Uma das principais questões que devem ser consideradas no projeto da válvula e na seleção do material é a temperatura operacional da válvula. A fim de padronizar a temperatura de trabalho adequada do material principal da válvula, a temperatura de trabalho adequada do material principal da válvula usada nas indústrias petroquímica, química, de fertilizantes, de energia elétrica e metalúrgica do meu país a partir dos aspectos das propriedades do material de vários tipos de aço para válvulas e ligas e relacionados Os requisitos tornaram regulamentações claras para o projeto, fabricação e inspeção de produtos de válvulas. Além disso, nos aspectos de gestão técnica, gestão de produção e aquisição de materiais, cada tipo de aço deve ser selecionado com bom desempenho abrangente, e não é apropriado usar muitos tipos de aço e tipos de liga para evitar confusão.
1 Visão Geral
Uma das principais questões que devem ser consideradas no projeto da válvula e na seleção do material é a temperatura operacional da válvula. A fim de padronizar a temperatura de trabalho adequada do material principal da válvula, a temperatura de trabalho adequada do material principal da válvula usada nas indústrias petroquímica, química, de fertilizantes, de energia elétrica e metalúrgica do meu país a partir dos aspectos das propriedades do material de vários tipos de aço para válvulas e ligas e relacionados Os requisitos tornaram regulamentações claras para o projeto, fabricação e inspeção de produtos de válvulas. Além disso, nos aspectos de gestão técnica, gestão de produção e aquisição de materiais, cada tipo de aço deve ser selecionado com bom desempenho abrangente, e não é apropriado usar muitos tipos de aço e tipos de liga para evitar confusão.
Condições de baixa temperatura
2.1 Material da válvula criogênica
Válvulas de temperatura ultrabaixa [-254 (hidrogênio líquido) ~ -101 graus C (etileno)] O material principal deve ser aço inoxidável austenítico, liga de cobre ou liga de alumínio com uma estrutura cúbica de face centrada. As propriedades mecânicas de baixa temperatura após o tratamento térmico, especialmente o impacto em baixa temperatura. A tenacidade deve atender aos requisitos da norma.
Os seguintes aços inoxidáveis austeníticos podem ser usados para fabricar válvulas criogênicas. ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 e CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 e F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L e CF8D (projetado pela Lanzhou High Pressure Valve Factory, código padrão de fábrica GFQ{{ 15}}). O corpo da válvula, castelo, comporta ou disco da válvula de temperatura ultrabaixa deve ser tratado criogenicamente em nitrogênio líquido (-196 grau) antes do acabamento.
2.2 Material da válvula criogênica
Os principais materiais adequados para válvulas de baixa temperatura (-100--30 graus) incluem aço inoxidável austenítico de baixa temperatura e aço ferrítico e martensítico para peças de suporte de pressão de baixa temperatura.
Os aços inoxidáveis austeníticos para baixa temperatura incluem ASTM A351 CF8M, CF3M, CF8 e CF3, ASTM A182 F316, F316L, F304 e F304L, ASTM A433 316, 316L, 304, 304L e CF8D.
Os aços ferríticos e martensíticos para peças de pressão de baixa temperatura incluem ASTM A352 LCA (-32 grau), LCB, LCC (-46 grau), LC1 (-59 grau), LC2, LC211 ({{ 7}} grau) e LC3 (-100 grau).
O preço primário dos materiais na norma ASTM A352 é baixo, mas a composição química deve ter padrões de controle interno de fábrica confiáveis e muito rígidos durante a fundição. Seu processo de tratamento térmico é complicado e precisa de vários tratamentos de têmpera e revenido para atender aos requisitos de resistência ao impacto em baixa temperatura exigidos pela norma, e o ciclo de produção é longo. Quando a resistência ao impacto em baixa temperatura não atende aos requisitos padrão, não é permitido ser usado como aço de baixa temperatura. Portanto, ele só é usado quando o lote de produção é grande e pode ser fundido em um forno, e geralmente é usado aço inoxidável austenítico.
