阀门密封面温度和常用的材质
阀门常用密封件的材质介绍
阀门常用密封件的材质介绍常用密封件的材质介绍流体（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。
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。
拉伸强度是试样拉伸至断裂的最大应力。
定伸应力（定伸模量）是在规定伸长时达到的应力。
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。
阀门材料选用表与温度表
阀门材料文章列表要紧金属材料中外牌号比立表要紧金属材料中外牌号比立表铸碳素钢合金钢铸造不锈钢锻造不锈钢阀门材料选用表以下各种介质的阀门材料选用表，是指阀门应用于各种流体介质时供选择的适用材料，表中的推举阀门材料并非尽对的，因为碳钢、铸铁、不锈钢、蒙乃尔合金、哈氏合金、钛、钴铬合金、沉淀钢等阀门材料的耐腐蚀性与流体的浓度、温度、压力和杂质等因素有关，阀门材料选用表仅供参考。
GB/T12229-2005通用阀门碳素钢铸件技术条件GB/T12229-2005 通用阀门碳素钢铸件技术条件标准了通用阀门、法兰、管件等承压碳素钢铸件〔以下简称铸件〕的技术要求、试验方法和检验规因此等。
铸件用钢应用电弧炉或感应电炉熔炼；所有铸件应按设计图样的要求进行热处理；铸件应是退火、正火或正火加回火的状态供货；铸件必须冷却到低于相变温度后进行热处理。
超低温阀门用奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢是在使用条件下以奥氏体组织或以奥氏体组织为主的不锈钢。
超低温阀门是低温工程中不可缺少的流体管路操纵装置。
超低温阀门的功能与一般阀门根基一致,也是用于接通或切断管路介质、调节介质压力和流量。
目前,超低温阀门有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀及节流阀等类型,要紧用于气体的液化、分开、输送和贮存等设备上。
使用温度可达-270℃以下。
金属材料的机械性能金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能〔或称为力学性能〕。
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的要紧依据。
外加载荷性质不同〔例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等〕，对金属材料要求的机械性能也将不同。
常用的机械性能包括：强度、塑性、硬度、韧性、一次又一次冲击抗力和疲乏极限等。
下面将分不讨论各种机械性能。
阀门材料的选择选择阀门要紧零件的材料，首先应考虑到工作介质的物理性能〔温度、压力〕和化学性能〔腐蚀性〕等。
同时还应了解介质的清洁程度〔有无固体颗粒〕。
除此之外，还要参照国家和使用部门的有关和要求。
阀门密封材料标准
阀门密封材料标准
一、阀门密封面材料标准
国家标准GB/T13927-2008《阀门密封面材料标准》规定了阀门密封面材料的分类、条件、试验方法、标志、包装、运输和存储等方面。
根据标准的规定，阀门密封面材质应具有高温、耐低温、耐腐蚀、耐磨损等特点。
二、密封面材质的种类
1、金属材料
金属材料常用于高压、高温场合的阀门中，主要有不锈钢、铜、铝、钛等材料。
金属密封面耐高温、耐压，但密封性能相对较低，通常需要加密封剂才能满足要求。
2、非金属材料
非金属材料密封面常用于低压、低温场合的阀门中，主要有橡胶、聚四氟乙烯、丁基、聚氨酯等材料。
这些材料具有较好的密封性能，但耐磨性和耐高温性较差。
三、常见密封面材质选择
1、不锈钢密封面
不锈钢密封面具有良好的耐高温性、耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于各类阀门中。
2、聚四氟乙烯密封面
聚四氟乙烯密封面具有优良的耐腐蚀性和耐高温性，适用于化学、医药、食品等行业。
3、橡胶密封面
