バルブシールに使用できる金属材料は何ですか？

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バルブシールは、バルブの性能を決定する重要な部分です。 シーリング表面材料を選択するときは、腐食、摩擦、フラッシュ、浸食、酸化、電気ショックなどの他の要因を考慮する必要があります。 通常、バルブシールは2つのカテゴリに分類されます。1つはゴム（ブテンゴム、フッ素ゴムなど）、プラスチック（PTFE、ナイロンなど）などのソフトシールです。 もう1つは、主に銅合金（低圧バルブ用）、クロムステンレス鋼（一般および高圧バルブ用）、ステライト合金（高温高圧バルブおよび強腐食バルブ用）、ニッケルベースなどの金属タイプのハードシールです。合金（腐食性媒体用）。 本日は、主にバルブのシール面に使用される金属材料を紹介します。

 

銅合金

銅合金は、優れた耐食性と耐摩耗性を提供し、PN≤1.6MPaの水や蒸気などの流動媒体に適しています。温度は200℃を超えません。 密閉された補助構造は、表面仕上げおよび溶融鋳造法によりバルブ本体に固定されます。 一般的に使用される材料は、鋳造銅合金ZCuAl10Fe3、ZCuZn38Mn2Pb2などです。

 

クロムステンレス鋼

クロムステンレス鋼は優れた耐食性を持ち、通常、水、蒸気、油、および温度が450℃を超えない媒体に使用されます。 Cr13ステンレス鋼のシール面は、主にゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ、安全バルブ、 ハードシールされたボールバルブ WCB、WCC、A105炭素鋼製の密閉型バタフライバルブ。

 

ニッケル基合金

ニッケル基合金は重要な耐食性材料です。 シールカバーの材料として一般的に使用されるのは、モネル合金、ハステロイBおよびCです。モネルは、フッ化水素酸腐食に耐性のある主要な材料であり、温度が-240〜+ 482℃のアルカリ、塩、酸性溶媒媒体に適しています。 ハステロイBおよびCは、バルブのシーリング表面材料に含まれる耐食性材料であり、腐食性鉱酸、硫酸、リン酸、湿ったHClガス、および温度が371℃（14RCの硬度）および塩素の強い酸化媒体に適しています。温度が538℃の遊離酸溶液（23RCの硬度）

 

炭化物

ステライト合金は、優れた耐食性、耐食性、耐摩耗性を備えており、バルブのさまざまな用途に適しており、さまざまな腐食媒体で268〜 + 650℃で、主に極低温バルブで使用される理想的なシール表面材料の一種です（ --46℃-254℃）、高温バルブ（バルブ作動温度425℃>、WC6、WC9、ZGCr5Moのボディ材質）バルブの耐摩耗性（バルブの耐摩耗性と耐食性の異なる作動温度レベルを含む）、耐硫黄性、高圧弁等。表面処理用ステライト合金の価格が高いため、石炭化学ガス製造に使用される黒水系やモルタル系には、非常に硬い耐摩耗性のボールバルブのボール表面が必要です。超音速スプレーWC（タングステンカーバイド）またはCr23C6（クロムカーバイド）を使用します。

 

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原子力発電所に使用されるゲートバルブ

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原子力バルブとは、原子力島（NI）、従来型島（CI）、および補助施設で使用されるバルブ、発電所の原子力島（BOP）システムのバランスを指します。 これらのバルブは、セキュリティ要件に応じて、クラスⅠ、Ⅱ、Ⅲ、非核に順番に分類できます。 バルブは、フローメディアを輸送する最も使用されている制御機器であり、原子力発電所の重要な部分です。

原子力島は、原子力蒸気供給システム（NSSS）や原子力島補助施設（BNI）など、原子力エネルギーが熱エネルギーに変換される原子力発電所の中核です。 NCIは原子力発電所の主力製品であり、そこでは熱が電気に変換されます（蒸気タービンから出力までを含む）。 NI、CI、およびBOPの3つのシステムでのバルブの使用量は、それぞれ43.5％、45％、および11.5％です。

加圧水型原子炉原子力発電所には、約1.13ミリオンのNIバルブが必要になります。これは、ゲートバルブ、グローブバルブ、チェックバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、ダイアフラムバルブ、圧力リリーフバルブ、および調整（制御）バルブに分類できます。バルブの種類。 このセクションでは、主に原子力安全（仕様）クラスⅠおよびⅡのゲートバルブを紹介します。