3. Condições de trabalho não corrosivas
Quando o meio de trabalho da válvula são substâncias não corrosivas, como água, vapor, ar e óleo, geralmente é usado aço carbono. O aço carbono para válvulas refere-se a WCB, aço fundido WCC e aço forjado ASTM A105 no padrão ASTM A216. A temperatura de trabalho adequada do aço carbono para válvulas é de -29-425 graus. Porém, por uma questão de segurança, considerando que a temperatura de trabalho do meio pode flutuar, a temperatura de serviço do aço carbono em geral não deve exceder 400 graus.
4. Condições de corrosão
4.1 Aço de alta temperatura cromo-molibdênio
O aço fundido de alta temperatura Cr-Mo usado para a válvula adota principalmente WC6, WC9 e C5 (ZG1Cr5Mo) no padrão ASTM A217, e os materiais de rolamento correspondentes são F11, F22 e F5 no ASTM A182, respectivamente.
⑴ Aço cromo-molibdênio com baixo teor de cromo
Os aços cromo-molibdênio com baixo teor de cromo incluem WC6, WC9, F11 e F22. O meio de trabalho aplicável é água, vapor e hidrogênio e não é adequado para produtos petrolíferos que contenham enxofre. A temperatura de trabalho adequada de WC6 e F11 é -29-540 graus, e a temperatura de trabalho adequada de WC9 e F22 é -29-570 graus.
⑵ Aço de alta temperatura com cromo cinco molibdênio
O aço de alta temperatura com cromo e cinco molibdênio tem C5 (ZG1Cr5Mo) e F5, e seu meio de trabalho aplicável é água, vapor, hidrogênio e óleo contendo enxofre, etc.
Se C5 (ZG1Cr5Mo) for usado para vapor de água, sua temperatura máxima de trabalho será de 600 graus. Quando usado em meios de trabalho como óleos contendo enxofre, a temperatura máxima de trabalho é de 550 graus. Portanto, estipula-se que a temperatura operacional do C5 (ZG1Cr5Mo) seja menor ou igual a 550 graus.
4.2 Aço inoxidável resistente a ácidos
Aço inoxidável resistente a ácidos refere-se ao aço inoxidável resistente a ácidos cromo-níquel ou cromo-níquel-molibdênio usado nas indústrias petroquímica, química e de fertilizantes para resistência à corrosão, como ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido acético e ácidos orgânicos. O aço fundido resistente a ácidos e inoxidável adota principalmente CF8, CF8M, CF3, CF3M, CF8C, CD-4MCu e CN7M no padrão ASTM A743 ou ASTM A744, e os materiais de laminação correspondentes são F304, F316, F304L em o padrão ASTM A182, F316L, F347, F53 e US UNS N08020.
⑴Aço inoxidável Cr-Ni
Os aços inoxidáveis Cr-Ni e resistentes a ácidos incluem CF8, CF3, F304, F304L, CF8C e F347, que são adequados para oxidar ácidos como o ácido nítrico como meio de trabalho. Sua temperatura máxima de trabalho é menor ou igual a 200 graus.
⑵Aço inoxidável Cr-Ni-Mo
Os aços inoxidáveis Cr-Ni-Mo e resistentes a ácidos incluem CF8M, CF3M, F316 e F316L, que são adequados para reduzir ácidos como o ácido acético como meio de trabalho.
CF8M, CF3M, etc. podem substituir CF8 e CF3, mas CF8 e CF3 não podem substituir CF8M e CF3M. Portanto, as válvulas de aço inoxidável e resistentes a ácidos nos Estados Unidos e em outros países usam principalmente CF8M e CF3M, e sua temperatura máxima de trabalho é menor ou igual a 200 graus.
⑶ Liga CN7M
A liga CN7M tem boa resistência geral à corrosão, é amplamente utilizada em condições severas de corrosão, incluindo ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fluorídrico e ácido clorídrico diluído, álcali cáustico, água do mar e solução salina de cloreto quente, etc., especialmente disponível em ácido sulfúrico com várias concentrações e temperaturas na faixa inferior ou igual a 70 graus. A temperatura de serviço da liga CN7M e UNS N08020 é de -29-450 graus.
