Das üblicherweise verwendete Material für Ventilkörper

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Erfüllt den vorhergehenden Text, das übliche Material für Ventilkörper umfasst Kohlenstoffstahl, niedrigtemperaturbeständigen Kohlenstoffstahl, legierten Stahl, austenitischen Edelstahl, gegossene Kupferlegierungen, Titanlegierungen, Aluminiumlegierungen usw., wobei Kohlenstoffstahl das am häufigsten verwendete Körpermaterial ist. Heute werden wir hier die am häufigsten verwendeten Materialien für Ventilkörper zusammenstellen.

Ventilkörpermaterial Normen Temperatur /℃ Druck /MPa Mittel
Grauguss -15～200 ≤1,6 Wasser, Gas,

 
Schwarzer Temperguss -15～300 ≤2,5 Wasser, Meerwasser, Gas, Ammoniak

 
Sphäroguss -30～350 ≤4,0 Wasser, Meerwasser, Gas, Luft, Dampf

 
Kohlenstoffstahl (WCA, WCB, WCC) ASTM A216 -29～425 ≤32,0 Nicht korrosive Anwendungen, einschließlich Wasser, Öl und Gas
Niedrigtemperatur-Kohlenstoffstahl (LCB, LCC) ASTM A352 -46～345 ≤32,0 Anwendung bei niedrigen Temperaturen
Legierter Stahl (WC6, WC9)

(C5, C12)

 ASTM A217 -29～595

-29～650

 Hoher Druck Nicht korrosives Medium /

Korrosives Medium
Austenitischem Edelstahl ASTM A351 -196～600 Korrosives Medium
Monel-Legierung ASTM A494 400 Flusssäurehaltiges Medium
Hastelloy ASTM A494 649 Stark korrosive Medien wie verdünnte Schwefelsäure
Titanlegierung Eine Vielzahl hochkorrosiver Medien
Kupfergusslegierung -273～200 Sauerstoff, Meerwasser
Kunststoffe und Keramik ～60 ≤1,6 Korrosives Medium

 

Produktcodes Material Normen Anwendungen Temperatur
WCB Kohlenstoffstahl ASTM A216 Nicht korrosive Anwendungen, einschließlich Wasser, Öl und Gas -29℃～+425℃
LCB Niedrigtemperaturstahl ASTM A352 Anwendung bei niedrigen Temperaturen -46℃～+345℃
LC3 3.5%Ni-Stahl ASTM A352 Anwendung bei niedrigen Temperaturen -101℃～+340℃
WC6 1.25%Cr0.5%Mo Stahl ASTM A217 Nicht korrosive Anwendungen, einschließlich Wasser, Öl und Gas -30℃～+593℃
WC9 2,25 Cr
C5 5%Cr 0,5%Mo ASTM A217 Milde oder nicht korrosive Anwendungen -30℃～+649℃
12. Jahrhundert 9%Cr 1%Mo
CA15(4) 12%Cr-Stahl ASTM A217 Korrosive Anwendungen +704℃
CA6NM(4) 12%Cr-Stahl ASTM A487 Korrosive Anwendungen -30℃～+482℃
CF8M 316SS ASTM A351 Korrosive, ultra-niedrige oder hohe Temperaturen, nicht korrosive Anwendungen -268 °C bis +649 °C, über 425 °C oder der angegebene Kohlenstoffgehalt beträgt 0,041 TP3T oder mehr
CF8C 347SS ASTM A351 Hochtemperatur- und korrosive Anwendungen -268℃ bis +649℃, 540℃ darüber oder der angegebene Kohlenstoffgehalt beträgt 0,04% oder darüber
CF8 304SS ASTM A351 Korrosive, ultra-niedrige oder hohe Temperaturen, nicht korrosive Anwendungen -268℃ bis +649℃, 425℃ darüber oder der angegebene Kohlenstoffgehalt beträgt 0,04% oder darüber
CF3 304LSS ASTM A351 Korrosive oder nicht korrosive Anwendungen +425℃
CF3M 316LSS ASTM A351 Korrosive oder nicht korrosive Anwendungen +454℃
CN7M Legierungsstahl ASTM A351 Gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber heißer Schwefelsäure +425℃
M35-1 Monel ASTM A494 Schweißbare Qualität, gute Beständigkeit gegen organische Säure und Salzwasserkorrosion.

