阀门常用材料的摩擦系数
阀门材质及标准
WCB/LCB/LCC/WC6/WC在阀门中是什么材质W, Wrought,铸造；C-Carbon steel碳钢；A，B，C 表示钢种强度值由低到高WCA,WCB,WCC表示的是碳钢，ABC表示强度级别，一般常用WCB。
WCB对应的管道材质应为A106B，对应锻件材质为A105。
WC6是合金钢的铸件，对应管道材质约为A355 P11，锻件为A182 F11；另外还有WC9，耐高温合金钢，对应约为A355 P22，锻件对应A182 F22。
WC可焊性铸件LCB/LCC（ASTM A352）低温碳钢ITCS为进行冲击韧性碳钢; Impact Test C=Carbon S=Steel（A350）Split body 分体式，side entry 侧装（指执行机构）对应的是TOP entry 上装式阀门常用ASTM材料锻、铸件对照表（ASME ）注：1）锻造阀门阀体材质组织致密，不容易有缺陷，结构尺寸不受模具限制，承压性能可靠，多用于高压、氧气工况、小口径或其他小批量的阀门制造上，一般在高温、高压或低温或特殊介质下选择锻件；铸件一般只适用于中低压，多用于标准化的成型阀门的批量生产上。
2）材料A351 CF3M跟A182 F316L区别: 两个标准对应的材质都是316不锈钢。
CF3M 表示铸件，常用作阀门材料。
相对应的锻钢代号是A182 F316L。
ASTM A216 WCB是铸件，其锻件是A105；SS304的铸件是A351-CF8，锻件是A182-F304。
阀门材质选择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。
第一节阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料一、灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力PN≤，温度为-10℃～200℃的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。
5 阀门的受力分析解析
S --阀瓣厚度
DMP --密封面平均直径
C --阀瓣厚度的腐蚀余量
bM --密封面宽度
DMN --密封面内径
求操纵ＤＮ＝100ｍｍ，ＰＮ＝1.6ＭＰａ的截止阀手轮上 的最大轴向力和最大扭矩。介质为水，密封面材料为不锈 钢：１Cr18Ni9Ｔi，阀杆钢2Cr13，阀杆螺母9-4青铜。
7-2 闸阀的受力分析
7-1 截止阀的受力分析
（二）密封面上的总作用力和比压
2.密封面上的总作用力 QMZ QMJ QMF
QMJ －完全关闭时介质作用在阀瓣上的力。 计算式为 QMJ ( DMN bM ) 2 P 4
QMF －密封面上密封力；
bM －阀座密封面宽度； P －介质的压力，计算时取PN； qMF －密封的必须比压；
7-2 闸阀的受力分析
一、闸阀的密封形式
3.双面强制密封
这种形式的密封无论在介质的进口端或出口端， 闸板与阀座密封面之间都是密封的。 密封是由阀杆轴向力来强制地加以保证，当没有 介质时，密封面之间的正压力不得小于介质静压 力与密封力之和。
设计中只在遇到特殊情况时才采用。
7-2 闸阀的受力分析
二、密封面上的总作用力和比压
4
QMJ
( DMN bM ) 2 P
常用阀门材质表
注：1）锻造阀门阀体材质组织致密，不容易有缺陷，结构尺寸不受模具限制，承压性能可靠，多用于高压、氧气工况、小口径或其他小批量的阀门制造上，一般在高温、高压或低温或特殊介质下选择锻件；铸件一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：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。
四、碳素钢（WCA、WCB、WCC）：适用于公称压力PN≤32.0MPa，适用于工作温度在-29~+425℃之间的中、高压阀门，其中16Mn、30Mn 工作温度为-29～595℃，常用来代替ASTM A105.常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
五、低温碳钢（LCB）：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、ZG0Cr18Ni9.六、合金钢（WC6、WC9），适用于工作温度在-29～595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门；WC5、WC9适用于工作温度在-29～650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。
七、奥氏体不锈钢，适用于工作温度在-196～+600℃之间的腐蚀性介质的阀门。
