奧氏體不鏽鋼具有多種(zhǒng)優(yōu)越的性能, 可用於各種不同的領域中, 尤其是優異的(de)低溫韌性使之作為低溫結構材料而被(bèi)廣泛應用在超低溫工程中。目(mù)前,超低溫閥(fá)大多選用奧氏體不鏽鋼閥門製造。
超低溫(wēn)閥門(mén)是低溫工程中不可(kě)缺少的流體管路控製裝置。超低溫閥門的功能與普通閥門基本一致, 也是用於接通或切(qiē)斷管路介質、調節介(jiè)質壓力和流量。目(mù)前, 超低溫閥門有閘閥、截止閥、止回閥(fá)、球閥、蝶閥及節流閥等類型(xíng), 主要用於氣體的液化、分離、輸送和貯存等設備上。使(shǐ)用溫度可達-270 ℃以下。
超低溫閥是在深冷的低(dī)溫範圍內工作的閥門。對其工作溫度的劃界, 目前尚無統一的(de)規定。例如俄羅斯(前蘇聯(lián)) 把在- 272~ - 153 ℃溫度範圍工作的閥門稱為超低溫(wēn)閥門。日本液化石油氣管理法則把工作在(zài)低於- 150 ℃的閥門稱為超低溫閥門。我國目前尚未規定超低溫閥門的溫度界限。
在閥門行業, 趨向以-100 ℃作為超低溫閥門的工(gōng)作溫度上限(xiàn), 也就是(shì)把工作(zuò)溫度低於- 100 ℃的閥門定為超低溫度(dù)閥(fá)門。這是一種按閥門使用材料來進行分界的方法。即當工作溫(wēn)度< 100 ℃時, 閥門的主(zhǔ)體材料選用奧氏(shì)體不鏽鋼(gāng)。
超低溫閥門的工作介質(zhì)不僅溫度低(dī), 而(ér)且(qiě)大部分或有毒, 或易燃易爆, 而且滲(shèn)透(tòu)性強, 因此決定了(le)對超級不(bú)鏽鋼閥門用材的(de)諸多特殊要求。
(1) 良好的耐低溫性超低溫閥不僅要求在設定的溫度下能正常工作, 同時也要保證在(zài)常溫下的工作(zuò)性能。因此, 所選材料既要滿足常溫力學性能, 又要符合使用溫度(dù)下對力學性能的要求。尤其要求材料在超低溫下應具有足夠的韌性以防止低應力下的脆性斷裂。同時要求材料組織穩定, 保證(zhèng)在使用過程(chéng)中不會因相(xiàng)變而引起尺(chǐ)寸變化, 最終導(dǎo)致閥門密封失效。
(2) 與介質相容性超低溫閥門用材應與工作介質相容, 即對介質具有足夠的化學抵抗力, 保證閥門在使用期限內, 與介質(zhì)相接觸材料的化(huà)學及物理性質不會發生顯著(zhe)變化。同時, 閥門用材還應符合低溫介質防爆性的(de)相容條件。
(3) 低的熱導率由於超(chāo)低溫閥的(de)工作溫度很低, 為降低傳熱, 控製熱漏, 閥門除采用特殊結構(設置絕熱裝置) 外, 還應選用熱導率(lǜ)相對低的材料, 以減少熱損失。
(4) 良好的焊接性能鍛焊結構的閥體(tǐ)材料或對焊連接的閥門主體材料, 應考慮(lǜ)材料的焊接性能和在使用溫度下焊縫的可靠性。需熔敷特殊(shū)合(hé)金(如Co - Cr - W 硬質合金) 的密封(fēng)麵時, 還應考慮材料本身堆焊(噴焊) 的可行性。
從以上可以得出結論:銅、鋁合金和奧氏體不鏽鋼等材料, 因沒有低溫脆性(xìng)現(xiàn)象, 故(gù)可作為超低溫閥門用材。雖然(rán)銅、鋁合(hé)金各有一定的優點, 但因強度(dù)低(dī), 一般隻用於低壓及小口徑閥門。而9%鎳鋼雖然可用(yòng)於- 196 ℃工況中, 但由於工(gōng)藝複雜, 一般很少選用。隻有奧氏(shì)體不鏽鋼適宜作為(wéi)各種(zhǒng)規格、不(bú)同壓力等級的超低(dī)溫閥門(mén)用材(cái)料。
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