Höchste Korrosionsbeständigkeit in alkalischen Lösungen

 +400℃
N7M Hastelloy B ASTM A494 Geeignet für verschiedene Konzentrationen und Temperaturen von Flusssäure, gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber Schwefelsäure und Phosphorsäure +649℃
CW6M Hastelloy C ASTM A494 Bei hohen Temperaturen weist es eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Ameisensäure, Phosphorsäure, schwefliger Säure und Schwefelsäure auf. +649℃
CY40 Inconel ASTM A494 Funktioniert gut bei Hochtemperaturanwendungen und weist eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber hochkorrosiven Flüssigkeitsmedien auf

 

Als voll ausgestatteter Hersteller und Händler von Industrieventilen bietet PERFECT ein komplettes Sortiment an Ventilen zum Verkauf an, das an verschiedene Branchen geliefert wird. Verfügbare Ventilkörpermaterialien umfassen Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Titanlegierungen, Kupferlegierungen usw. Wir sorgen dafür, dass Sie das Material für Ihren Ventilbedarf leicht finden.

 

Leckageklasse des Regelventilsitzes

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In früheren Artikeln stellen wir vor:Was verursachte das Leck des Ventils" Und "Die Leckratennormen des Industrieventils“, werden wir heute hier weiter über die Ventilleckageklasse und -klassifizierung sprechen.

ANSI FCI 70-2 ist ein Industriestandard für Leckagen an Steuerventilsitzen. Er spezifiziert sechs Leckageklassen (Klasse I, II, III, IV, V, VI) für Steuerventile und definiert das Testverfahren. Er ersetzt ANSI B16.104. Am häufigsten werden KLASSE I, KLASSE IV und KLASSE VI verwendet. Metallelastische Dichtungen oder Metalldichtungen sollten bei der Konstruktion entsprechend den Eigenschaften des Mediums und der Öffnungsfrequenz des Ventils ausgewählt werden. Die Güteklassen für Ventildichtungen mit Metallsitz sollten im Auftragsvertrag festgelegt werden. Die Güteklassen I, Ⅱ und Ⅲ werden weniger verwendet, wenn ein niedrigeres Niveau gefordert wird. Wählen Sie im Allgemeinen mindestens Ⅳ und V oder Ⅵ für höhere Anforderungen.

 

Klassifizierungen von Steuerventilsitzen (ANSI/FCI 70-2 und IEC 60534-4)

Leckageklasse Maximal zulässige Leckage Testmedium Prüfungsangst Testbewertungsverfahren Ventiltyp
Klasse I / / / Kein Test erforderlich Ventile mit Metall- oder Weichsitz
Klasse II 0,51 TP3T Nennkapazität Luft oder Wasser bei 50–125 F (10–52 °C) 3,5 bar, Betriebsdifferenz je nachdem, welcher Wert niedriger ist Niedrigerer Wert von 45 bis 60 psig oder maximale Betriebsdifferenz Handelsübliche Doppelsitz-Regelventile oder balancierte Einsitz- Regelventile mit Kolbenringdichtung und Metall-Metall-Sitzen.
Klasse III 0,11 TP3T Nennkapazität Wie oben Wie oben Wie oben Wie Klasse II, jedoch höhere Sitz- und Dichtungsdichtheit.
Klasse IV 0,011 TP3T der Nennkapazität Wie oben Wie oben Wie oben Handelsübliche, nicht ausgeglichene Einsitz-Steuerventile und ausgeglichene Einsitz-Steuerventile mit besonders dichten Kolbenringen oder anderen Dichtungsmitteln und Metall-Metall-Sitzen.
Klasse V 0,0005 ml Wasser pro Minute pro Zoll Anschlussdurchmesser pro psi Differenz Wasser bei 50-125F (10-52C) Maximaler Betriebsdruckabfall über dem Ventilkegel, darf die ANSI-Gehäusebewertung nicht überschreiten. Der maximale Betriebsdruck über dem Ventilkegel darf die ANSI-Bewertung nicht überschreiten. Metallsitz, unsymmetrische Einsitz-Regelventile oder symmetrische Einsitz-Konstruktionen mit außergewöhnlicher Sitz- und Dichtungsdichtheit
Klasse VI Die in der folgenden Tabelle basierend auf dem Anschlussdurchmesser angegebenen Mengen dürfen nicht überschritten werden. Luft oder Stickstoff bei 50–125 F (10–52 °C) 3,5 bar (50 psig) oder maximaler Nenndifferenzdruck über dem Ventilkegel, je nachdem, welcher Wert niedriger ist. Der maximale Betriebsdruck über dem Ventilkegel darf die ANSI-Bewertung nicht überschreiten. Regelventile mit elastischem Sitz, entweder unausgeglichen oder ausgeglichen, einsitzig, mit O-Ringen oder ähnlichen spaltfreien Dichtungen.