第二节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）第三节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。
各类阀门特点介绍
各类阀门特点介绍一、闸阀：操作执行机构，闸板沿垂直流体方向移动实现启闭功能的阀门，闸阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。
闸阀通过阀座和闸板接触进行密封，通常密封面会堆焊金属材料以增加耐磨性，如堆焊13Cr、STL、不锈钢等。
优点：1.流体阻力小；2.启、闭所需力矩较小；3.可以使用在介质向两方向流动的环网管路上，也就是说介质的流向不受限制；4.全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小；5.形体结构比较简单，制造工艺性较好；6.结构长度比较短。
缺点：1.外形尺寸和开启高度较大，所需安装的空间亦较大；2.在启闭过程中，密封面人相对摩擦，摩损较大，甚至要在高温时容易引起擦伤现象3.一般闸阀都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加了一些困难；4.启闭时间长。
二、蝶阀：蝶阀是蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘,用圆盘式启闭件往复回转90°左右来开启、关闭或调节介质流量的一种阀门。
优点：1.结构简单，体积小，重量轻，耗材省，别用于大口径阀门中；2.启闭迅速，流阻小；3.可用于带悬浮固体颗粒的介质，依据密封面的强度也可用于粉状和颗粒状介质。
可适用于通风除尘管路的双向启闭及调节，广泛用于冶金、轻工、电力、石油化工系统的煤气管道及水道等。
缺点：1.流量调节范围不大，当开启达30%时，流量就将进95%以上。
2.由于蝶阀的结构和密封材料的限制，不宜用于高温、高压的管路系统中。
一般工作温度在300℃以下，PN40以下。
3.密封性能相对于球阀、截止阀较差，故用于密封要求不是很高的地方。
三、球阀：启闭件（球体）由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动实现启闭功能的阀门。
亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V 型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。
而多通球阀（三通、四通）在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。
阀门常用橡胶密封件的材质常见的有哪些种？
流体（气体、液体）的密封是各工业领域所必需的一门通用技术，不仅建筑、石流体（气体、液体）的密封是各工业领域所必需的一门通用技术，不仅建筑、石油化工、船舶、机械制造、能源、交通、环境保护等工业离不开密封技术，航空、航天等尖端工业也与密封技术紧密相关。
密封技术应用的领域十分广泛，凡是涉及流体的储存、运输、能量转换的装置都存在密封问题。
、交通、环境保护等工业离不开密封技术，航空、航天等尖端工业也与密封技术紧密相关。
密封技术应用的领域密封技术的重要性密封失效造成的后果是十分严重的，轻者“跑、冒、滴、漏”造成能源和资源的浪费，重者会使操纵失效，甚至产生火灾、爆炸、环境污染等后果危及人身安全！据初步统计机械设备及武器装备的质量事故中1/3以上是由于密封失效引起的，其中造成严重后果的如：美国挑战号航天飞机推进器O 形密封圈出现故障造成的机毁人亡；俄罗斯联盟号宇宙飞船燃料舱泄露数名宇航员死于非命；我国东方红三号宇航卫星升空后管路泄露无法正常工作。
这就是现在的机械制造企业为什么不惜成本选用优质密封产品的原因。
密封材料的发展随着科学技术的发展，密封结构的工作条件更加苛刻。
由于被密封的流体的温度，压力及腐蚀性大幅度提高，传统的密封材料如毛毡、麻丝、石棉丝、油灰等已不能满足使用要求，其逐渐被橡胶及其它合成材料所代替。
橡胶等合成材料一般为高分子聚合物，在大分子链上带有不同特征的官能团（如：氯、氟、氰基、乙烯基、异氰酸基、羟基、羧基、烷氧基等）成为活性交联点。
在催化剂、硫化剂、或高温、高能射线作用下，大分子由线性结构、支化结构转变成空间网状结构，这个过程称为硫化。
硫化后的橡胶或其他合成材料，大分子失去原有的流动性，称为具有高弹变形的弹性体。
常用的橡胶及合成材料有：天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁胶、丁氰橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。
测定密封材料优劣的性能指标测定密封材料优劣的性能指标1.拉伸性能拉伸性能是密封材料首先要考虑的性能，包括：拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率和扯断永久变形量。
