管道器材，一般包括管子、管件、閥門、法蘭、墊片和緊固件以及其他管道組成件，例如過濾器、分離器、阻火器、補償器等。

朋友們，春節(jié)快樂！

管道分類：

管子分類方法很多，按材質(zhì)分類可分為金屬管、非金屬管和鋼襯非金屬復合管。

非金屬管主要有橡膠管、塑料管、石棉水泥管、石墨管、玻璃鋼管等。

鑄鐵管：

鑄鐵管是由生鐵制成。按其制造方法不同可分為：砂型離心承插直管、連續(xù)鑄鐵直管及砂型鐵管。按其所用的材質(zhì)不同可分為：灰口鐵管、球墨鑄鐵管及高硅鐵管。鑄鐵管多用于給水、排水和煤氣等管道。

焊接鋼管：

焊接鋼管，也稱有縫鋼管，一般由鋼板或鋼帶卷焊而成。

按管材的表面處理形式分為鍍鋅和不鍍鋅兩種。表面鍍鋅的發(fā)白色，又稱為白鐵管或鍍鋅鋼管；表面不鍍鋅的即普通焊接鋼管，也稱為黑鐵管。

鍍鋅焊接鋼管，常用于輸送介質(zhì)要求比較潔凈的管道，如生活用水、凈化空氣、儀表空氣等；不鍍鋅的焊接鋼管，可用于輸送蒸汽、煤氣、壓縮空氣和冷凝水等。

根據(jù)用戶要求，焊接鋼管在出廠時可分兩種，一種是管端帶螺紋的，另一種是管端不帶螺紋的。管端帶螺紋的焊接鋼管，每根管材長度為4～9m，不帶螺紋的焊接鋼管，每根管材長度為4～12m。

焊接鋼管按管壁厚度不同，分為薄壁鋼管、加厚鋼管和普通鋼管。工藝管道上用量最多的是普通鋼管，其試驗壓力為2.0MPa。加厚鋼管的試驗壓力為3.0MPa。

常用焊接鋼管的規(guī)格范圍為公稱直徑6～150mm。

無縫鋼管：

無縫鋼管，無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的圓形，方形，矩形鋼材。無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道。是工業(yè)管道中用量最大，品種規(guī)格最多的管材，基本上分為流體輸送用無縫鋼管和帶有專用性的無縫鋼管兩大類，前者是工藝管道常用的鋼管，后者如鍋爐專用鋼管、裂化爐管和熱交換器用鋼管等。

按材質(zhì)可分為碳素無縫鋼管、鉻鉬無縫鋼管和不銹、耐酸無縫鋼管。按公稱壓力可分為低壓(0≤1.0MPa)、中壓(1.0＜10MPa＝、高壓(≥10MPa)三類。工藝管道常用的是流體輸送用無縫鋼管。

1．碳素無縫鋼管，常用的制造材質(zhì)為10號、20號、16Mn鋼，其規(guī)格范圍為：熱軋外徑φ32～630mm，冷拔外徑φ6～200mm，單根管長度4～12m，容許操作溫度為-40～450℃，廣泛用于輸送各種對鋼無腐蝕性的介質(zhì)，如輸送蒸汽、氧氣、壓縮空氣、油品和油氣等。

2．低合金鋼無縫鋼管，系指含一定比例合金元素的合金鋼管。通常分為兩種，一種是含有錳元素的低合金鋼管，稱為普通低合金鋼管，如16Mn、15MnV等；另一種是含有鉻、鉬等元素的低合金鋼管，稱鉻鉬鋼管。常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，其規(guī)格范圍為外徑φ10～φ273mm，單根管長度4～12m，鉻鉬鋼管適用溫度范圍為-40～550℃。低合金無縫鋼管，多用于輸送各種溫度較高的油品、油氣和腐蝕性不強的鹽水、低濃度有機酸等。暖通南社

3．不銹耐酸無縫鋼管，根據(jù)鉻、鎳、鈦各種金屬的不同含量品種很多，有Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。用量最多的是1Cr18Ni9Ti，在施工圖上常用簡化材質(zhì)代號18-8來表示，適用溫度范圍為-196～700℃，在化工生產(chǎn)中用來輸送各種腐蝕性較強的介質(zhì)，如硝酸、醋酸和尿素等。

4．高壓無縫鋼管，其制造材質(zhì)與上述無縫鋼管基本相同，只是管壁比中低壓無縫鋼管厚，最厚的管壁達40mm。如化肥設(shè)備用高壓無縫鋼管規(guī)格為φ14×4(mm)～273×40(mm)，單根管長度4～12m，適用壓力范圍10～32MPa，工作溫度-40～400℃。在石油化工裝置中用以上高壓無縫鋼管輸送原料氣、氫氮氣、合成氣、水蒸氣、高壓冷凝水等介質(zhì)。