橡胶密封面具有较好的密封性能和弹性，适用于低压、低温场合的阀门。
蝶阀密封材料品种和适用温度
蝶阀密封材料品种和适用温度作者：来源：密封技术网发布时间：2010-1-25 8:41:22 浏览量：27次材料品种聚四氟乙烯硅橡胶氟橡胶天然橡胶尼龙英语简称 PTFE SI VITON NR PA型号代号 F或XC、JC XD或JD XE或JE X1 N耐最高温度 232℃250℃204℃85℃93℃耐最低温度 -268℃ -70℃ -23℃-20℃ -73℃适用工作温度 -30~+150℃ -70~+150℃ -23~+150℃ -20~+85℃-30~+93℃阀门通常由阀体、阀盖、阀瓣（闸板）、阀座、阀杆、垫片、填料及驱动装置（手轮、齿轮箱或气动、电动装置等）组成。
阀门里的阀体、阀盖的材料为壳体材料（也称主体材料），闸板（阀瓣）、球体、阀座、阀杆、密封座常常称为内件，此外还有紧固件、密封件等。
按壳体/主体材料分类，阀门可分为：1. 金属材料阀门：如碳钢阀门、合金钢阀门、不锈钢阀门、铸铁阀门、钛合金阀门、蒙乃尔阀门、铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门等。
2. 金属阀体衬里阀门：如衬胶阀门、衬氟阀门、衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。
3. 非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃阀门、塑料阀门。
我们将重点介绍金属材料阀门中的碳钢阀门和合金钢阀门。
电动装置 electric actuator用电力驱动启闭或调节阀门的装置。
阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。
由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。
电动装置一般由下列部分组成：专用电动机，特点是过载能力强﹑起动转矩大﹑转动惯量小，短时﹑断续工作。
减速机构，用以减低电动机的输出转速。
行程控制机构，用以调节和准确控制阀门的启闭位置。
转矩限制机构，用以调节转矩(或推力)并使之不超过预定值。
手动﹑电动切换机构，进行手动或电动操作的联锁机构。
开度指示器，用以显示阀门在启闭过程中所处的位置。
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。
阀门的密封材料
阀门的密封材料阀门密封材料是阀门密封的重要组成部分，它担任阀门密封直接接触的面。
那阀门密封材料都有哪些呢，我们知道阀门密封圈材料有金属和非金属两大类。
下面就简单介绍一下各类密封材料的使用条件，以及常用的阀门类型。
1、合成橡胶合成橡胶的耐油、耐温、耐腐蚀等综合性能优于天然橡胶。
一般合成橡胶的使用温度t≤150℃，天然橡胶t≤60℃，橡胶用于公称压力PN≤1MPa的截止阀、闸阀、隔膜阀、蝶阀、止回阀、夹管阀等阀门的密封。
2、尼龙尼龙具有摩擦系数小、耐腐蚀性好等特点。
尼龙多用于温度t≤90℃、公称压力PN≤32MPa的球阀、截止阀等。
3、聚四氟乙烯聚四氟乙烯多用于温度t≤232℃、公称压力PN≤6.4MPa的截止阀、闸阀、球阀等。
4、铸铁铸铁用于温度t≤100℃、公称压力PN≤1.6MPa、煤气和油类用的闸阀、截止阀、旋塞阀等。
5、巴氏合金巴氏合金用于温度t-70~150℃、公称压力PN≤2.5MPa的氨用截止阀。
6、铜合金铜合金常用材料有6-6-3锡青铜和58-2-2锰黄铜等。
铜合金耐磨性好，适用于温度t≤200℃、公称压力PN≤1.6MPa的水和蒸汽中，常用于闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀等。
7、铬不锈钢铬不锈钢常用牌号有2Cr13、3Cr13经调质处理，耐腐蚀性能好。
常用于温度t ≤450℃、公称压力PN≤32MPa的水、蒸汽和石油等介质的阀门上。
8、铬镍钛不锈钢铬镍钛不锈钢常用牌号为1Cr18Ni9ti，其耐腐性、耐冲蚀性和耐热性能较好。
