奧氏體不銹鋼低溫減壓閥低溫處理

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之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹奧氏體不銹鋼是在使用條件下以奧氏體組織或以奧氏體組織為主的不銹鋼。奧氏體不銹鋼具有多種*的性能,可用于各種不同的領(lǐng)域中,尤其是優(yōu)異的低溫韌性使之作為低溫結(jié)構(gòu)材料而被廣泛應(yīng)用在超低溫工程中。目前,超低溫閥大多選用奧氏體不銹鋼制造。超低溫閥門是低溫工程中*的流體管路控制裝置。超低溫閥門的功能與普通閥門基本一致,也是用于接通或切斷管路介質(zhì)、調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力和流量。目前,超低溫閥門有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥及節(jié)流閥等類型,主要用于氣體的液化、分離、輸送和貯存等設(shè)備上。使用溫度可達(dá)-270℃以下。
    上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥低溫減壓閥主要用于液氮、液氮、液氬介質(zhì)系統(tǒng)上，具有調(diào)壓穩(wěn)定、密封可靠及耐壓等特點(diǎn)。由于低溫介質(zhì)的特殊性，因此，在選擇低溫減壓閥時，應(yīng)該注意的幾個要點(diǎn)：

低溫減壓閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過改變節(jié)流面積，使流速及流體的動能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。然后依靠控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使閥后壓力的波動與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定超低溫閥是在深冷的低溫范圍內(nèi)工作的閥門。對其工作溫度的劃界,目前尚無統(tǒng)一的規(guī)定。例如俄羅斯(前蘇聯(lián))把在-272～-153℃溫度范圍工作的閥門稱為超低溫閥門。日本液化石油氣管理法則把工作在低于-150℃的閥門稱為超低溫閥門。
304不銹鋼閥門國標(biāo)0Cr18Ni9， 國標(biāo)0Cr18Ni9作為一種用途廣泛的不銹鋼閥門，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能；沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，使用溫度-196℃~800℃）。



321不銹鋼閥門相當(dāng)于國產(chǎn)1Cr17Ni9Ti,321不銹鋼閥門其性能與304非常相似，但是由于加入了金屬鈦，使其具有了更好的耐晶界腐蝕性及高溫強(qiáng)度。由于添加金屬鈦，使其有效的控制了碳化鉻的形成。321不銹鋼閥門具有的優(yōu)異的高溫應(yīng)力破斷(Stress Rupture)性能及高溫抗?jié)撟冃阅?Creep Resistance)應(yīng)力機(jī)械性能都優(yōu)于304不銹鋼閥門。321不銹鋼閥門應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天耐熱管道及熱處理有困難管路上。
316不銹鋼閥門國標(biāo)0Cr17Ni12Mo2 國標(biāo)0Cr17Ni12Mo2,因添加Mo,故其耐蝕性,耐大氣腐蝕性和高溫強(qiáng)度特別好,可在苛刻的條件下使用;加工硬化性優(yōu)(無磁性). 316不銹鋼閥門應(yīng)用在：海水、化工、染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備;

316L不銹鋼閥門國標(biāo)00Cr17Ni14Mo2 國標(biāo)00Cr17Ni14Mo2,作為316L不銹鋼閥門除與316不銹鋼閥門的有相同的特性外,其抗晶界腐蝕性優(yōu)于316；另外增加了鉬元素,可以顯著提高其耐晶間腐蝕、氧化物應(yīng)力腐蝕的能力,以及減少焊接時的熱裂傾向性.還有良好的耐氯化物腐蝕的性能. 316L不銹鋼閥門應(yīng)用在：常用于純水、蒸餾水、藥品、醬、醋等衛(wèi)生要求高、介質(zhì)腐蝕性能強(qiáng)的場合，316不銹鋼閥門的特別用途中對抗晶界腐蝕有特別要求的產(chǎn)品。
310S不銹鋼閥門 是美國對不銹鋼閥門的一種標(biāo)法，在國內(nèi)的標(biāo)號是（2520）0Cr25Ni20，是一種奧氏體不銹鋼閥門，310S中的S是指該不銹鋼閥門的特殊用途。 0Cr25Ni20（310S） 特性 --高溫耐氧化性,高溫強(qiáng)度。用途 --排氣管Bellows,微波爐Heater,Tube,高溫爐膽,火化爐等要求耐熱性的不銹鋼閥門。
我國目前尚未規(guī)定超低溫閥門的溫度界限。在閥門行業(yè),趨向以-100℃作為超低溫閥門的工作溫度上限,也就是把工作溫度低于-100℃的閥門定為超低溫度閥門。這是一種按閥門使用材料來進(jìn)行分界的方法。即當(dāng)工作溫度<100℃時,閥門的主體材料選用奧氏體不銹鋼。 當(dāng)奧氏體不銹鋼的工作溫度等于或低于其馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms 時, 就會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。因馬氏體的比容比奧氏體的大, 由此而引起的體積膨脹和組織應(yīng)力會使零件尺寸發(fā)生變化, 終導(dǎo)致閥門泄漏。為防止材料在使用過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變, 需對其進(jìn)行深冷處理。