⑷ Aço inoxidável duplex
O aço inoxidável duplex (Tabela 1) é um aço inoxidável endurecido por precipitação, que contém 35% a 40% de austenita na matriz de ferrita e seu limite de escoamento é cerca de 2 vezes maior que o do aço inoxidável austenítico 19Cr-9Ni. Vezes, e tem alta dureza e boa plasticidade e resistência ao impacto. É especialmente adequado para uso sob condições de trabalho corrosivas de abrasão e erosão, por isso é amplamente utilizado em condições de trabalho com ácido forte de oxidação e redução, e tem resistência especial à corrosão sob tensão em ambientes com cloro. A temperatura de serviço do aço inoxidável duplex CD-4MCu, CD3MN, CE3MN e F53 é de -29-316 graus.
4.3 Liga à base de níquel resistente à corrosão
As válvulas de liga à base de níquel resistentes à corrosão são principalmente liga Monel fundida (M35-1), liga de níquel fundido (CZ-100), liga Inconel (CY-40), Hastelloy B (N{ {5}}MV) na norma ASTM A494. , N-7M) e Hastelloy C (CW-12MW, CW-7M, CW-6MC, CW-2M).
Os materiais rolantes de liga Monel usados para válvulas de liga Monel resistentes à corrosão são principalmente UNS N04400 (Monel 400) e UNS N05500 (Monel K500). Não há material laminado correspondente para liga de níquel fundido, e o material laminado da liga Inconel é Inconel 600 e Inconel 625, etc.
⑴Monel
A liga Monel (Monel) possui alta resistência e tenacidade, especialmente possui excelente resistência à corrosão para reduzir ácidos e álcalis fortes e água do mar. Portanto, é geralmente usado para fabricar equipamentos e válvulas para transporte de ácido fluorídrico, salmoura, meio neutro, sal alcalino e ácido redutor, e também é adequado para gás cloro seco, gás cloreto de hidrogênio, gás cloro de alta temperatura de 425 graus e gás de cloro de alta temperatura de 450 graus. temperatura gás cloreto de hidrogênio, etc. Médio, mas não resistente à corrosão de meios contendo enxofre e meios oxidantes (como ácido nítrico e meios com alto teor de oxigênio). O código do material da válvula é a liga Monel como um todo, o codinome do material da válvula é a liga Monel, o codinome do material da válvula é C/M quando o invólucro é de aço carbono e o codinome do material da válvula é P/M quando o shell é CF8. Quando o corpo é CF8M, o código do material da válvula é R/M. A temperatura de trabalho adequada da liga Monel M35-1, Monel 400 e Monel K500 é de -29-480 graus.
⑵ Liga de níquel fundido
A composição química da liga de níquel fundido (CZ-100) é 95%Ni e 1,00%C, e não há material laminado correspondente. Quando CZ-100 é usado em alta temperatura, alta concentração ou solução alcalina anidra, possui excelente resistência à corrosão. CZ-100 é frequentemente usado na produção de cloro e álcalis com alta concentração corrosiva (incluindo soda cáustica anidra fundida) e em ocasiões onde metais como cobre e ferro não podem contaminar os produtos. O código do material da válvula CZ-100 de liga de níquel fundido é Ni. A temperatura de trabalho adequada da liga CZ-100 é de -29-316 graus.
⑶ Liga de Inconel
A liga Inconel (Inconel) CY-40 e Inconel 600 (ASTM B564 N06600) são usadas principalmente para resistência à corrosão sob tensão, especialmente para meio de cloreto de alta concentração. Quando o teor de Ni é maior ou igual a 45%, tem um forte efeito no efeito de "imunidade" à corrosão sob tensão por cloreto. Além disso, também pode resistir à corrosão de ácido nítrico concentrado em ebulição, ácido nítrico fumegante, gás de alta temperatura contendo enxofre e vanádio e produtos de combustão.
