在一些高溫工況下,閥門必須要能耐住管道內(nèi)介質(zhì)的最高溫度才能正常工作,因此在選擇閥門材質(zhì)上需要對(duì)應(yīng)不同的耐溫等級(jí),這里要特別注意的是,如水桶效應(yīng)一般,閥門的耐溫是指閥門各零部件的最低耐溫為準(zhǔn),而不是取決于耐溫最高的材料,因?yàn)殛P(guān)鍵零部件耐溫不能符合實(shí)際使用,那這個(gè)閥門在應(yīng)用中是會(huì)有問題存在的。舉例,一些常見的內(nèi)襯的閥門,閥體是金屬材質(zhì)的,但內(nèi)襯的材質(zhì)要么是橡膠,要么是四氟,實(shí)際使用的溫度并不高,否則內(nèi)襯材質(zhì)容易變形軟化,達(dá)不到密封要求。對(duì)于高溫工況主要包括亞高溫、高溫Ⅰ級(jí)、高溫Ⅱ級(jí)、高溫Ⅲ級(jí)、高溫Ⅳ級(jí)、高溫Ⅴ級(jí),下面將分別做介紹。
亞高溫是指閥門的工作溫度在325~425℃區(qū)域。如果介質(zhì)是水和蒸汽時(shí),主要用WCB、WCC、A105、WC6和WC9。如果介質(zhì)是含硫油品時(shí),主要用具有抗硫化物腐蝕的C5、CF8、CF3、CF8M和CF3M等。它們多用在煉油廠的常減壓裝置和延遲焦化裝置上,此時(shí)CF8、CF8M、CF3及CF3M材質(zhì)的閥門不是用于抗酸溶液腐蝕,而是用于含硫油品及油氣管路上。在此工況中,CF8、CF8M、CF3和CF3M的最高工作溫度上限為450℃。
閥門的工作溫度為425~550℃時(shí)為高溫Ⅰ級(jí)(簡(jiǎn)稱PI級(jí))。PI級(jí)閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅰ級(jí)中碳鉻鎳稀土鈦優(yōu)質(zhì)耐熱鋼”。因PI級(jí)是特定的稱呼,在這里包含了高溫不銹鋼(P)的概念。因此,如果工作介質(zhì)為水或蒸汽時(shí),雖然也可用高溫鋼WC6(t≤540℃)或WC9(t≤570℃),在含硫油品時(shí)雖然也可用高溫鋼C5(ZG1Cr5Mo),但在這里不能稱它們?yōu)镻I級(jí)。
閥門的工作溫度為550~650℃,定為高溫Ⅱ級(jí)(簡(jiǎn)稱為PⅡ級(jí))。PⅡ級(jí)高溫閥門主要用于煉油廠的重油催化裂化裝置,它包含用在三旋噴嘴等部位的高溫襯里耐磨閘閥。PⅡ級(jí)閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8為基形的“高溫Ⅱ級(jí)中碳鉻鎳稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。
閥門的工作溫度為650~730℃,定為高溫Ⅲ級(jí)(簡(jiǎn)稱為PⅢ級(jí))。PⅢ級(jí)高溫閥門主要是用在煉油廠的大型重油催化裂化裝置上。PⅢ級(jí)高溫閥門主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形的“高溫Ⅲ級(jí)中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。
閥門的工作溫度為730~816℃,定為高溫Ⅳ級(jí)(簡(jiǎn)稱為PⅣ級(jí))。將PⅣ級(jí)閥門的工作溫度上限定為816℃是因?yàn)殚y門設(shè)計(jì)選用的標(biāo)準(zhǔn)ASMEB16134壓力-溫度等級(jí)中提供的最高溫度為816℃(1500υ)。另外,工作溫度超過816℃以后,鋼就接近進(jìn)入了鍛造溫度區(qū)域,此時(shí)金屬處于塑性變形區(qū)間,金屬的可塑性好,難以承受高的工作壓力和沖擊力而保持不變形。PⅣ級(jí)閥門的主體材料為ASTMA351標(biāo)準(zhǔn)中的CF8M為基形“高溫Ⅳ級(jí)中碳鉻鎳鉬稀土鈦鉭強(qiáng)化型耐熱鋼”。CK-20及ASTMA182標(biāo)準(zhǔn)中F310(其中C含量≥01050%)及F310H等耐熱不銹鋼。
閥門的工作溫度>816℃以上,簡(jiǎn)稱為PⅤ級(jí),PⅤ級(jí)高溫閥門(作切斷用閥門,而非調(diào)節(jié)型蝶閥類的閥門)必須采用特殊的設(shè)計(jì)手段,如襯隔熱襯里或通水或氣冷卻等,方能保證閥門的正常工作。所以,對(duì)PⅤ級(jí)高溫閥門的工作溫度上限不作規(guī)定,這是因?yàn)榭刂崎y門的工作溫度不是僅靠材料,而是用特殊的設(shè)計(jì)手段來解決的,而設(shè)計(jì)手段的基本原理是一樣的。PⅤ級(jí)高溫閥門可根據(jù)其工作介質(zhì)和工作壓力及采用的特殊設(shè)計(jì)方法等,選用合理的、能滿足該閥門的材料。在PⅤ級(jí)高溫閥門中,通常煙道插板閥或蝶閥的插板或蝶板常選用ASTMA297標(biāo)準(zhǔn)中的HK-30,HK-40高溫合金,它們能在1150℃以下抗氧化和還原性氣體中耐蝕,但不能承受沖擊和高壓載荷。