 

 

 

Was hat die Undichtigkeit des Ventils verursacht?

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Ventile sind eine der Hauptquellen für Leckagen im Rohrleitungssystem der petrochemischen Industrie. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass Ventile undicht sind. Die Leckageraten von Ventilen sind eigentlich der Dichtgrad des Ventils. Die Dichtleistung von Ventilen wird als die Dichtteile des Ventils bezeichnet, die verhindern, dass Medien austreten.

Die wichtigsten Dichtungsteile des Ventils umfassen die Kontaktfläche zwischen den Öffnungs- und Schließteilen und dem Sitz, die Passung von Packung und Schaft und Packungskasten sowie die Verbindung zwischen dem Ventilkörper und den Hauben. Ersteres gehört zu internen Leckagen, die sich direkt auf die Fähigkeit des Ventils auswirken, das Medium abzusperren, und auf den normalen Betrieb des Geräts. Die letzten beiden sind externe Leckagen, d. h. Medienleckagen aus dem inneren Ventil. Der durch externe Leckagen verursachte Verlust und die Umweltverschmutzung sind häufig schwerwiegender als die durch interne Leckagen verursachten. Wissen Sie dann, was die Ventilleckage verursacht hat?

Ventilkörper gießen und schmieden

Qualitätsmängel, die beim Gussvorgang entstehen, wie beispielsweise Sandlöcher, Sand- und Schlackenlöcher und Poren, sowie Qualitätsmängel beim Schmieden, wie beispielsweise Risse und Falten, können beide zu Undichtigkeiten im Ventilkörper führen.

Verpackung

Die Abdichtung des Schaftteils erfolgt durch die Packung im Ventil, die dazu dient, das Austreten von Gasen, Flüssigkeiten und anderen Medien zu verhindern. Eine Undichtigkeit am Ventil wird durch eine Verformung der Stopfbuchsenbefestigung, eine unsachgemäße Befestigung der Packungsschraube, zu wenig Packung, falsches Packungsmaterial und eine unsachgemäße Installationsmethode der Packung während des Installationsprozesses der Packung verursacht.

Siegelring

Falsches oder ungeeignetes Dichtringmaterial, mangelhafte Qualität der Oberflächenschweißung mit dem Körper, lose Gewinde, Schrauben und Druckringe, Dichtringmontage oder Verwendung eines defekten Dichtrings, der beim Drucktest nicht gefunden wurde, was zu einer Ventilleckage führt.

Dichtfläche

Grobes Schleifen der Dichtfläche, Abweichungen bei der Montage von Ventilschaft und Schließteil sowie die Auswahl des Dichtflächenmaterials mit der falschen Qualität führen zu Undichtigkeiten im Kontaktbereich zwischen Dichtfläche und Ventilschaft.