低溫不銹鋼減壓閥價格規(guī)格參數(shù)：
1、公稱通徑：DN10～DN100mm
2、公稱壓力：2.5Mpa、4.0Mpa
3、適用介質(zhì)：液氧、液氮、液氬、液化天然氣、液態(tài)二氧化碳、液態(tài)丙烷等
4、適用溫度：-196℃～+80℃
5、調(diào)壓范圍：A型0.1MPa～0.3MPa；B型0.2MPa～1.0MPa；C型0.8MPa～1.6MPa
主要零部件材料：
6、閥體、閥蓋、閥瓣、膜片：SS304、SS316
7、彈簧：60Si2MnA
                                                                            
低溫不銹鋼減壓閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
1、低溫減壓閥結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。調(diào)節(jié)靈敏，穩(wěn)定性好。
2、低溫減壓閥帶可調(diào)裝置，壓力調(diào)節(jié)方便
3、低溫減壓閥閥門經(jīng)低溫深冷處理，可耐-196℃低溫
4、低溫減壓閥墊片具有在常溫下、低溫狀態(tài)及溫度變化下能可靠密封性和復(fù)原性，密封性能好。
            

深冷處理是將奧氏體不銹料浸在冷卻劑中進(jìn)行冷卻、保冷, 使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的一種工藝方法。深冷處理可使材料預(yù)行馬氏體轉(zhuǎn)變, 以保證在使用中的組織穩(wěn)定性。深冷處理一般在零件的精加工之前進(jìn)行。深冷處理的溫度應(yīng)以材料的Ms 點(diǎn)為依據(jù)。材料不同, Ms 點(diǎn)各異。即使是同一牌號的材料, 由于批次(或爐號) 的不同, 其Ms 點(diǎn)也各不相同, 而且差別很大。有的在超低溫范圍的上限附近即可產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變。馬氏體的轉(zhuǎn)變量隨溫度的降低而增加, 為確保工件在使
    超低溫閥門的工作介質(zhì)不僅溫度低,而且大部分或有毒,或易燃易爆,而且滲透性強(qiáng),因此決定了對閥門用材的諸多特殊要求。




(1)良好的耐低溫性
    超低溫閥不僅要求在設(shè)定的溫度下能正常工作,同時也要保證在常溫下的工作性能。因此,所選材料既要滿足常溫力學(xué)性能,又要符合使用溫度下對力學(xué)性能的要求。尤其要求材料在超低溫下應(yīng)具有足夠的韌性以防止低應(yīng)力下的脆性斷裂。同時要求材料組織穩(wěn)定,保證在使用過程中不會因相變而引起尺寸變化,終導(dǎo)致閥門密封失效。
(2)與介質(zhì)相容性
    超低溫閥門用材應(yīng)與工作介質(zhì)相容,即對介質(zhì)具有足夠的化學(xué)抵抗力,保證閥門在使用期限內(nèi),與介質(zhì)相接觸材料的化學(xué)及物理性質(zhì)不會發(fā)生顯著變化。同時,閥門用材還應(yīng)符合低溫介質(zhì)防爆性的相容條件。
(3)低的熱導(dǎo)率
    由于超低溫閥的工作溫度很低,為降低傳熱,控制熱漏,閥門除采用特殊結(jié)構(gòu)(設(shè)置絕熱裝置)外,還應(yīng)選用熱導(dǎo)率相對低的材料,以減少熱損失。
(4)良好的焊接性能
    鍛焊結(jié)構(gòu)的閥體材料或?qū)高B接的閥門主體材料,應(yīng)考慮材料的焊接性能和在使用溫度下焊縫的可靠性。需熔敷特殊合金(如Co-Cr-W硬質(zhì)合金)的密封面時,還應(yīng)考慮材料本身堆焊(噴焊)的可行性。
    經(jīng)過分析,具有面心立方晶格的銅、鋁合金和奧氏體不銹鋼等材料,因沒有低溫脆性現(xiàn)象,故可作為超低溫閥門用材。雖然銅、鋁合金各有一定的優(yōu)點(diǎn),但因強(qiáng)度低,一般只用于低壓及小口徑閥門。而9%鎳鋼雖然可用于-196℃工況中,但由于工藝復(fù)雜,一般很少選用。只有奧氏體不銹鋼適宜作為各種規(guī)格、不同壓力等級的超低溫閥門用材。