銅管：

銅管分紫銅管和黃銅管兩種。制造紫銅管所用的材料牌號有T2、T3、T4和TUP等，含銅量較高，占99.7%以上；黃銅管的制造材料牌號有H62，H68等，都是鋅和銅的合金，如H62黃銅管，其材料成份銅為60.5%～63.5%，鋅為39.6%，其他雜質(zhì)小于0.5%。

銅管的制造方法分為拉制和擠制兩種。拉制銅管外徑為φ3～φ200mm，擠制銅管外徑為φ32～φ280mm，壁厚1.5～5mm；銅板卷焊銅管的規(guī)格范圍為外徑φ155～φ505mm，供貨方式有單根的和成盤的兩種。

銅管的適用工作溫度在250℃以下，多用于油管道、保溫伴管和空分氧氣管道。

鈦管：

鈦管是近年來新出現(xiàn)的一種管材，由于它具有重量輕、強度高、耐腐蝕性強和耐低溫等特點，常被用于其他管材無法勝任的工藝部位。鈦管是用TA1、TA2工業(yè)純鈦制造，適用溫度范圍為-140～250℃，當溫度超過250℃時，其機械性能下降。常用鈦管的規(guī)格范圍為公稱直徑20～400mm。適用于低中壓，低壓管壁厚2.8～12.7mm，中壓管壁厚3.7～21.4mm。鈦管雖然具有很多優(yōu)點，但因價格昂貴，焊接難度較大，尚未被廣泛采用。

各種不銹鋼的特性和用途：

管件：

在管系中改變走向、標高或改變管徑以及由主管上引出支管等均需用管件。由于管系形狀各異、簡繁不等，因此，管件的種類較多。常用的管件有彎頭、三通、異徑管、管接頭、管帽等。

其他管件：

1．封頭：是用于管端起封閉作用的堵頭。常用的封頭有橢圓形和平蓋形兩種。

2．凸臺，也稱管嘴，是自控儀表專業(yè)在工藝管道上的一次部件，是由工藝管道專業(yè)來安裝，所以把凸臺也列為管件。

3．盲板，其作用是把管道內(nèi)介質(zhì)切斷。

法蘭：

法蘭是工藝管道上起連接作用的一種部件。如管道與工藝設(shè)備連接，管道上法蘭閥門及附件的連接。采用法蘭連接既有安裝拆卸的靈活性，又有可靠的密封性。

工藝管道所輸送的介質(zhì)，種類繁多，溫度和壓力也不同，因此對法蘭的強度和密封，提出了不同的要求。為了滿足工藝管道安裝工程的需要，出現(xiàn)了很多種結(jié)構(gòu)和壓力不同的法蘭。

法蘭墊片：

泄漏是管法蘭失效的主要形式，它與密封結(jié)構(gòu)型式、被連接件的剛度、密封件的性能、操作和安裝等許多因素有關(guān)。墊片是法蘭連接的主要密封件，因而正確選用墊片也是保證法蘭連接不泄漏的關(guān)鍵。法蘭墊片根據(jù)管道所輸送介質(zhì)的腐蝕性、溫度、壓力及法蘭密封面的形式選用種類很多。管法蘭墊片有非金屬墊片，半金屬墊片和金屬墊片。

橡膠石棉墊：

橡膠石棉墊以石棉纖維、橡膠為主要原料再輔以橡膠配合劑和填充料，經(jīng)過混合攪拌、熱輥成型、硫化等工序制成。能適用于很多介質(zhì)，如蒸汽、煤氣、空氣、鹽水、酸和堿等。橡膠石棉墊的厚度，各專業(yè)還不統(tǒng)一，通常用3mm厚。公稱直徑小于100mm的法蘭，其墊片厚度不超過2.5mm。

使用壓力，用于光滑密封面法蘭連接時不超過2.5MPa。工業(yè)常用的橡膠石棉墊有兩種，一種是耐油橡膠石棉墊，適用于溫度在200℃以下，公稱壓力在2.5MPa以下，輸送一般油品、液化烴、丙烷和丙酮等介質(zhì)。高溫耐油橡膠石棉墊，使用溫度可達350～380℃。另一種是中壓橡膠石棉墊可使用于200℃，PN2.5MPa以下蒸汽、凝結(jié)水、水、空氣等介質(zhì)。

橡膠墊：

橡膠墊，是用橡膠板制作的墊片，它有一定的耐腐蝕性，常用于溫度在60℃以下，壓力不超過1.0MPa，輸送低壓水，酸和堿等介質(zhì)的管道法蘭連接，這種墊片的特點是利用橡膠的彈性，達到較好的密封效果，因此也常用于鑄鐵法蘭閥門的安裝上。暖通南社