A liga Inconel tem sido amplamente utilizada na fabricação de componentes para sistemas de água de alimentação de caldeiras em usinas nucleares porque é mais segura que o aço inoxidável. Ao mesmo tempo, também é adequado para a produção industrial que requer alta resistência, vedação de alta pressão, alta resistência à corrosão e resistência ao desgaste mecânico e à oxidação em altas temperaturas. Por exemplo, a grande fábrica de fertilizantes químicos usa liga Inconel 600 ou Inconel 625 (o tipo de produto laminado de Hastelloy CW-6MC) para fabricar válvulas de oxigênio de alta concentração de alta pressão (600-1500 LB), etc. O código do material das válvulas de liga CY-40 e Inconel 600 é In. A temperatura de trabalho adequada é de -29~650 graus.
⑷ Hastelloy
Hastelloy (Hastelloy) é um nome comercial, que inclui uma série de classes de liga, usadas principalmente para válvulas resistentes à corrosão: Hastelloy B (Hastelloy B) e Hastelloy C (Hastelloy C).
Os graus de liga fundida de Hastelloy B (Hastelloy B) são N-12MV (N-12M-1) e N-7M no padrão ASTMA494 (alguns materiais são chamados N-12M-2, também conhecida como liga Chlorimet2), e seu grau de laminação é UNS N10665 na norma ASTM B335. Hastelloy B é resistente a várias concentrações de ácido clorídrico e também a sais e ácidos não oxidantes. Para válvulas Hastelloy B resistentes à corrosão, Hastelloy B de baixo carbono (N-7M) deve ser selecionado levando em consideração a resistência à corrosão e a resistência à corrosão intergranular. O código do material da liga Hastelloy não possui regulamentações na indústria de válvulas. O código do material da válvula Hastelloy B pode ser expresso diretamente pelo seu grau de liga fundida. A temperatura de trabalho adequada do Hastelloy B é -29 grau -425 grau.
Os graus de liga fundida de Hastelloy C (Hastelloy C) são CW-12MW (alguns materiais são chamados CW-12M-1) e CW-7M (CW{{4 }}M-2, também conhecida como liga Chlorimet3) e liga Hastelloy C -276, seu grau de liga de fundição é CW-6MC e liga Hastelloy C-4, sua liga de fundição a nota é CW-2M. Cast Hastelloy CW-7M, CW-12MW, CW-6MC e CW-2M correspondem às classes rolantes UNS N10001, UNS N10003, UNS N10276 e UNS N06455 respectivamente. Hastelloy C é resistente à corrosão por solventes oxidantes, ácido clorídrico de baixa concentração e ácido nítrico à temperatura ambiente.
liga 4.4 de titânio
O titânio (Ti) possui alta resistência, peso leve, resistência ao calor suficientemente alta e tenacidade a baixas temperaturas, além de bom desempenho de processamento e desempenho de soldagem. É usado principalmente para fundir titânio puro e forjar titânio puro ZTA2 na produção de válvulas.
O titânio apresenta resistência à corrosão, resistência à corrosão ou mesmo fogo e explosão em meios corrosivos devido a diferentes condições de trabalho, como temperatura. Portanto, a natureza (concentração, temperatura, etc.) do meio utilizado deve ser claramente especificada no pedido e no projeto.
As válvulas de titânio têm excelente resistência à corrosão em uma variedade de meios oxidantes, altamente corrosivos e neutros.
O titânio possui excelente resistência à corrosão em ácido nítrico abaixo do ponto de ebulição e concentração menor ou igual a 80%. No ácido nítrico fumegante, quando o teor de NO2 excede 2% e o teor de água é insuficiente, a reação entre o titânio e o ácido nítrico fumegante explodirá. Portanto, o titânio geralmente não é usado em ácido nítrico de alta temperatura com um teor superior a 80%.
O titânio não é resistente à corrosão em ácido sulfúrico e o titânio tem resistência moderada à corrosão em ácido clorídrico. Acredita-se geralmente que o titânio puro industrial pode ser usado em ácido clorídrico com uma concentração de 7,5% à temperatura ambiente, 3% a 60 graus e 0,5% a 100 graus. O titânio também pode ser usado a 30% a 35 graus, 10% a 60 graus e 100% a 60 graus. Em ácido fosfórico a 3% no grau .