1、金屬材料;材料是最重要的因素,(自力式壓力調(diào)節(jié)閥)如材料性能、蠕變、熱膨脹系數(shù)、抗氧化性、耐磨性、熱抗劃傷性和熱處理溫度,這些都是首先要注意的事項。在高溫下,蠕變和斷裂是材料失效的主要因素之一,尤其是碳鋼。當長時間暴露在425℃以上時,鋼中的碳化相可能變成石墨,而奧氏體不銹鋼只有在碳含量超過0.4%時才能在528℃以上使用。
因此,在高溫下使用時,閥體材料的抗拉強度、蠕變、高溫時效等參數(shù)應單獨計算。閥門內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計還應考慮高溫下材料的硬度、配合件的熱膨脹系數(shù)、導向件的熱硬度差、彈性變形和塑性變形。在設(shè)計中,應給出相應的安全系數(shù)和可靠性系數(shù),以避免多種因素造成的損壞。并熟悉材料在高溫下的蠕變速率,以便選擇合適的應力,使材料的總?cè)渥冊谡J褂脡勖鼉?nèi)不會擴展到斷裂或允許其產(chǎn)生微變形而不影響導向件的正常使用。
為了避免自動調(diào)壓閥(閥芯和閥座)內(nèi)部零件表面的磨損、沖蝕和氣蝕,應考慮材料在高溫下的熱硬度,以防止金屬硬度的變化。在高壓差下,大部分流體的能量集中在閥門內(nèi)部釋放,使閥門內(nèi)部超載,而在高溫下,大部分材料的力學性能變差,材料變軟,這極大地影響了閥門內(nèi)部的使用壽命。因此,應選擇合適的材料,以延長閥門的使用壽命。
此外,還應考慮高溫時效對韌性和焊縫銹蝕等物理性能的影響。當使用溫度達到或超過熱處理溫度時,對閥門內(nèi)部零件進行退火處理,使硬度降低。同一介質(zhì),在高溫下,其分子活性相對活躍,某些具有普遍腐蝕性的介質(zhì)可能對閥體和閥內(nèi)件的金屬材料造成嚴重的腐蝕損傷,介質(zhì)以高速離子滲入金屬,改變材料的性能,如熱膨脹、焊縫銹蝕等。
在高壓差、高流量的條件下,即使溫度正常,也要對材料的特性進行評估,使材料能夠滿足這種工況。一般來說,在常溫下,當壓差超過15巴時,閥芯和閥座的材料應由316調(diào)整為鎢鉻鈷合金堆焊或要求較高的合金。對于弱腐蝕性介質(zhì),可選擇420QT(淬火+回火)和440QT。高壓差和高流量會帶來嚴重的沖蝕或氣蝕,對閥內(nèi)件材料造成極大的危害。
因此,閥體和閥內(nèi)件的材料要求非常高。對于閥芯,應考慮不銹鋼表面滲氮(HRC70)處理,使其具有較強的抗侵蝕性,提高閥門流量的精度和使用壽命。材料在高溫下的抗氧化能力也是一個非常重要的參數(shù)。在溫度循環(huán)變化中,所選材料應避免材料表面反復氧化,造成氧化皮等問題。一般來說,奧氏體不銹鋼、硬質(zhì)合金和特殊合金材料具有良好的高溫穩(wěn)定性,可以根據(jù)不同的高溫工況選擇合適的材料。
2、非金屬材料
一般的非金屬材料我們無法進行承受高溫(300°C以上),但柔性石墨公司可以自己承受700°C以上的高溫,因此通過高溫工況下,無論是靜密封系統(tǒng)還是動密封,一般企業(yè)可以根據(jù)選取柔性石墨或復合結(jié)構(gòu)材料,但應注意摩擦影響系數(shù)會增大。
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