 

Im Allgemeinen wird die äußere Leckage von Ventilen hauptsächlich durch die schlechte Qualität oder unsachgemäße Installation des Gusskörpers, des Flansches und der Dichtung verursacht. Innere Leckage tritt häufig an drei Stellen auf: Öffnungs- und Schließteile und Sitzdichtfläche der Verbindung, Ventilkörper- und Deckelverbindung, Ventil-Geschlossenstellung.

Darüber hinaus können Ventile mit ungeeigneten Ventiltypen, Medientemperatur, Durchfluss, Druck oder Ventilschalter nicht vollständig geschlossen werden, was ebenfalls zu Ventilleckagen führt. Ventilleckagen sind insbesondere bei hohen Temperaturen und Drücken sowie bei brennbaren, explosiven, giftigen oder ätzenden Medien nicht zulässig. Daher muss das Ventil eine zuverlässige Dichtleistung bieten, um die Anforderungen seiner Einsatzbedingungen hinsichtlich Leckagen zu erfüllen.

Wie kann man Ventilkavitation verhindern?

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Die Scheibe und der Sitz sowie andere Teile des Inneren des Regelventils und der Reduzierventil Es treten Reibung, Rillen und andere Defekte auf, die meisten davon werden durch Kavitation verursacht. Kavitation ist der gesamte Vorgang der Ansammlung, Bewegung, Teilung und Beseitigung von Blasen. Wenn die Flüssigkeit durch das teilweise geöffnete Ventil fließt, ist der statische Druck geringer als der Sättigungsdruck der Flüssigkeit im Bereich zunehmender Geschwindigkeit oder nachdem das Ventil geschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Flüssigkeit im Niederdruckbereich zu verdampfen und erzeugt kleine Blasen, die Verunreinigungen in der Flüssigkeit absorbieren. Wenn die Blase durch den Flüssigkeitsstrom wieder in den Bereich höheren statischen Drucks getragen wird, platzt oder explodiert die Blase plötzlich. Dieses hydraulische Strömungsphänomen wird als Ventilkavitation bezeichnet.

Die direkte Ursache für Kavitation ist das Aufblitzen, das durch eine plötzliche Widerstandsänderung verursacht wird. Aufblitzen bezieht sich auf den hohen Druck der gesättigten Flüssigkeit nach der Dekompression in einen Teil des gesättigten Dampfes und der gesättigten Flüssigkeit, Blasen und die Bildung glatter Reibung auf der Oberfläche der Teile.

Wenn die Blasen während der Kavitation platzen, kann der Aufpralldruck bis zu 2000 MPa betragen, was die Ermüdungsbruchgrenze der meisten Metallmaterialien deutlich übersteigt. Blasenplatzen ist die Hauptursache für Lärm. Die dadurch erzeugten Vibrationen können Lärm von bis zu 10 kHz erzeugen. Je mehr Blasen, desto stärker ist der Lärm. Darüber hinaus verringert Kavitation die Tragfähigkeit des Ventils, beschädigt die Innenteile des Ventils und führt zu Undichtigkeiten. Wie kann man das verhindern? Ventil Hohlraumbildung?

 

  • Mehrstufige Druckreduzierung

Die Innenteile sind mehrstufig abgesenkt, d. h. der Druckabfall durch das Ventil wird in mehrere kleinere Teile aufgeteilt, so dass der Druck im Verengungsbereich des Ventils größer als der Dampfdruck ist, um die Bildung von Dampfblasen zu vermeiden und Kavitation auszuschließen.

 

  • Erhöhen Sie die Härte des Materials

Eine der Hauptursachen für Ventilschäden ist, dass die Härte des Materials der Aufprallkraft, die durch das Platzen der Blase entsteht, nicht standhalten kann. Durch Auftragschweißen oder Sprühschweißen einer Stryker-Legierung auf Edelstahlbasis entsteht eine gehärtete Oberfläche. Nach einer Beschädigung kann ein zweites Auftragschweißen oder Sprühschweißen die Lebensdauer des Geräts verlängern und die Wartungskosten senken.