Nuclear Islandのゲートバルブの直径は、通常DN 80mm-350mmです。 鍛造が推奨されます。 クラスグレードⅠのゲートバルブ本体に使用し、核クラス2および3のゲートバルブ本体に鋳物を使用できます。 ただし、鋳造品質の制御と保証は容易ではないため、鍛造がよく使用されます。 通常、核バルブのバルブ本体とボンネットはフランジ接続されており、リップシーリング溶接プロセスが追加され、シーリングの信頼性が高まります。 媒体の漏れを防ぐために、通常、二重層のパッキングベルトが採用され、皿ばねのプリテンション装置がパッキングの緩みを防ぐために使用されます。 これらのゲートバルブは、手動または電動で駆動できます。 閉鎖力に対するモーターの回転慣性の影響は、電気ゲートバルブの電気伝達装置のために取られるべきです。 過負荷を防ぐために、ブレーキ機能付きのモーターを使用することをお勧めします。

その本体構造に応じて、核ゲートバルブは、ウェッジ弾性シングルゲートバルブ、ウェッジダブルゲートバルブ、スプリングプリテンション付きパラレルダブルゲートバルブ、トップブロック付きパラレルダブルゲートバルブに分けることができます。

くさび型弾性シングルゲートバルブは、信頼性の高いシールシートによって特徴付けられ、原子力発電所のメインループシステムで広く使用されている、ゲートのシール面とバルブ本体の間の角度マッチングが必要です。 くさび型二重プレートゲートバルブは、火力発電所の一般的なバルブであり、そのくさび二重プレートアングルはそれ自体で調整でき、より信頼性の高いシーリングと便利なメンテナンスが可能です。

スプリングがプリロードされた平行ダブルゲートバルブの負荷は、ゲートが閉じられても急激には増加しませんが、ゲートが開閉されるときにスプリングによって作られたバルブシートが解放されることはなく、これによりシール面の摩耗が増加します。 上部ブロック並列型ダブルゲートバルブは、上部ブロックを使用して2つのゲートの傾斜面をずらしてゲートバルブを閉じる信頼性の高いシール性能を提供します。

パッキングのないゲートバルブは、原子力島でも使用されています。 ピストンを押してバルブを開閉するために、独自の加圧水に依存する油圧作動式ゲートバルブ。 完全に密閉された電気ゲートバルブは、水に浸された内側の惑星減速機構によってゲートを操作するために特別なモーターを使用します。 ただし、これら2つのゲートバルブには、構造が複雑でコストが高いという欠点があります。

 

一般的に、核島のゲートバルブの特徴は次のとおりです。

1）公称圧力PN17.5 Mpa、作業温度最大315℃、公称直径DN350〜400mmの溶接油圧ダブルゲートプレートパラレルゲートバルブ。

2）軽水冷却液一次回路に適用される電気ウェッジ型ダブルゲートバルブは、公称圧力PN45.0Mpa、温度500℃、公称直径DN500mmになります。

3）原子力発電所の黒鉛減速炉を備えた主要道路で使用される電気くさび型ダブルゲートバルブは、公称圧力PN10.0Mpa、公称直径DN800mm、290℃までの動作温度である必要があります。

4）溶接接続された電気弾性プレートゲートバルブは、公称圧力pn2.5mpa、動作温度200℃、公称直径DN100〜800mmの蒸気タービンプラントの蒸気およびプロセス水パイプに採用されています。

5）迂回孔を備えたダブルゲートバルブは、高出力の黒鉛減速沸騰水型原子炉原子力発電所で使用されています。 公称圧力はPN8.0MPaであり、圧力降下が≤1.0MPaの場合、バルブの開閉が行われます。