纏繞式墊片：

纏繞式墊片簡稱為纏繞墊，是用金屬鋼帶及非金屬填料帶纏繞而成。主要包括金屬纏繞墊片，石墨纏繞墊片，石墨金屬纏繞墊片，金屬石墨纏繞墊片，內(nèi)外環(huán)纏繞墊片， 金屬石棉纏繞墊片，金屬四氟纏繞墊片等。這種墊片具有價格低、材料能被充分利用、密封性能較好的優(yōu)點，適用的公稱壓力為4.0MPa以下，適用溫度范圍，08號鋼溫度可達450℃，0Cr13鋼帶制成的纏繞墊，使用溫度可達540℃。這種墊片多數(shù)用于光滑面法蘭連接，其密封面不用車水線。有的纏繞墊，還帶有定位環(huán)，是為了防止墊片偏離法蘭中心。墊片的厚度一般為4.5mm，直徑大于1000mm時，墊片厚度為6～7mm。定位環(huán)的厚度為3mm左右。金屬鋼帶材質(zhì)有08號鋼、0Cr13鋼和1Cr18Ni9Ti鋼等；非金屬帶材質(zhì)有特性石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。

齒形墊：

齒形墊是用各種金屬制造，材質(zhì)有普通碳素鋼、低合金鋼和不銹耐酸鋼等，其厚度為3～5mm。它是利用同心圓的齒形密紋與法蘭密封面相接觸、構(gòu)成多道密封，因此密封性能較好，常用于凹凸式密封面法蘭的連接。最高公稱壓力可達16.0MPa，適用于工作溫度較高的部位，如0Cr13材質(zhì)的齒形墊，其適用溫度可達530℃。

金屬墊圈：

金屬墊圈的種類很多，按形狀劃分有金屬平墊圈，截面積為橢圓形、八角形金屬墊圈和透鏡式墊圈。按制造材質(zhì)分有低碳鋼、不銹耐酸鋼、紫銅、鋁和鉛等。

金屬平墊圈多用于光滑面平焊法蘭，承受的溫度和壓力較低。

橢圓形及八角形金屬墊圈，多用于梯形槽對焊法蘭，公稱壓力范圍為6.4～22.0MPa。雖然密封性好但制造復雜，要求精度高。

透鏡墊，因其截面形狀似透鏡而得名，密封性能好、在石油化工生產(chǎn)中，各種高溫高壓管道的法蘭連接，廣泛使用此種墊圈，常用公稱壓力范圍為16.0～32.0MPa。

金屬墊圈的使用有條原則，即墊圈表面的硬度必須低于法蘭密封面的硬度。

儀表管道：

一般規(guī)定：

1)儀表管道、線路的工程設(shè)計，應做到儀表測量準確、信號傳遞可靠、減少滯后、安全經(jīng)濟實用、線路整齊美觀并便于施工和維修。

2)對火災及爆炸危險、腐蝕、高溫、潮濕、振動等環(huán)境，在儀表管道線路設(shè)計時，應采取相應的防護措施。

儀表測量管線圖：

測量管道的材質(zhì)：

1)測量管道（包括閥門和管件）的材質(zhì)，應按被測介質(zhì)的物性、溫度、壓力等級和所處環(huán)境條件等因素綜合考慮。

2)非腐蝕性介質(zhì)的測量管道材質(zhì)，宜選用碳鋼或不銹鋼。

腐蝕性介質(zhì)的測量管道材質(zhì)，應選用與連接的工藝管道、設(shè)備相同或防腐性能更好的材質(zhì)。

3)測量管道及管件閥門，宜選用同種材料。

4)分析儀表的取樣管道材質(zhì)，宜選用不銹鋼。

測量管道的選用：

1)測量管道的管徑選擇

2)分析儀表的取樣管道管徑，宜選用Φ6 mm×1mm,Φ8mm×1mm或Φ10 mm×1mm，其快速回路的返回管道及排放管道的管徑可適當放大。

3)測量管道的壁厚應不低于具體工程“管道材料等級表”中的要求。

氣動信號管道材質(zhì)選擇：

注：“☆”表示適用； “X”表示不宜使用。

1) 氣動信號管道的管徑，宜選用Φ6 mm×1 mm或Φ8 mm×1 mm。根據(jù)需要也可選用其他規(guī)格。

2) 聚乙烯管及尼龍管（纜）的使用環(huán)境溫度應符合產(chǎn)品的適用溫度范圍。存在火災危險的場所及重要的場合，不宜選用此類材質(zhì)。

3) 生產(chǎn)裝置有防靜電要求時，禁止使用聚乙烯管及尼龍管（纜）。

4)生產(chǎn)裝置內(nèi)設(shè)置接管箱時，從控制室至接管箱，宜選用多芯管纜。管纜的備用芯數(shù)不應少于工作芯數(shù)的10%。從接管箱至調(diào)節(jié)閥或現(xiàn)場儀表的氣動管線，宜選用PVC護套紫銅管或不銹鋼管。

常用物料管道材料選用表(1)