阀门强度计算
目录1. 目的 (4)2. 适用范围 (4)3. 计算项目 (4)4. 中法兰强度计算 (5)5. 闸阀力计算 (17)6. 闸板、阀杆拉断计算 (21)7. 闸板应力计算 (26)8. 压板、活节螺栓强度计算 (28)9. 截止阀力计算 (30)10. 止回阀阀瓣、阀盖厚度计算 (34)11. 自紧密封结构计算 (38)12. 阀体壁厚计算 (47)附录A 参考资料 (48)1．目的为了保证本公司所设计的阀门的统一性和质量。
2．适用范围本公司所设计的闸阀、截止阀、止回阀。
3．计算项目●3．1 闸阀需要计算项目4、5、6、7、8●3．2 截止阀需要计算项目4、8、9●3．3 止回阀需要计算项目4、10●3．4 自紧密封结构设计需要计算项目114．中法兰计算●4．1适用范围该说明4.2～４.4适用于圆形中法兰的计算；4.5适用于椭圆形中法兰的计算●4．2输入参数4．2．1 设计基本参数4．2．1．1 口径（DN）4．2．1．2 压力等级（CLASS）4．2．1．3 阀种（TYPE）4．2．1．4 设计温度（T0）取常温380C。
4．2．1．5 设计压力（P）按ASME B16.34-2004 P27,P29,P48取值如表1。
4．2．1．6法兰许用应力（FQB）按ASME第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表1A，乘以铸件系数0.8WCB 110.4MPa (11.26Kgf/mm2) (P16第8行)LCB 102.4MPa (10.45Kgf/mm2) (P10第29行)CF8M 110.3MPa(11.26Kgf/mm2) (P66第18行)4．2．1．7螺栓许用应力（BQB）按ASME 第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表3，B7 17.6 kgf/mm2. (P384第33行)L7M 14.08 kgf/mm2. (P384第31行)B8 17.6 kgf/mm2. (≤3/4) (P390第29行)14.08 kgf/mm2. (3/4~1) (P390第27行)13.3 kgf/mm2. (1以上) (P390第23行)4．2．1．8 垫片密封压力（Y），按ASME 第Ⅷ卷(2004版)第一册P298表2-5.1,如表2。
阀门设计自动计算公式
阀杆台肩与止推垫间的摩擦力矩
MMJ
MMJ=∏*64*f*(DT+df)2*P
f:摩擦系数
DT:台肩外径或止推垫外径
按材料同前面规定选取 选二者中小者（mm）
18011.04 ～0.472来自96.80.05 45
设计给定
4.1.2固定球阀 总转矩计算
MF MQZ MQZ MQZ1 MQZ1
MQZ2 MQZ2
dF：阀杆直径
P：计算压力
f= 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定
0.05 10 5 40 1.0
（2）对橡胶O型 圈
M d FT=1/2*∏* F2*Z*(0.33+0.92*f0*d0*P)
Z:O型圈个数
设计给定
f0：橡胶对阀杆的摩擦系数
f0=
0.3
d0：O型圈的横截面直径
设计给定 4
MMJ
D=
160
2.1 壁厚的确定
壁厚计算公式：SB=S'B+C S'B:计算厚度，C：腐蚀余量
S’B S’B
P DN [σL] C SB
计算厚度 计算压力
内径 材料许用拉应力
腐烂余量 实际厚度
S’B=1.5P*Dn/2[σL]-P
1.685393
1.0
设计给定
100
设计给定
45
设计手册表3-3
5
设计给定
6.685393
3.1 球体与阀座之 间比压的计算
球体与阀座之间比压的计算
应该满足：qMF<q<[q]
qMF
qMF=1.2P
qMF=
1.2
P
计算压力
1.0
qMF
阀门主要零部件及材料介绍
阀门主要零部件及材料介绍阀门主要零部件介绍,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。
阀门配件包括：执行机构气动执行机构电动执行机构液压执行机构气液执行机构电液执行机构手动执行机构定位器与附件气动阀门定位器电气阀门定位器智能阀门定位器电液伺服器伺服放大器电气转换器过滤减压阀阀位变送器保位阀电磁阀限位开关气动放大器智能模块电液伺服器伺服放大器报警器防爆线圈快速排气阀测试装备及其他阀门配件阀门试验机手柄手轮蜗轮阀体阀芯阀杆阀盖阀门消音器信号发生器毛坯模具螺栓螺母卡箍弹簧膜片填料盘根 O形圈流量汁聚四氟乙烯制品垫片法兰弯头快速接头伸缩器流量计过滤器非标准坚固件机床打标机执行机构、阀门定位器，管道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。