 *:減壓閥與膠管接口處要連接緊密，用鐵絲捆緊或用管夾夾緊。 
      第二:上減壓閥前，要先檢查減壓閥進(jìn)氣口密封圈是否變形脫落。 
      第三:減壓器與角閥是以反扣相連的。上減壓器時要用一只手托平閥體，將手輪對準(zhǔn)角閥出口絲扣，用另一只手反時針方向旋轉(zhuǎn)手輪，直至減壓閥不左右搖動為止。 
      第四:換瓶時要卸下減壓器，卸前必須把鋼瓶角閥關(guān)緊。 
      第五:減壓閥卸下后，應(yīng)輕輕放在灶板上或其它的干燥物品上，不要隨手往地上一扔，這樣容易使減壓器受損，還容易使進(jìn)氣口密封圈脫落 
      第六:當(dāng)減壓器出現(xiàn)故障時，應(yīng)請專業(yè)技術(shù)人員修理。不得自行拆卸。由溫度應(yīng)力引起彈性和塑性畸變 


在深冷過程中，由于零件各部分的溫度差或由于不同組織間某些物理性能的差異，引起收縮不均，就產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力低于材料的彈性極*，就僅使零件產(chǎn)生可逆性的彈性扭曲。當(dāng)某一部分的溫度應(yīng)力超過了材料的屈服相*，零件將發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的扭曲變形。 
實(shí)踐證明，無論那種原因引起的變形，其對零部件結(jié)構(gòu)形式是非常敏感的，因此對低溫閥門要十分注意結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計。 


深冷處理 
由上述原因引起的變形，都會在使用中影響閥門的密封性。對于可逆的變形，一般是通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計來解決，而為了消除*性的變形，一種辦法是選擇那些穩(wěn)定性較高的材料，以便在應(yīng)用中不發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，從而減少變形，如用316L材料代替304材料。但由于受成本等因素的制約，通常選用304（0Cr18Ni9）不銹鋼，并通過深冷處理使馬氏體轉(zhuǎn)變和變形得充分發(fā)生。然后，通過精加工，使零件中保持組織和尺寸的相對穩(wěn)定性。 
處于室溫的奧氏體不銹鋼大部分是處在亞穩(wěn)定狀態(tài)的，當(dāng)繼續(xù)冷卻至Ms點(diǎn)溫度以下，或在某一溫度范圍內(nèi)保持都會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。而在Ms點(diǎn)以上，由于加工變形的作用，也會有馬氏體轉(zhuǎn)變奧氏體不銹鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變過程及其終產(chǎn)物，主要取決于化學(xué)成分。 
深冷處理 
通過實(shí)踐，確定其工藝參數(shù)。進(jìn)行深冷處理的溫度界限為-100℃，凡用于-100℃以下，各種類型閥門的閥體、閥蓋和密封件需做深冷處理，低溫處理的溫度應(yīng)不大于閥門的實(shí)際使用溫度。深冷時間由30min延長到70h，試樣的變形量和馬氏體轉(zhuǎn)變，均無明顯規(guī)律性變化，基本表明了短時間內(nèi)成核并立即長大的特點(diǎn)。為了保證深冷處理充分、均衡，選用2h。當(dāng)保留時間為2h，深冷處理的次數(shù)從1次增加到8次，試樣的變形量和馬氏體轉(zhuǎn)變量均無明顯規(guī)律性增多。經(jīng)反復(fù)深冷處理，馬氏體的量在不斷增加。密封零件經(jīng)一次深冷處理并重新研平，經(jīng)再次深冷處理后，其變形量非常微小，為了同時兼顧到等溫馬氏體轉(zhuǎn)變的影響，保冷時間選2~3h，對于釋介質(zhì)壓力密封的低溫止回閥除經(jīng)深冷處理外，還要根據(jù)試壓的具體情況增加深冷次數(shù)及延長深冷時間，直至密封性合格。 


對奧氏體不銹鋼制造的閥門零件進(jìn)行深冷處理時，雖然主要是為了解決變溫馬氏體轉(zhuǎn)變引起的變形問題，但與此同時，也必然伴隨著等溫馬氏體轉(zhuǎn)變。對于那些精度要求很高的止回閥密封件，只要通過增加保冷時間和增加深冷次數(shù)及深玲后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r效處理，也是有效果的。 
結(jié)論 
用奧氏體不銹鋼制作低溫閥門的零件，并進(jìn)行深玲處理后，會有效地解決低溫下變形的問題。但是，如果材料選用不當(dāng)，或者材料的熱處理不充分及不適當(dāng)，將會給低溫閥門帶來致命的缺陷，其零件無論進(jìn)行怎樣的深冷處理，都不會改變其低溫變形的特點(diǎn)，從而難以保證低溫閥門產(chǎn)品的密封等性能。因此，制作低溫閥門的零件時，須使用在低溫條件下有良好韌性的材料，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳罾涮幚恚拍鼙ＷC其性能。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求