常用物料管道材料選用表（2）

閥門：

閥門是使配管和設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)（液體、氣體、粉末）流動或停止并能控制其流量的裝置。閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動方向，具有導流防止逆流、穩(wěn)壓、截止、調(diào)節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。

按結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)關(guān)閉件相對于閥座移動的方向可分：

1．截門形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動。

2．閘門形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動。

3．旋塞和球形：關(guān)閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn)。

4．旋啟形：關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn)。

5．碟形：關(guān)閉件的圓盤，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)。

6．滑閥形：關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動。

按用途，根據(jù)閥門的不同用途可分：

1．開斷用：用來接通或切斷管路介質(zhì)，如截止閥、閘閥、球閥、蝶閥等。

2．止回用：用來防止介質(zhì)倒流，如止回閥。

3． 調(diào)節(jié)用：用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，如調(diào)節(jié)閥、減壓閥。

4．分配用：用來改變介質(zhì)流向、分配介質(zhì)，如三通旋塞、分配閥、滑閥等。

5．安全閥：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時，用來排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全，如安全閥、事故閥。

6．特殊用途：如疏水閥、放空閥、排污閥等。

按驅(qū)動方式，根據(jù)不同的驅(qū)動方式可分：

1．手動：借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，有人力驅(qū)動，傳動較大力矩時，裝有蝸輪、齒輪等減速裝置。

2．電動：借助電機或其他電氣裝置來驅(qū)動。

3．液動：借助（水、油）來驅(qū)動。

4．氣動：借助壓縮空氣來驅(qū)動。

按壓力，根據(jù)閥門的公稱壓力可分：

1．真空閥：絕對壓力<0.1Mpa即760mm汞柱高的閥門，通常用mm 汞柱或mm水柱表示壓力。

2．低壓閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa的閥門（包括PN≤1.6MPa的鋼閥）

3．中壓閥：公稱壓力PN2.5—6.4MPa的閥門。

4．高壓閥：公稱壓力PN10.0—80.0MPa的閥門。

5．超高壓閥：公稱壓力PN≥100.0MPa的閥門。

按介質(zhì)的溫度分，根據(jù)閥門工作時的介質(zhì)溫度可分：

1．普通閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃閥門。

2．高溫閥門：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃閥門。

3．耐熱閥門：適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門。

4．低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～-150℃閥門。

5．超低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃以下閥門。

按公稱通徑分，根據(jù)閥門的公稱通徑可分：

1．小口徑閥門：公稱通徑DN<40mm的閥門。

2．中口徑閥門：公稱通徑DN50~300mm的閥門。

3．大口徑閥門：公稱通徑DN350~1200mm的閥門。

4．特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門。

按與管道連接方式分，根據(jù)閥門與管道連接方式可分；

1．法蘭連接閥門：閥體帶有法蘭，與管道采用法蘭連接的閥門。

2．螺紋連接閥門：閥體帶有內(nèi)螺紋或外螺紋，與管道采用螺紋連接的閥門。

3．焊接連接閥門：閥體帶有焊口，與管道采用焊接連接的閥門。

4．夾箍連接閥門：閥體上帶有夾口，與管道采用夾箍連接的閥門。

5．卡套連接閥門：采用卡套與管道連接的閥門。

關(guān)閉件和閥座密封面的工作條件：

由于閥門用途十分廣泛，因此閥門密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓，溫度可以從-269℃到816℃，有些工作溫度可達1200℃，工作介質(zhì)從非腐蝕介質(zhì)到各種酸堿等強腐蝕性介質(zhì)。從密封面的受力情況來看，它受擠壓和剪切。從磨擦學的角度來看，有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此，應該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應的密封面材料。

閥體、閥蓋和閥板（閥瓣）的材料：

閥體、閥蓋和閥板（閥瓣）是閥門主要零件之一，直接承受介質(zhì)壓力，所用材料必須符合“閥門的壓力與溫度等級”的規(guī)定。常用材料有下面幾種：

一、灰鑄鐵：灰鑄鐵適用于公稱壓力PN≤1.0MPa，溫度為－10℃～200℃的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質(zhì)。灰鑄鐵常用牌號為：HT200、HT250、HT300、HT350。

二、可鍛鑄鐵：適用于公稱壓力PN≤2.5MPa，溫度為－30～300℃的水、蒸汽、空氣及油品介質(zhì)，常用牌號有：TH300—06、KTH330—08、KTH350—10。

三、球墨鑄鐵：適用于PN≤4.0MPa，溫度為－30～350℃的水、蒸汽、空氣及油品等介質(zhì)。

常用牌號有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。鑒于目前國內(nèi)工藝水平，根據(jù)經(jīng)驗，建議PN≤2.5MPa，閥門還是采用鋼制閥門為安全。

四、耐酸高硅球墨鑄鐵：適用于公稱壓力PN≤0.25MPa，溫度低于120℃的腐蝕性介質(zhì)。

五、碳素鋼：適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為－30～425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號有WC1、WCB、ZG25 及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30 及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。