 

  • Poröses Drosseldesign

Durch die spezielle Sitz- und Scheibenstruktur wird der Flüssigkeitsdruck höher als der Sättigungsdampfdruck, wodurch die Konzentration der Injektionsflüssigkeit im Ventil in Wärmeenergie umgewandelt wird und die Bildung von Luftblasen verringert wird.

Andererseits wird durch das Platzen der Blase in der Mitte der Hülse eine Beschädigung direkt an der Oberfläche des Sitzes und der Scheibe vermieden.

 

Wie wählt man ein Ventil für eine Sauerstoffleitung aus?

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Sauerstoff hat typischerweise aktive chemische Eigenschaften. Er ist ein stark oxidierendes und brennbares Mittel und kann sich mit den meisten Elementen zu Oxiden verbinden, außer mit Gold, Silber und Edelgasen wie Helium, Neon, Argon und Krypton. Eine Explosion tritt auf, wenn Sauerstoff in einem bestimmten Verhältnis mit brennbaren Gasen (Acetylen, Wasserstoff, Methan usw.) vermischt wird oder wenn ein Rohrleitungsventil plötzlich auf Feuer stößt. Der Sauerstofffluss im Rohrleitungssystem ändert sich während des Sauerstoffgastransports. Die European Industrial Gas Association (EIGA) hat den Standard IGC Doc 13/12E „Sauerstoff-Pipelines und Rohrleitungssysteme“ entwickelt, der die Sauerstoff-Arbeitsbedingungen in „Aufprall“ und „Nicht-Aufprall“ unterteilt. Der „Aufprall“ ist gefährlich, da dabei leicht Energie freigesetzt wird, die zu Verbrennung und Explosion führt. Das Sauerstoffventil ist ein typischer „Aufprallort“.

Sauerstoffventile sind spezielle Ventile für Sauerstoffleitungen und werden häufig in der Metallurgie, Erdölindustrie, Chemie und anderen Industriezweigen eingesetzt, in denen Sauerstoff verwendet wird. Das Material des Sauerstoffventils ist auf den Betriebsdruck und die Durchflussrate beschränkt, um das Aufeinandertreffen von Partikeln und Verunreinigungen in der Rohrleitung zu verhindern. Daher sollte der Ingenieur bei der Auswahl eines Sauerstoffventils Reibung, statische Elektrizität, Zündung von Nichtmetallen, mögliche Schadstoffe (Oberflächenkorrosion von Kohlenstoffstahl) und andere Faktoren vollständig berücksichtigen.

Warum neigen Sauerstoffventile zum Explodieren?

  • Rost, Staub und Schweißschlacke im Rohr führen durch Reibung mit dem Ventil zu Verbrennungen.

Während des Transports reibt und kollidiert der komprimierte Sauerstoff mit Öl, Eisenoxidschrott oder kleinen Partikeln (Kohlestaub, Kohlenstoffpartikel oder organische Fasern), wodurch eine große Menge an Reibungswärme entsteht, die zur Verbrennung von Rohren und Geräten führt, was von der Art der Verunreinigungen, der Partikelgröße und der Luftströmungsgeschwindigkeit abhängt. Eisenpulver verbrennt leicht mit Sauerstoff, und je feiner die Partikelgröße, desto niedriger der Zündpunkt; je höher die Geschwindigkeit, desto leichter verbrennt es.

  • Adiabatisch komprimierter Sauerstoff kann brennbare Stoffe entzünden.

Materialien mit niedrigem Zündpunkt wie Öl und Gummi im Ventil entzünden sich bei lokal hohen Temperaturen. Das Metall reagiert mit Sauerstoff und diese Oxidationsreaktion wird durch die Erhöhung der Reinheit und des Drucks des Sauerstoffs deutlich verstärkt. Beispielsweise beträgt der Druck vor dem Ventil 15 MPa, die Temperatur 20 °C und der Druck hinter dem Ventil 0,1 MPa. Wird das Ventil schnell geöffnet, kann die Sauerstofftemperatur hinter dem Ventil gemäß der Berechnung der adiabatischen Kompressionsformel 553 °C erreichen, was den Zündpunkt einiger Materialien erreicht oder überschritten hat.

