密封(密封材料為聚四氟乙烯、橡膠等塑料)三通球閥而言，硬密封球閥的密封材料及設計結構都能更好的適用于耐高溫的領域中。
高溫鋼鑄件：高溫工況下三通球閥主體材料一般選用奧氏體不銹鋼和高溫鉻鉬鋼。較為常用的牌號為ASTM A217中的WC9和C5。WC9廣泛應用于熱力和電力系統(tǒng)等介質(zhì)為水和蒸氣的高溫高壓狀態(tài)中。C5適用于含硫石油介質(zhì)中，同時還具有抗氫腐蝕能力，因此廣泛應用于石油煉制及乙烯生產(chǎn)含硫介質(zhì)的高溫中。ASTM A351中的CF8和CF3常用于強腐蝕介質(zhì)的閥門中。上述材料規(guī)定的一般工作溫度為WC9≤593℃，C5≤593℃，CF3≤427℃，CF8≤537℃。奧氏體不銹鋼和高溫路鑰鋼相比較而言，奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性能強于高溫鉻鉬鋼，但高溫鉻鑰鋼的耐高溫性能高于奧氏體不銹鋼，并且兩者的價格也有一定的差距，在選用三通球閥主體材料時，應根據(jù)閥門實際的使用工況條件來決定。
ASTM A217M中幾種常用鉻鉬鋼的力學性能
級別 | 抗拉強度 Kai( MPa) | 屈服強度 Ksi(MPa) | 伸長率標距 2in(50mm)% | 斷面收 縮率% |
WC1 | 65～90(450-620) | ≥35(240) | ≥24 | ≥35 |
WC4、WC5 | 70～95(485-655) | ≥40(275) | ≥20 | ≥35 |
WC6、WC9、WC11 | 80～105(550-725) | ≥50(345) | ≥18 | ≥45 |
C5、C12 | 90～115(620-795) | ≥60(415) | ≥18 | ≥35 |
C12A(J 84090) | 85～110(585-760) | ≥60(415) | ≥20 | ≥45 |
CA15 | 90～115(620-795) | ≥65(450) | ≥18 | ≥30 |
高溫鋼鍛件：國標上應用于三通球閥主體材料高溫鉻鉬鋼鍛件標準最具有代表性的應為ASTM A182/A182M中的低合金鋼種。其中的F11.2級和F11.3級、F22.1級和F22.3級、F5和F5a分別為常用鑄件WC6、WC9和C5的變形合金。
ASTM A182/A182中常用鉻鉬高溫鋼的力學性能
拉伸性能和硬度要求 | |||||
級別 | 抗拉強度≥ Ksi(MPa) | 屈服強度 Ksi(MPa) | 伸長率標距 2in(50mm)% | 斷面收 縮率% | 布氏硬度 |
F5 | 70(485) | ≥40(275) | ≥20 | ≥35 | 143-217 |
F5a | 90(620) | ≥65(450) | ≥22 | ≥50 | 187-248 |
F22級1類 | 60(415) | ≥30(205) | ≥20 | ≥35 | ≤170 |
F22級3類 | 75(515) | ≥45(310) | ≥20 | ≥30 | 156-207 |
F22V | 85～110(585-760) | ≥60(415) | ≥18 | ≥45 | 174-237 |
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