六、銅合金：適用于PN≤2.5MPa 的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質(zhì)，以及溫度－40～250℃的蒸汽介質(zhì)，常用牌號為ZGnSn10Zn2(錫青銅），H62、Hpb59—1（黃銅）、QAZ19—2、QA19—4(鋁青銅)。

七、高溫銅：適用于公稱壓力PN≤17.0MPA、溫度≤570℃的蒸汽及石油產(chǎn)品。常用牌號有ZGCr5Mo,1Cr5M0.ZG20CrMoV,ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌號。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定。

八、低溫鋼，適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯，丙烯，液態(tài)天然氣，液氮等介質(zhì)，常用牌號）有ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni9；

九、不銹耐酸鋼，適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa 、溫度≤200℃硝酸，醋酸等介質(zhì)，常用牌號有ZG0Cr18Ni9T、ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>。

密封面材料：

密封面是閥門最關(guān)鍵工作面，密封面質(zhì)量的好壞關(guān)系到閥門使用壽命，通常密封面材料要考慮耐腐蝕，耐擦傷，耐沖蝕，抗氧化等因素。

通常分兩大類：

（一）軟質(zhì)材料

1、橡膠（包括丁睛橡膠，氟橡膠等）

2、塑料（聚四氟乙烯，尼龍等）

（二）硬密封材料

1、銅合金（用于低壓閥門）

2、鉻不銹鋼（用于普通高中壓閥門）

3、司太立合金（用于高溫高壓閥門及強腐蝕閥門）

4、鎳基合金（用于腐蝕性介質(zhì)）

閥桿材料：

常用的閥桿材料有以下幾種。

一、碳素鋼：

用于低壓和介質(zhì)溫度不超過300℃的水、蒸汽介質(zhì)時，一般選用A5 普通碳素鋼。

用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽介質(zhì)時，一般選用35 優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

二、合金鋼：

用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時，一般選用40Cr（鉻鋼）。

用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時，可選用38CrMoALA 滲氮鋼。

用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570℃的蒸汽介質(zhì)時，一般選用25Cr2MoVA 鉻鉬釩鋼。

三、不銹耐酸鋼

用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過450℃的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì)，可選用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 鉻不銹鋼。

用于腐蝕性介質(zhì)時，可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo 沉淀硬化鋼。

四、耐熱鋼

用于介質(zhì)溫度不超過600℃的高溫閥門時可選用4Cr10Si2Mo 馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo 奧氏體型耐熱鋼。

閥桿螺母材料：

閥桿螺母在閥門開啟和關(guān)閉過程中，直接承受閥桿軸向力，因此必須具備一定的強度。同時它與閥桿是螺紋傳動，要求摩擦系數(shù)小，不生銹和避免咬死現(xiàn)象。

一、銅合金

銅合金的摩擦系數(shù)較小，不生銹，是目前普遍采用的材料之一。對于Pg<1.6Mpa 的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2 鑄黃銅。對于Pg16-6.4Mpa 的中壓閥門可采用ZQAL9-4 無錫青銅。對于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2 鑄黃銅。

二、鋼

當工作條件不允許采用銅合金時，可選用35、40 等優(yōu)質(zhì)炭素鋼，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2 等不銹耐酸鋼。工作條件不允許指下列情況。

1、用于電動閥門上，帶有瓜形離合器的閥桿螺母，需要進行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。

2、工作介質(zhì)或周圍環(huán)境不適合選用銅合金時，如對銅有腐蝕的氨介質(zhì)。

選用鋼制閥桿螺母時，要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。

常用的內(nèi)件材料組合：

表中13Cr表示Cr13系不銹鋼，如1Cr13、2Cr13等。

STL即STELLITE（硬質(zhì)合金如鈷基硬質(zhì)合金等）。

Monel即蒙耐爾合金，Hastelloy即哈氏合金。Inconel即因科鎳爾合金。

用斜杠分開的兩種材料，閥座密封面材料可選用兩種材料之一，閘板（閥瓣）密封面材料為另一種。

緊固件材料：

緊固件主要包括螺栓、雙頭螺栓和螺母。緊固件在閥門上直接承受壓力，對防止介質(zhì)

外流起關(guān)重要作用，因此選用的材料必須保證在使用溫度下有足夠的強度與沖擊韌性。

根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選擇緊固件材料時可按下表選擇：

用于調(diào)節(jié)閥高溫螺栓：

工作溫度在350℃以上的螺栓應選擇使用耐熱鋼。調(diào)節(jié)閥螺栓用鋼中的耐熱鋼主要有：低合金珠光體耐熱鋼、高鉻馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵鎳基和鎳基合金耐熱鋼。