适用于温度t≤600℃、公称压力PN≤6.4MPa的蒸汽、硝酸等介质中，用于截止阀、球阀等。
9、渗氮钢渗氮钢常用牌号是38CrMoAlA，经渗碳处理，具有良好的耐腐蚀性和抗擦伤性。
常用于温度t≤540℃、公称压力PN≤10MPa的电站闸阀。
10、渗硼渗硼由阀体或阀瓣本体材料直接加工出密封面，再进行渗硼表面处理，密封面耐磨性能很好。
用于电站排污阀。
常用材质温度范围
常见的阀门材质选择阀门主要零件的材质，首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学(腐蚀性)等。
同时，还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。
除此之外，还要参照国；使用部门的有关规定和要求。
许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。
但是，正确、合理地选择阀门材料，可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。
阀门的材质，种类繁多，适用于各种不同工况。
现把常用的壳体材质、件材质和密封材质介绍如下。
1 壳体常用的材质1．灰铸铁适用于工作温度在-1 5～200℃之间，公称压力PN≤1．6MPa的低压阀门。
用介质为水、煤气等。
2．黑心可锻铸铁适用于工作温度在-15～300℃之间。
公称压力PN≤2．5MPa的中压阀门。
适用介质为水、海水、煤气、氨等。
3．球墨铸铁适用于工作温度在-30～350℃之间。
公称压力PN≤4．0MPa的中低压阀门。
适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。
4．碳素钢(WCA，WCB，WCC) 适用于工作温度在-29～425℃之间的中高压阀门。
中1 6Mn、30Mn工作温度为-40～450℃之间，常用来替代ASTM A105。
适用介质为饱和召-2：和过热蒸汽。
高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天然气等。
5．低温碳钢(1CB) 适用于工作温度在-46～345℃之间的低温阀门。
6.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C5、C12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。
7.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。
8.蒙乃尔合金主要适用于含氢氟酸介质的阀门中。
9.哈氏合金主要适用于稀硫酸等的强腐蚀性介质的阀门中。
10.钛合金主要适用于各种强腐蚀介质的阀门中。
11.铸造铜合金主要适用于工作温度在-27～200℃之间氧气管路和海水管路用的阀门中。
12.塑料、瓷这两材料都属于非金属材料。
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阀门密封面温度和常用的材质
阀门内件通常是指阀瓣、阀座和阀杆，但在有些情况它也包括其它零件，如衬套、螺栓和螺母等。
（注：‘阀瓣’这一名词，对于大多数型式的阀门，通用名词把它叫关闭件。
但也有例外，如就旋塞阀来说，关闭件叫旋塞。
）阀门的密封面主要是指阀瓣和阀座接触面。
常用的内件材质如表2-21、表2-22。
表2-21 阀门内件常用的材质及使用温度
阀门密封面常用材料及适用介质和允许使用的温度范围如表2-22：
以下给出的是经过短暂的调查，阀门内件使用最频繁的材料。
青铜
使用最广的青铜阀、铸铁阀门和钢阀门的最高工作温度在280℃左右。
适用介质包括蒸汽、水、油、空气和天然气输送管线。
阀瓣和阀门座也可以使用适当牌号的青铜（阀杆用不锈钢）可以适应那些温度极低的介质，如液化气、液态氧和液态氮。
不含锌的青铜，通常是铝青铜。
在特定的情况下也常被应用。
铁