6）冷凍シーリングパッキング付きの弾性プレートゲートバルブは、高速炉原子力発電所に最適です。

7）公称圧力pn16.0mpaおよび公称直径DN500mmの水力発電用原子炉ユニット用の内部圧力セルフシールボンネットウェッジ型ダブルゲートバルブ。

8）トラベルパーツにバタフライスプリングを備えたウェッジタイプのダブルゲートバルブは、通常、ボルトで固定され、フランジ溶接されています。

工業用バルブ本体に適した材料はどれですか？ A105またはWCB？

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バルブ本体の一般的な材料には、炭素鋼、低温炭素鋼（ASTM A352 LCB / LCC）、合金鋼（WC6、WC9）、オーステナイト系ステンレス鋼（ASTM A351 CF8）、鋳造銅合金チタン合金、アルミニウム合金、炭素鋼が最も広く使用されているボディ材料であるなど。 ASTM A216 WCA、WCB、およびWCCは、動作温度が-29〜425℃の中圧および高圧バルブに適しています。 GB 16Mnおよび30Mnは、-40〜450℃の温度で使用され、ASTMA105などの一般的に使用される代替材料です。 どちらにも0.25カーボンが含まれています。ここでは、WCBバルブとA105バルブの違いを明確にしましょう。

  1. さまざまな材料と標準

A105バルブ用の炭素鋼とは、ASTM A105標準の鍛造鋼を意味します。 A105は、米国標準のASTMA105 / A105MおよびGB / T 12228-2006（基本的に同等）に属する一般的な材料です。

炭素鋼WCBバルブは、ASTM A216仕様に属し、WCAおよびWCCグレードで、化学的および機械的特性の点でわずかな違いがあり、国家マークZG310-570（ZG45）と同等です。

 

  1. さまざまな成形方法

A105バルブは、内部構造、良好な機械的特性、さらには粒径を改善するために、塑性変形によって鍛造できます。

組織分離と欠陥を引き起こす可能性があり、複雑なワークピースを鋳造するために使用できる鋳造液体成形によるWCBバルブ。

 

  1. 異なる性能

A105鍛造鋼製バルブの延性、靭性、その他の機械的特性はWCB鋳物よりも高く、より大きな衝撃力に耐えることができます。 一部の重要な機械部品は、鍛鋼製である必要があります。

WCB鋳鋼製バルブは、炭素鋼の鋳造、低合金鋼の鋳造、特殊鋼の鋳造に分けられます。これらは主に、複雑な形状の部品を作るために使用され、鍛造や機械加工が難しく、より高い強度と可塑性が必要です。

 

材料の機械的特性に関しては、同じ材料の鍛造品は、より緻密な粒子構造と優れた気密性により鋳造品よりも優れた性能を備えていますが、コストが高く、高い要件または427℃未満の温度に適しています。減圧器。 A105は、小型バルブまたは 高圧バルブ、型開きコストと鍛造の材料利用率のため、大型バルブまたは中低圧バルブ用のWCB材料。

 

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鋼中の合金元素Moの影響

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モリブデン（Mo）は強力な炭化物であり、1782でスウェーデンの化学者HjelmPJによって発見されました。 通常、合金鋼には1％未満の量で存在します。 クロム-モリブデン鋼は、クロム-ニッケル鋼を置き換えることができ、次のような重要な作業部品を生産することがあります 高圧バルブ、圧力容器、および焼戻し構造鋼、ばね鋼、軸受鋼、工具鋼、耐酸性鋼、耐熱鋼、電磁鋼で広く使用されています。 興味があれば、読んでください。

鋼の微細構造と熱処理の効果

1）Moはフェライト、オーステナイト、炭化物に固溶している可能性があり、オーステナイト相域を減少させる元素です。

2）Moの含有量が少ないと鉄と炭素でセメンタイトが形成され、含有量が多いとモリブデンの特別な炭化物が形成されます。

3）Moは焼入れ性を改善します。焼入れ性はクロムよりも強力ですが、マンガンよりも劣ります。

4）Moは鋼の焼戻し安定性を改善します。 単一の合金要素として、モリブデンは鋼の焼戻し脆性を増加させます。 クロムおよびマンガンと共存する場合、Moは他の元素によって引き起こされる焼戻し脆性を低減または抑制します。

 

鋼の機械的性質への影響

1）鋼の延性、靭性、耐摩耗性を改善しました。

2）Moにはフェライトに対する固溶強化効果があり、炭化物の安定性が向上し、鋼の強度が向上します。

3）Moは、変形強化後の軟化温度と再結晶温度を上昇させ、フェライトの耐クリープ性を大幅に向上させ、450〜600℃でのセメンタイトの蓄積を効果的に抑制し、特殊な炭化物の析出を促進し、したがって最も効果的な合金元素になります鋼の熱強度を向上させます。

 

鋼の物理的および化学的性質への影響

1）Moは、鋼の耐食性を改善し、塩化物溶液の耐孔食性を防止しますFOR オーステナイト系ステンレス鋼.