馬氏體不銹鋼：含鉻量在12%~17%的馬氏體不銹鋼螺栓具有較好的抗松馳性能，較高的持久塑性和較低的缺口敏感性。材料的韌性和熱強性較好外，還具有良好的減振性能和較小的線膨脹系數(shù)，能抗大氣和海水環(huán)境腐蝕。馬氏體不銹鋼螺栓適用于沖擊載荷和腐蝕介質(zhì)的環(huán)境條件。在最高工作溫度不超過600℃時，其強度雖然低于奧氏體不銹鋼，但仍有相當?shù)膹姸?。但馬氏體不銹鋼的低溫性能較差。在低于0℃以下的環(huán)境中，材料的韌性會喪失，存在冷脆現(xiàn)象。

低合金的珠光體耐熱鋼可以在較高的溫度下使用。一般工作溫度低于480℃的螺栓可以選擇鉻鉬鋼，而工作溫度在540℃以下則宜使用鉻鉬釩鋼。

這兩類材料在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下短期使用性能較好，在正火回火狀態(tài)下長期使用具有較好的抗松馳性能。鉻鉬釩鋼經(jīng)正火回火后室溫沖擊韌性較低，在540℃時有持久缺口敏感性，持久強度降低。

馬氏體不銹鋼：含鉻量在12%~17%的馬氏體不銹鋼螺栓具有較好的抗松馳性能，較高的持久塑性和較低的缺口敏感性。材料的韌性和熱強性較好外，還具有良好的減振性能和較小的線膨脹系數(shù)，能抗大氣和海水環(huán)境腐蝕。馬氏體不銹鋼螺栓適用于沖擊載荷和腐蝕介質(zhì)的環(huán)境條件。在最高工作溫度不超過600℃時，其強度雖然低于奧氏體不銹鋼，但仍有相當?shù)膹姸?。但馬氏體不銹鋼的低溫性能較差。在低于0℃以下的環(huán)境中，材料的韌性會喪失，存在冷脆現(xiàn)象。

奧氏體不銹鋼：奧氏體18-8不銹鋼螺栓具有良好的抗全面腐蝕性能和高溫力學性能，能在600℃的高溫下使用。且具有良好的低溫性能，在較低的溫度下仍能保持相當?shù)膹姸?。但其缺點是材料的屈服強度較低，且不能通過熱處理改善其力學性能。而奧氏體沉淀硬化不銹鋼是在熱處理過程中，通過時效處理產(chǎn)生沉淀硬化，析出彌散分布的碳化物和金屬間的化合物，從而提高強度，同時仍保持原不銹鋼原來良好的耐腐蝕性和抗氧化性，這種螺栓在650℃以下使用抗松馳性能較穩(wěn)定，但其合金含量較高，熱處理工藝較復雜，材料的價格較昂貴。

鐵鎳基和鎳基合金：工作溫度在570℃以上的螺栓可以選擇鐵鎳基或鎳基合金?？刂崎y這類材料一般含鈷，具有特別好的高溫性能。如美國的waspalog鎳基合金，可在760℃以下工作；M252鎳基合金可用至840℃，Cr14Ni25Mo鐵鎳基合金也可使用至650℃；我國生產(chǎn)的高溫合金也可用作高溫螺栓用鋼。

填料：

在閥門上填料是用來充填閥蓋填料室空間，以防止介質(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。

填料可分為軟質(zhì)填料及硬質(zhì)填料兩種：

1）軟質(zhì)填料：系由植物質(zhì)，即大麻、亞麻、棉、黃麻等，或由礦物質(zhì)，即石棉纖維，或由石棉纖維內(nèi)夾金屬絲和外涂石墨粉等編織的線繩，也有壓成的成型的填料，以及柔性石墨填料材料。植物質(zhì)填料較便宜，常用于100℃以下的低壓閥門；礦物質(zhì)填料可用于450-500℃的閥門。近年來使用橡膠O型圈做填料的結(jié)構(gòu)在逐步推廣，但介質(zhì)溫度一般限制在60℃以下。高溫高壓閥門上的填料也有采用純石棉加片狀石墨粉壓緊而成的。

2）硬質(zhì)填料：即由金屬或金屬與石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯壓合燒結(jié)而成型填料，金屬填料使用較少。

選擇填料要根據(jù)介質(zhì)、溫度和壓力來選擇，常用的材料有以下幾種：

1）油浸石棉繩，可按下表選擇。

注：形狀代號F 表示方的，穿心或一至多層編結(jié)；Y 表示圓的，中間是一扭制芯子，外邊是一至多層編結(jié)；N 表示扭制的。

2）橡膠石棉繩：

3）石墨石棉繩：石棉繩上涂有石墨粉，可用溫度450℃以上，壓力可以達到16Mpa，一般適用于高壓蒸汽上。近后來又逐步采用了壓成人字型填料，單圈放置，密封性好。

4）聚四氟乙烯：這是一種目前使用較廣的一種填料。特別適用腐蝕性介質(zhì)上，但溫度不得起過200℃。一般采用壓制或棒料車制而成。

墊片材料：

墊片是用來充填兩個結(jié)合面（如閥體和閥蓋之間密封面）間所有凹凸不平處，以防止介質(zhì)從結(jié)合面間泄漏。

對墊片的要求：墊片材料在工作溫度下具有一定的彈性和塑性以及足夠的強度，以保證密封。同時要具有良好的耐腐蝕性。

墊片可分為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種，軟質(zhì)一般為非金屬材料，如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板，聚四氟乙烯等。硬質(zhì)一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。