除阀杆用钢制成，阀门的其余全部零件都用铁制作（‘全铁’）。
通常阀瓣和阀体两者都有整体密封面。
‘全铁’阀门对于浓硫酸和碳氢化合物的混合酸介质来说是一种比较经济的选择，并且对于许多其它与工业有关的化学液体如卤水、氨水、酒精、洗涤液和氯化物溶液使用情况也很令人满意。
铬13不锈钢
这种材料广泛地应用于阀杆、阀座密封圈和阀瓣上。
它使用在含有一定比例的润滑剂的介质，具有很高的耐磨、抗擦伤、抗腐蚀和抗冲蚀等特点。
它还有很强的抗氧化能力和抗热硫化润滑油的腐蚀能力。
这种材料在油品和蒸气管线上，工作温度达到600℃的情况下已成功的使用了许多年。
镍合金
‘镍合金’（这里指镍、铜和锡合金的组合），用它做阀门座环；用铬13不锈钢做阀瓣，特别适合于没有润滑剂，腐蚀性相对不大的气体和液体介质。
其它的适用介质包括过热蒸汽和饱和蒸汽、天然气、燃油、汽油和低粘度油。
对于蒸汽来说，工作介质限制在450℃以下，对于其它介质限制在260℃以下。
用组合镍合金做阀座和阀瓣也适合于蒸汽、水和其它介质使用。
奥氏体不锈钢
前面阀体材料里已经介绍过奥氏体不锈钢，以18-8铬一镍为基础的钢材，广泛地用在阀门内件制造上。
无论是在极强的腐蚀还是极高的温度下，或者即强腐蚀又高温下的介质都适用。
特种不锈钢
这些‘20’合金、‘耐热镍铬铁合金825’和‘Carpenter 20cb3’经常被用来做阀门内件。
这些特种不锈钢的内件经常用在普通不锈钢阀门上，而且有时也只在铁阀和钢阀上。
‘蒙乃尔’合金
用这种合金做阀门内件，大多数用在铁阀和钢阀上。
其介质多为海水，盐溶液或蒸汽。
‘哈氏’合金，‘B’和‘C’
这些材料用在阀门内件上的不多，而在整个阀门上经常应用。
然而，介质为硫酸或稀盐酸时，有时用‘哈氏’合金‘B’作为阀门内件材料，而‘哈氏’合金‘C’的典型应用是在专用的氨阀和混合酸介质的阀门内件上。
硬质合金
在阀瓣和阀体座上堆焊一层坚硬的硬质合金，这样就可以使密封面具有很高的耐磨性和抗擦
伤能力。
这种材料尤其适用于介质温度升高和干燥的场合。
密封面的材料通常从钴基和镍基合金中挑选，而且与之相配对的表面通常镀有相似的材料，但要有硬度差，以便在工作中减少擦伤。
然而，相配的两面并不总是都采用堆焊的型式，采用什么型式还要取决于所用硬质合金的性能。
钴基和镍基硬质合金的类似的性能规范可以从一些阀门制造商那里得到。
选择材料时要依靠许多评价因素。
一个重要的因素是所给的材料要能够容易地附着在特定的零件上。
塑料和合成橡胶
塑料和合成橡胶被使用在许多不同种类阀门的以一种型式或另一种型式布置的密封面和阀座上。
应用最广泛的塑料材料是聚四氟乙烯（PTEF）。
在球阀和蝶阀中用它做阀座，在隔膜阀中用它做隔膜表面。
在许多种类的阀门中，聚四氟乙烯被用来做阀杆密封填料。
作为阀座和密封件的材料，聚四氟乙烯是最好的；它几乎能适用所有介质，并且耐磨性很好，而且使用温度可达250℃。
经常使用纯的聚四氟乙烯，但在许多情况下，为了改善它的压缩永久变形的性能，可加入一些化学性质不活泼的填料，如玻璃。
聚四氟乙烯的抗化学腐蚀性质使它成为一种很理想的隔膜材料。
它的刚性和抗疲劳性质也是有用的特性。
在多数使用隔膜的阀中，一层薄的聚四氟乙烯与合成橡胶基底联合使用，聚四氟乙烯与合成橡胶可以是分离的，也可以是粘接的。
在阀门内件中应用合成橡胶大多数是作为‘O’形圈、垫片、阀座和座衬套、隔膜和蝶阀的衬套。
‘O’形圈大量的用在阀杆密封上，最常用的材料是腈橡胶。
碳一氟化合橡胶、乙烯丙基橡胶和硅橡胶，尤其适合在高温下使用。
各种各样的合成橡胶广泛地应用在阀座、衬套、隔膜和导套上。
基本聚合物的化合可以得到更广泛的物理和化学性能。
以下是最常用的合成橡胶。
天然橡胶
丁基橡胶
乙烯丙基橡胶
氯丁橡胶
腈橡胶
苯乙烯—聚丁橡胶
应用塑料和合成橡胶作为阀门内件材料的优点是它具有很好的抗腐蚀性和抗冲蚀性，而且可以达到无漏损密封。
而这些材料的缺点是在使用中工作温度受到所用材料的限制。
此外，给定的材料是否适用还要取决于若干因素。
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