1）モリブデンの質量分率が3％を超えると、鋼の耐酸化性が低下します。

3）8％未満のMoの質量分率は依然として鍛造および圧延できますが、含有量が高くなると、熱間加工性に対する鋼の変形抵抗が増加します。

4）炭素含有量が1.5％、モリブデン含有量が2％-3％の電磁鋼では、残留磁気感度と保磁力を向上させることができます。

PEEK材料は何に使用されますか？

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ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、英国で後期1970で発明された高性能ポリマー（HPP）です。 ポリフェニレンスルフィド（PPS）、ポリスルホン（PSU）、ポリイミド（PI）、ポリ芳香族エステル（PAR）、液晶ポリマー（LCP）とともに、6つの主要な特殊エンジニアリングプラスチックの1つと見なされています。

PEEKは、他の特殊なエンジニアリングプラスチックと比較して、優れた機械的特性を提供します。 たとえば、260℃の高温耐性、良好な自己潤滑性、化学腐食耐性、難燃剤、剥離抵抗、耐摩耗性、耐放射線性を備えています。 航空宇宙、自動車製造、エレクトロニクス、電気、医療、食品加工分野で広く使用されています。 ブレンド、充填、および繊維複合材によって強化および変更されたPEEK材料は、より優れた特性を持っています。 ここで、PEEKのアプリケーションについて詳しく説明します。

電子

PEEK材料は優れた電気絶縁体であり、高温、高圧、高湿度などの過酷な作業環境で優れた電気絶縁を維持します。 半導体産業では、PEEK樹脂は、ウェーハキャリア、電子絶縁ダイアフラム、およびさまざまな接続デバイスの製造によく使用されます。 また、ウェーハキャリア絶縁フィルム、コネクタ、プリント基板、高温コネクタなどにも使用されます。

PEEKパウダーコーティングは、良好な絶縁性と耐食性を得るために、ブラシペイント、溶射などの方法で金属表面を覆います。 PEEKコーティング製品には、家庭用電化製品、電子機器、機械などが含まれます。液体クロマトグラフィー分析用の充填カラムや接続用の極細チューブにも使用できます。

現在、PEEK材料は、日本企業が製造した集積回路にも使用されています。 電子機器および電化製品の分野は、PEEK樹脂の2番目に大きな用途カテゴリになりつつあります。

 

機械製造

PEEK材料は、パイプライン、バルブ、ポンプ、容積計などの石油/天然ガス/超純水輸送および貯蔵装置にも使用できます。 石油探査では、機械的な接触を採掘する特別なサイズのプローブを作成するために使用できます。

さらに、PEEKは、デフレクターバルブ、ピストンリング、シール、およびさまざまな化学ポンプとバルブコンポーネントの製造によく使用されます。 また、渦ポンプの羽根車をステンレス鋼に置き換えました。 PEEKは依然として高温でさまざまな接着剤で接着できるため、コネクタは別の潜在的なニッチ市場になる可能性があります。

 

医療機器および器具

PEEK材料は、高い滅菌要件を備えた手術および歯科用機器と医療機器に使用されるだけでなく、金属製の人工骨の代わりにもなります。 生体適合性、軽量、非毒性、強力な耐腐食性などが特徴であり、弾性率が人体と類似した材料です。 （PEEK 3.8GPa、海綿骨3.2-7.8Gpaおよび皮質骨17-20Gpa）。

 

航空宇宙および航空

PEEKの優れた難燃性により、さまざまな航空機コンポーネントのアルミニウムやその他の金属を置き換えることができ、航空機の火災のリスクを軽減します。PEEKポリマー材料は、さまざまな航空機メーカーによって正式に認定されており、軍事標準製品を供給する資格もあります。

 