  • Der niedrige Zündpunkt von Brennstoffen in hochdruckreinem Sauerstoff ist der Auslöser für die Verbrennung von Sauerstoffventilen.

Die Intensität der Oxidationsreaktion hängt von der Sauerstoffkonzentration und dem Sauerstoffdruck ab. Die Oxidationsreaktion tritt in reinem Sauerstoff heftig auf und gibt gleichzeitig eine große Menge Wärme ab, sodass das Sauerstoffventil in reinem Sauerstoff unter hohem Druck eine große potenzielle Gefahr darstellt. Tests haben gezeigt, dass die Detonationsenergie des Feuers umgekehrt proportional zum Quadrat des Drucks ist, was eine große Gefahr für das Sauerstoffventil darstellt.

Aufgrund der besonderen Eigenschaften von Sauerstoff müssen Rohre, Ventilarmaturen, Dichtungen und alle Materialien, die in Rohrleitungen mit Sauerstoff in Berührung kommen, vor der Installation gründlich gereinigt, gespült und entfettet werden, um zu verhindern, dass im Herstellungsprozess Eisenschrott, Fett, Staub und sehr kleine Feststoffpartikel entstehen oder zurückbleiben. Wenn sie durch das Ventil in den Sauerstoff gelangen, kann es leicht zu Reibungsverbrennung oder Explosionsgefahr kommen.

Wie wählt man ein für Sauerstoff verwendetes Ventil aus?

Einige Projekte verbieten ausdrücklich Absperrschieber von der Verwendung in Sauerstoffleitungen mit einem Auslegungsdruck von mehr als 0,1 MPa ab. Dies liegt daran, dass die Dichtfläche von Schieberventilen durch Reibung bei der Relativbewegung (d. h. beim Öffnen/Schließen des Ventils) beschädigt wird, was dazu führt, dass kleine „Eisenpulverpartikel“ von der Dichtfläche abfallen und leicht Feuer fangen. In ähnlicher Weise explodiert auch die Sauerstoffleitung eines anderen Ventiltyps in dem Moment, in dem der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Ventils groß ist und das Ventil schnell öffnet.

  • Ventiltyp

Bei dem in der Sauerstoffleitung installierten Ventil handelt es sich im Allgemeinen um ein Absperrventil. Die allgemeine Strömungsrichtung des Ventilmediums ist nach unten gerichtet und nach außen gerichtet, während die Strömungsrichtung beim Sauerstoffventil umgekehrt ist, um eine gute Schaftkraft und ein schnelles Schließen des Ventilkerns sicherzustellen.

  • Ventilmaterial

Ventilkörper: Unter 3 MPa wird die Verwendung von rostfreiem Stahl empfohlen, über 3 MPa wird Inconel 625 oder Monel 400-Legierungsstahl verwendet.

  • Trimmen

(1) Die Innenteile der Armatur müssen mit Inconel 625 behandelt und oberflächengehärtet sein.

(2) Der Werkstoff des Ventilschafts/der Ventilhülse ist Inconel X-750 oder Inconel 718.

(3) Es sollte sich um ein nicht reduzierendes Ventil handeln und derselbe Kaliber wie das Originalrohr haben. Der Ventilkernsitz ist nicht für Hartauftragsschweißen geeignet.

(4) Das Material des Ventildichtrings besteht aus fettfreiem Formgraphit (niedriger Kohlenstoffgehalt).

(5) Für den oberen Ventildeckel wird eine doppelte Dichtung verwendet. Die Dichtung besteht aus hochtemperaturbeständigem, fettfreiem Graphit (468 °C).

(6) Sauerstoff im Fluss von Graten oder Rillen erzeugt Hochgeschwindigkeitsreibung, die zur Ansammlung großer Wärmemengen und möglicherweise zur Explosion von Kohlenstoffverbindungen führt. Die Beschaffenheit der Ventilinnenfläche muss den Anforderungen der ISO 8051-1 Sa2 entsprechen.

 

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