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。
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0.46
0.016
土
0.5(干)
0.3（湿）
-
聚碳酸脂
0.3
0.03
雪橇
雪
0.08(静)
0.06
-
尼龙9(加3%MoS2)
0.57
0.02
石墨
软钢
0.21
-
尼龙9(加30%玻璃纤维)
0.48
0.023
冰
冰
0.3～0.5(静)
0.11(-40℃)
0.025(0℃)
-
尼龙1010(加30%玻璃纤维)
0.12(静)
0.11
-
低密度聚乙烯
0.27(静)
0.26
聚氯乙烯
0.5(静)
0.4
-
高密度聚乙烯
0.18(静)
0.08-0.12
聚偏二氯乙烯
0.9(静)
0.52
-
聚氯乙烯
0.45(静)
0.4
聚苯二甲酸乙二醇酯
0.27(静)
0.20
-
聚偏二氯乙烯
0.68(静)
0.45
聚酰胺（尼龙66）
0.42(静)
-
粉末冶金
0.35～0.55(静)
-
绝缘物
0.26
-
聚四氟乙烯
0.1(静)
0.05
工程
塑料聚四氟乙烯0.04静)0.04-
聚全氟乙丙烯
0.25(静)
0.18
聚三氟氯乙烯
0.43(静)
0.32
-
聚偏二氟乙烯
0.33(静)
0.25
低密度聚乙烯
0.33(静)
0.33
-
聚三氟氯乙烯
0.45(静)
0.33
高密度聚乙烯
0.22
-
黄铜
0.19
0.03
钢
0.3
0.02
青铜
0.15～0.18
0.1～0.15(静)
0.07
夹布胶木
0.26
-
铝
0.17
0.02
硅铝合金
夹布胶木
0.34
-
轴承合金
0.2
0.04
钢纸
0.32
-
夹布胶木
0.22
-
树脂
0.28
-
钢纸
0.22
-
硬橡胶
0.25
-
冰
0.027(静)
0.014
-
石板
0.26
0.19
0.03
麻绳
木材
0.5～0.8(静)
0.5
-
淬火T8钢
0.14
0.02
毛织品
毛织品
0.44
-
硬橡胶
0.25
-
砖
砖
0.6～0.7
-
玻璃
0.25
-
玻璃
玻璃
0.7
-
青铜
夹布胶木
0.23
-
水晶
水晶
0.9
-
钢纸
0.24
-
-
-
-
-
树脂
0.21
-
-
-
-
-
硬橡胶
0.36
-
-
-
-
-
石板
0.33
-
-
-
-
-
绝缘物
0.039
-
铁
0.027
-
尼龙1010(加40%玻璃纤维)
0.07
-
红宝石
红宝石
0.16
-
氯化聚醚
0.35
0.034
淬硬钢
0.25
-
ABS
0.35～0.46
0.018
石棉基材料
钢或铸铁
0.25～0.4
0.08～0.12
玻璃
0.7
-
铸铁
铸铁
0.15
0.15～0.16(静)
0.07～0.12
皮革
钢或铸铁
铜
铜
0.2
-
钢纸
0.3～0.5
0.12～0.17
未淬火的T8钢
0.15
0.03
毛粘
0.22
0.18
淬火的T8钢
0.15
0.03
木材
木材
0.4～0.6(静)0.2(湿)
0.2～0.5
0.1(静)
0.07～0.1
黄铜
黄铜
0.17
0.02
石
0.4(静)
-
钢
0.3
0.02
金属
0.6(干)
0.2(湿)
-
未淬火T8钢
阀门常用材料的摩擦系数
无润滑
有润滑
无润滑
有润滑
钢
钢
0.15(静)
0.1
0.1~0.12(静)
0.05～0.1
铝
未淬火T8钢
0.18
0.03
软钢
0.2
0.1～0.2
淬火T8钢
0.17
0.02
未淬火T8钢
0.15
0.03
黄铜
0.27
0.02
铸铁
0.2～0.3(静)
0.16～0.18
0.05～0.15
青铜
0.35
-
聚苯二甲酸乙二醇酯
0.29(静)
0.28
尼龙
尼龙
0.15～0.25(静)
-
聚酰胺（尼龙66）
0.37(静)
0.34
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯
0.04(静)
-
软钢
铸铁
0.2(静)
0.18
0.05～0.15
橡胶
橡胶
0.5(静)
-
青铜
0.2(静)
0.18
0.07～0.15
石
金属
0.3～0.4(静)
-
45#淬火钢
0.3～0.5
0.12～0.15
金属
0.4～0.6(静)
-
青铜
0.28(静)
0.15～0.21
0.16(静)
0.07～0.15
木料
0.4～0.5(静)
0.03～0.05
-
皮革
0.55
0.28
0.15
0.12
硬木
钢或铸铁
0.2～0.35
0.12～0.16
橡胶
0.8
0.5
软木
0.3～0.5
0.15～0.25
0.26
-
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-
-
-