阀门知识三

阀门主要零件材料

制造阀门零件材料很多，包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择：

1、工作介质的压力、温度和特性。

2、该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。

3、有较好的工艺性。

4、在满足以上条件情况下，要有较低的成本。

第一.阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料

阀体、阀盖和闸板（阀瓣）是阀门主要零件之一，直接承受介质压力，所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。常用材料有下面几种： 

一、灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力 PN≤1.0MPa，温度为－10℃～200℃的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为：HT200、HT250、HT300、HT350。 

二、可锻铸铁：适用于公称压力PN≤2.5MPa，温度为－30～300℃的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有：KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。 

三、球墨铸铁：适用于 PN≤4.0MPa，温度为－30～350℃的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。 鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。根据经验，建议 PN≤2.5MPa，阀门还是采用钢制阀门为安全。 

四、耐酸高硅球墨铸铁：适用于公称压力 PN≤0.25MPa，温度低于 120℃的腐蚀性介质。 

五、碳素钢：适用于公称压力 PN≤32.0MPa，温度为－30～425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30 及低合金结构钢16Mn。 

六、铜合金：适用于PN≤2.5MPa 的水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度－40～250℃的蒸汽介质，常用牌号为 ZGnSn10Zn2(锡青铜），H62、Hpb59—1（黄铜）、QAZ19—2、QA19—4(铝青铜)。 

七、高温铜：适用于公称压力 PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽及石油产品。常用牌号ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌号。具体选用必须按照阀门压力与温度规范的规定。 

八、低温钢，适用于公称压力 PN≤6.4Mpa,温度≥—196℃乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质，常用牌号）有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9 

九、不锈耐酸钢，适用于公称压力PN≤6.4Mpa 、温度≤200℃硝酸，醋酸等介质，常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素> 

第二.密封面材料

密封面是阀门最关键的工作面，密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命，通常密封面材料要考虑耐腐蚀，耐擦伤，耐冲蚀，抗氧化等因素。通常分两大类： 

一、软质材料 

1.橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等） 

2.塑料（聚四氟乙烯，尼龙等） 

二、硬密封材料 

1.铜合金（用于低压阀门） 

2.铬不锈钢（用于普通高中压阀门） 

3.司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门） 

4.镍基合金（用于腐蚀性介质） 

第三.阀杆材料

阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性，有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。

一、碳素钢用于低压和介质温度不超过 300℃的水、蒸汽介质时，一般选用A5 普通碳素钢。用于中压和介质温度不超过 450℃的水、蒸汽介质时，一般选用35 优质碳素钢。 

二、合金钢 

用于中压和高压，介质温度不超过450℃的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用40Cr（铬钢）。用于高压、介质温度不超过 540℃的水、蒸汽等介质时，可选用38CrMoALA 渗氮钢。用于高压、介质温度不超过 570℃的蒸汽介质时，一般选用25Cr2MoVA 铬钼钒钢。 

三、不锈耐酸钢 

用于中压和高压、介质温度不超过450℃的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用 1Cr13、2Cr13、3Cr13铬不锈钢。用于腐蚀性介质时，可选用 Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和 PH15-7Mo沉淀硬化钢。 

四、耐热钢 

用于介质温度不超过600℃的高温阀门时，可选用 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体型耐热钢。 

第四.阀杆螺母材料

阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。 

一、     铜合金

铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。对于 Pg<1.6Mpa的低压阀门可采用 ZHMn58-2-2 铸黄铜。对于 Pg1.6-6.4Mpa 的中压阀门可采用 ZQAL9-4 无锡青铜。对于高

压阀门可采用 ZHAL66-6-3-2铸黄铜。 

二、钢

当工作条件不允许采用铜合金时，可选用35、40 等优质炭素钢，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不锈耐酸钢。工作条件不允许指下列情况。 

1、用于电动阀门上，带有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。 

 2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的氨介质。选用钢制阀杆螺母时，要特别注意螺纹的咬死现象。 

                   第五.紧固件、填料及垫片材料 

一、紧固件材料 

紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。紧固件在阀门上直接承受压力，对防止介质外流起关重要作用，因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按表5-1

表5-1

选用合金钢材料时必须经过热处理。对紧回件有特殊耐腐蚀要求时，可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9 等不锈耐酸钢。 

二、填料材料 

在阀门上，填料是用来充填阀盖填料室的空间，以防止介质经由阀杆和阀盖填料室空间泄漏。 

1、  对填料的要求 

1）  耐腐蚀性好，填料与介质接触，必须能耐介质的腐蚀。 

2）  密封性好，填料在介质及工作温度的作用下不泄漏。 

3）  摩擦系数小，以减小阀杆与填料间的摩擦力矩。 

2、  填料的种类 

填料可分为软质填料及硬质填料两种： 

 1）软质填料：系由植物质，即棉、黄麻等，或由矿物质，即石棉纤维，或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等编织的线绳，也有压成的成型的填料，以及近年来新发展的柔性石墨填料材料。 

植物质填料较便宜，常用于 100℃以下的低压阀门；矿物质填料可用于450-500℃的阀门。近年来使用橡胶O 型圈做填料的结构在逐步推广，但介质温度一般限制在60℃以下。高温高压阀门上的填料也有采用纯石棉加片状石墨粉压紧而成的。

 2）硬质填料：即由金属或金属与石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯压合烧结而成型的填料，金属填料使用较少。 

3、  填料的选择 

选择填料要根据介质、温度和压力来选择，常用的材料有以下几种： 

1)  油浸石棉绳，可按表5-2 选择。

表5-2

注：形状代号 F 表示方的，穿心或一至多层编结；Y 表示圆的，中间是一扭制芯子，外边是至多层编结；N 表示扭制的。

2）橡胶石棉绳：可按表5-3 选择。

表5-3

3）石墨石棉绳：石棉绳上涂有石墨粉，可用温度 450℃以上，压力可以达到 16Mpa，一般适用于高压蒸汽上。近来又逐步采用了人字型填料，单圈放置，密封性好。 

4）聚四氟乙烯：这是一种目前使用较广的一种填料。特别适用腐蚀性介质上，但温度不得起过200℃。一般采用压制或棒料车制而成，形状如图 5-1 所示。  

三、垫片材料

垫片是用来充填两个结合面（如阀体和阀盖之间的密封面）间所有凹凸不平处，以防止介质从结合面间泄漏。

1、  对垫片的要求

垫片材料在工作温度下具有一定的弹性和塑性以及足够的强度，以保证密封。同时要具有良好的耐腐蚀性。

2、  垫片材料的种类和选择

垫片可分为软质和硬质两种，软质一般为非金属材料，如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板，聚四氟乙烯等。硬质一般为金属材料或者金属包石棉、金属与石棉缠绕的等。垫片的形状有很多，有扁平的、圆形的、椭圆形的、齿形的、透镜式的以及其他特殊形状的。

图 5-2 为金属包有石棉衬垫和金属石棉缠绕式垫片

图 5-3 为橡胶制 O 形圈。

图 5-4 为梯形槽式金属垫片。

图 5-5 为密封面凹凸式金属齿形垫片。

图 5-6 为密封面透镜式金属垫片。

金属垫片的材料一般用 08、10、20 优质碳素钢和 1Cr13、1Cr18Ni9 不锈钢，加工精度和表面光洁度要求较高，适用于高温高压阀门。

非金属垫片材料一般塑性较好，用不大的压力就能达到密封。适用于低温低压阀门。

垫片材料可按表 5-4 选择。

表 5-4