墊片的形狀有很多，有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。

金屬墊片的材料一般用08、10、20 優(yōu)質(zhì)碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9 不銹鋼，加工精度和表面光潔度要求較高，適用于高溫高壓閥門。

非金屬墊片材料一般塑性較好，用不大的壓力就能達到密封。適用于低溫低壓閥門。

金屬材料耐腐蝕性的10級標準：

相關(guān)知識：

不銹鋼命名方式：

鋼號中碳含量以千分之幾表示。

例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為2‰；若鋼中含碳量≤0.3‰或≤0.8‰者，鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2（C≤0.3‰Cr17%Ni14%Mo2%）、0Cr18Ni9（C≤0.8‰Cr18%Ni9%） 等。

2）鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4~0.6%，后者為0.9~1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%…… 時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4…… 等。例如18Cr2Ni4WA。

3）鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含 量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB 鋼中。釩為0.07~0.12%，硼為0.001~0.005%。

奧氏體不銹鋼：

奧氏體不銹鋼是指在常溫下具有“奧氏體組織”（碳在鐵中的固溶體 特性：呈體型立方晶體）的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。

304不銹鋼：

304型：廣泛使用的材料。

能經(jīng)受一般的銹蝕，可抵抗加工介質(zhì)浸蝕（但含有濃酸和氯化物成分的高溫狀態(tài)可能出現(xiàn)腐蝕），

能抵抗有 機化合物、染料和廣泛的 各種各樣的無機化合物。

304L型（低碳），耐硝酸性好并耐中等溫度和濃度的硫酸， 廣泛地用作液態(tài)氣體貯罐，用作低溫設(shè)備（304N）、器具其它消費產(chǎn)品，廚房設(shè)備、醫(yī) 院設(shè)備、運輸工具、廢水處理裝置。

316不銹鋼：

316型：比304型含有稍多的鎳，并含有2%─3%的鉬，耐蝕性比304型好，特別是在傾向于引起點腐蝕的氯化物介質(zhì)中。316型已發(fā)展用作亞硫酸鹽紙漿機，因為它耐用硫酸化合物。而且，它的用途已擴大到在加工工業(yè)中處理很多化學制品。

317型：含有3%—4%的鉬。

低溫鋼：

一般低溫指小于-29～-196℃范圍內(nèi)，小于-196～-269℃為超低溫范圍。石化企業(yè)規(guī)定低于-20℃就算低溫。一般碳素鋼、低合金鋼、鐵素體鋼在低溫下韌性急劇下降，脆性上升，這種現(xiàn)象稱材料的冷脆現(xiàn)象。為了保證材料的使用性能，不僅要求材料在常溫時有足夠的強度、韌性、加工性能以及良好的焊接性能，而且要求材料在低溫下也具有抗脆化的能力。另外材料在低溫時會發(fā)生收縮，各個零件收縮率不同是致使某些密封部位發(fā)生泄漏的原因。此外，奧氏體不銹鋼在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度時，部分奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體而引起體積變化導致閥門泄漏也是一個重要原因。因此，要研究閥門各部位零件的材料、結(jié)構(gòu)特點以防止低溫時產(chǎn)生間隙而泄漏。

各種元素對不銹鋼的性能和組織的影響和作用：

鉻在不銹鋼中的決定作用：決定不銹鋼性屬的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后，促使其內(nèi)部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。

鎳是優(yōu)良的耐腐蝕材料，也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達到24％；而只有含鎳27％時才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。 基于上面的情況可知，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。

錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳

鉻鎳奧氏體鋼的優(yōu)點雖然很多，但近幾十年來由于鎳基耐熱合金與含鎳20％以下的熱強鋼的大量發(fā)展與應用，以及化學工業(yè)日益發(fā)展對不銹鋼的需要量越來越大，而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數(shù)地區(qū)，因此在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不銹鋼與許多其他合金領(lǐng)域（如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等）中，特別是鎳 的資源比較缺乏的國家，廣泛地開展了節(jié)鎳和以其他元素代鎳的科學研究與生產(chǎn)實踐，在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。

錳對于奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些，錳的作用不在于形成奧氏體，而是在于它降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時增加奧氏體的穩(wěn)定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。

鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。

鉬和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。

灰鑄鐵：

灰鑄鐵 灰鑄鐵碳量較高（為2.7%~4.0%）

可鍛鑄鐵 由一定化學成分的鐵液澆注成白口坯件，再經(jīng)退火而成的鑄鐵，有較高的強度、塑性和沖擊韌度，可以部分代替碳鋼?？慑戣T鐵的牌號是由“KTH”（“可鐵黑”三字漢語拼音字首）或“KTZ”（“可鐵珠”三字漢語拼音字首）后附最低抗拉強度值（MPa）和最低斷后伸長率的百分數(shù)表示。例如牌號KTH 350—10表示最低抗拉強度為350 MPa、最低斷后伸長率為10%的黑心可鍛鑄鐵，即鐵素體可鍛鑄鐵；KTZ 650—02表示最低抗拉強度為650 MPa、最低斷后伸長率為2%的珠光體可鍛鑄鐵。

碳素鋼：

含碳量小于1.35%，除鐵、碳和限量以內(nèi)的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)外，不含其他合金元素的鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬 ，用量最大。適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn碳素鋼按化學成分（即以含碳量）可分為低碳鋼（含碳量從0.10%至0.30% ）、中碳鋼（碳量0.25%～0.60%）和高碳鋼（含碳量從0.60%至1.70%，可以淬硬和回火）。

蒙乃爾合金又稱鎳合金，是一種以金屬鎳為基體添加銅、鐵、錳等其它元素而成的合金。蒙乃爾合金耐腐蝕性好，呈銀白色。

哈氏合金是鎳基合金的一種，目前主要分為B、C、G三個系列，它主要用于鐵基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不銹鋼、非金屬材料等無法使用的強腐蝕性介質(zhì)場合。

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。

生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金，工業(yè)生鐵含碳量一般在2.5%--4%，并含C、SI、Mn、S、P等元素，是 用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品。

奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。

馬氏體不銹鋼主要為鉻含量在12%-18%范圍內(nèi)的低碳或高碳鋼。各國廣泛應用的馬氏體不銹鋼鋼種有如下3類：

1.低碳及中碳13%Cr鋼

2.高碳的18%Cr鋼

3.低碳含鎳（約2%）的17%Cr鋼

馬氏體不銹鋼具備高強度和耐蝕性，可以用來制造機器零件如蒸汽渦輪的葉片（1Cr13）、蒸汽裝備的軸和拉桿（2Cr13），以及在腐蝕介質(zhì)中工作的零件如活門、螺栓等（4Cr13）。碳含量較高的鋼號（4Cr13、9Cr18）則適用于制造醫(yī)療器械、餐刀、測量用具、彈簧等。

珠光體耐熱鋼

基體為珠光體或貝氏體組織的低合金耐熱鋼。主要有鉻鉬和鉻鉬釩系列，后來又發(fā)展了多元(如鉻、鎢、鉬、釩、鈦、硼等)復合合金化的鋼種，鋼的持久強度和使用溫度逐漸提高。

一般合金元素總量最多為5％左右，其組織除珠光體外，也包括貝氏體鋼。這類鋼在450～620℃有良好的高溫蠕變強度及工藝性能，且導熱性好，膨脹系數(shù)小，價格較低，廣泛用于制作450～620℃范圍內(nèi)各種耐熱結(jié)構(gòu)材料。如電站用鍋爐鋼管，汽輪機葉輪、轉(zhuǎn)子、緊固件、煉油及化工用的高壓容器、廢熱鍋爐、加熱爐管及熱交換器管等。

鎳基合金是指在650～1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。

鎳基合金的代表材料有：

1，Incoloy合金，如Incoloy800，主要成分為；32Ni-21Cr-Ti,Al；屬于耐熱合金；

2，Inconel合金，如Inconel600，主要成分是；73Ni-15Cr-Ti,Al；屬于耐熱合金；

3，Hastelloy合金，即哈氏合金，如哈氏C-276，主要成分為；56Ni-16Cr-16Mo-4W；屬于耐蝕合金；

4，Monel合金，即蒙乃爾合金，比如說蒙乃爾400，主要成分是；65Ni-34Cu；屬于耐蝕合金；

司太立合金（Stellite）是一種能耐各種類型磨損和腐蝕以及高溫氧化的硬質(zhì)合金。即通常所說的鈷鉻鎢（鉬）合金或鈷基合金，司太立合金由美國人Elwood Hayness于1907年發(fā)明。司太立合金是以鈷作為主要成分，含有相當數(shù)量的鎳、鉻、鎢和少量的鉬、鈮、鉭、鈦、鑭等合金元素，偶而也還含有鐵的一類合金。根據(jù)合金中成分不同，它們可以制成焊絲，粉末用于硬面堆焊，熱噴涂、噴焊等工藝，也可以制成鑄鍛件和粉末冶金件。

本文來源于互聯(lián)網(wǎng)，部分取材于《儀表管道和閥門》，作者：陳玉國。暖通南社整理編輯。

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