自動車

PEEKポリマー材料には、高強度、軽量、優れた耐疲労性などのさまざまな利点があり、最小公差でコンポーネントに加工しやすい。 それらは、金属、従来の複合材料、および他のプラスチックをうまく置き換えることができます。

 

出力

PEEKは、高温、放射線、加水分解に耐性があります。 PEEK製のワイヤおよびケーブルコイルフレームワークは、原子力発電所での使用に成功しています。

 

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グローブバルブとバタフライバルブの違い

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グローブバルブとバタフライバルブは、パイプライン内の流れを制御するために使用される2つの一般的なバルブです。 グローブバルブのディスクは、シートの中心線に沿って直線的に動き、バルブを開閉します。 グローブバルブのステム軸はバルブシートのシール面に垂直で、ステムの開閉距離は比較的短いため、このバルブは流れを遮断したり調整したり絞ったりするのに非常に適しています。

 

バタフライバルブの板状の円盤は、本体の軸を中心に回転し、流れを遮断および抑制します。 バタフライバルブは、そのシンプルな構造、少量、軽量、わずかな部品の構成、わずか90°の回転による迅速な開閉、浮遊物質を含む媒体に使用できる流体媒体の高速制御が特徴です。粒子または粉末状の媒体。 ここではそれらの違いについて説明します。興味があれば、読んでください。

 

  1. 異なる構造 の グローブバルブ シート、ディスク、ステム、ボンネット、ハンドホイール、パッキングランドなどで構成されています。一度開くと、バルブシートとディスクのシール面は接触しません。 バタフライバルブは、主にバルブ本体、ステム、バタフライプレート、シールリングで構成されています。 バルブ本体は円筒形で軸方向の長さが短く、開閉は通常90°未満です。全開の場合、流れ抵抗は小さくなります。 バタフライバルブとバタフライロッドにはセルフロック機能がありません。 バタフライプレートを考慮するために、ウォームギア減速機をバルブステムに取り付ける必要があります。 これにより、バタフライプレートを任意の位置でバタフライプレートを停止し、バルブの動作性能を向上させるセルフロック機能を実現できます。
  2. それは違った働きをします。 グローブバルブはステムの開閉時にステムを持ち上げます。つまり、ハンドホイールはステムとともに回転して持ち上げられます。 バタフライバルブの場合、開閉または調整の目的を達成するために、それ自体の軸回転の周りに本体の円板形のバタフライプレート。 バタフライプレートはバルブステムによって駆動されます。 90°以上回転する場合は、一度開閉できます。 培地の流れは、バタフライプレートの偏向角を変えることによって制御することができる。 約15°〜70°の範囲で開くと、敏感な流量制御ができるため、大口径調整の分野では、バタフライバルブの用途が非常に一般的です。
  3. さまざまな機能 グローブバルブは遮断および流量調整に使用できます。 バタフライバルブは、一般的に絞り、調整制御、泥媒体、短い構造長さ、速い開閉速度（1 / 4 Cr）での流量調整に適しています。 パイプ内のバタフライバルブの圧力損失は比較的大きく、ゲートバルブの約3倍です。 したがって、バタフライバルブを選択するときは、パイプラインシステムの圧力損失の影響を十分に考慮する必要があり、パイプラインの中圧を支えるバタフライプレートの強度も閉じるときに考慮する必要があります。 加えて、高温での弾性シート材料の動作温度限界を考慮しなければならない。
  4. 工業用バタフライバルブは通常、高温の中型煙ダクトおよびガスパイプラインに使用される大口径バルブです。 小さなバルブ構造の長さと全体の高さ、速い開閉速度、それは良い流体制御を持っています。 バタフライバルブが使用の流れを制御するために必要とされるとき、最も重要なことはそれが適切で効果的な仕事であることができるようにバタフライバルブの正しい仕様とタイプを選ぶことです。

 

一般に、グローブバルブは主に小径管（分岐管）または管端の開閉および流量調整に使用され、バタフライ弁は分岐管の開閉および流量調整に使用されます。 スイッチの難易度で配置：ストップバルブ>バタフライバルブ; 抵抗によって配置：グローブバルブ>バタフライバルブ; シーリング性能による：グローブバルブ>バタフライバルブおよびゲートバルブ; 価格別：グローブバルブ>バタフライバルブ（特別なバタフライバルブを除く）。