閥門密封面是指閥座和關(guān)閉件相互接觸形成密封的部分。

  閥門的內(nèi)件通常指閘板(或閥瓣、球體、蝶板等)、閥座和閥桿，但在有些情況也包括其他零件，如襯套、上密封座等，經(jīng)常用Trim表示。內(nèi)件材料的選用原則為：

  ①根據(jù)主體材料、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點及零件的受力等綜合考慮;

  ②內(nèi)件材料的耐腐蝕性能應(yīng)高于或與主體材料相當。

  一、密封面材料

  閥門密封面應(yīng)耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕、耐擦傷，有足夠的擠壓強度，在高溫下有足夠的抗氧化性和熱疲勞性，密封面與閥體的熱膨脹系數(shù)相近，具有良好的加工性能和焊按性能，且應(yīng)在價格和材料性能之間綜合考慮。

  閥門的密封面分為金屬密封面、軟密封面和密封劑密封三種。

  1.金屬密封面的磨損

  金屬密封面主要用于耐磨損、耐沖蝕、耐擦傷、耐高溫的場合。磨損可分成黏著磨損、磨粒磨損、表面疲勞磨損、沖蝕磨損和擦傷等。

  ①黏著磨損 黏著磨損較為普遍，是由閥門密封面兩種固體材料的交界面產(chǎn)生巨大的黏著力而產(chǎn)生的。當閥門密封面互相滑動時，接合點不斷接觸和斷離，形成磨粒而產(chǎn)生磨損。

  ②磨粒磨損 閥門密封面中粗糙的較硬表面，在相對較軟表面滑動時產(chǎn)生的磨損。控制磨粒磨損的有效辦法是使較軟的材料硬些。

  ③表面疲勞磨損反復(fù)循環(huán)加載和卸載會使表面或表下層產(chǎn)生疲勞裂紋，較終導(dǎo)致表面的破壞，形成碎片和凹坑。

  ④沖蝕磨損 由銳利的粒子沖刷密封面而產(chǎn)生。它與磨粒磨損相似，但表面很粗糙。

  ⑤擦傷密封面相對運動的過程中，因摩擦引起的破壞，這是由密封面硬度差不合理造成的。

  2.金屬密封面

  閥門金屬密封面常用材料有銅合金、鉻不銹鋼、鈷基硬質(zhì)合金等，也可以是經(jīng)過表面處理的本體材料。

  (1)銅合金JB/T 5300-2008《工業(yè)用閥門材料選用導(dǎo)則》中列入的銅合金密封面主要有鑄鋁黃銅( ZCu2n25Al6Fe3Mn3)、鑄鋁青銅(ZCuAI9Mn2和ZCuA19Fe4Ni4Mn2)、鑄錳黃銅(ZCu2n38Mn2Pb2)、黃銅(H62)等。銅合金在水或蒸汽中的耐腐蝕性和耐磨性好，但強度低，不耐氨和氦水腐蝕，適用介質(zhì)溫度≤250℃。

  (2)鉻不銹鋼 鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性，但耐擦傷性能較差，特別是在密封比壓較大時容易擦傷。鉻不銹鋼密封面有l(wèi)Cr13、2Cr13、3Cr13，可采用本體材料或堆焊。堆焊焊條化學(xué)成分相當于12 Cr13、20Cr13、30Cr13。

  在閥門的制造和修復(fù)中，鉻不銹鋼焊條常用來堆焊工作溫度在450℃以下、工作壓力為1.6～16MPa、基體材料為鑄鋼的電站、石油化工閥門密封面。通常，閥體(閥座)宜采用12 Cr13型堆焊焊條，閘板(閥瓣)采用硬度稍高的20Cr13型堆焊焊條。

  (3)鉆基硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的特點是耐腐蝕、耐磨損、抗擦傷，特別是熱硬性好，即使在高溫下也能保持足夠的硬度。堆焊和熱噴涂是硬質(zhì)合金制備的較常用方法。

  堆焊有鈷基合金堆焊和合金粉末等離子弧堆焊。合金粉末等離子弧堆焊和熱噴涂是閥門制造廠的一種代用工藝措施，本書不作詳述。鈷基合金又稱司太立合金，是典型的閥門密封面堆焊材料。雖然鈷( Co)是較為貴重的金屬，但是由于它具有抗腐蝕、耐高溫等一系列優(yōu)良性能，在高溫高壓蒸汽閥門以及石油、化工等重化工行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。

  鈷基硬質(zhì)合金可采用氧乙炔焰堆焊、手工電弧堆焊、氬弧堆焊和等離子弧等工藝，在低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼和Cr13型不銹鋼及耐熱鋼上進行堆焊。

  ①公稱直徑≤DN200的閥門優(yōu)先采用鎢極氬弧堆焊、氧乙炔焰堆焊。

  ②公稱直徑>DN200的閥門優(yōu)先采用等離子弧堆焊。

  ③上述工藝方法不能實施時(如閥體內(nèi)部堆焊)，采用手工電弧焊。

  氧乙炔焰、鎢極氬弧及等離子弧堆焊常用焊絲為HS111(相當于D802)、HS112(相當于D812);手工電弧堆焊采用焊條為D802、D812。鈷基合金是以Co為基體成分，加入Cr鎢(W)等元素組成合金。

  (4)表面處理常用的表面處理方法有化學(xué)鍍鎳、鍍鉻、氮化等。

  由于化學(xué)鍍鎳(ENP)具有抗沖刷、抗機械磨損、防腐、降低摩擦系數(shù)等特點，在石油、天然氣的鉆采及集輸中的閥門廣泛應(yīng)用，如管線球閥的閥體、閥座、支撐板、閥桿，平板閘閥的閘板、閥座等?；瘜W(xué)鍍鎳不需要外加電流，在金屬表面的催化作用下經(jīng)過化學(xué)還原法進行金屬沉積。常用標準有ASTM B733鎳磷鍍層和GB/T 13913-1992。閥門常用的化學(xué)鍍鎳的厚度有兩種：一種是0. 05mm (0. 002in);另一種是0.075mm (0. 003in)。為提高鍍層的硬度，需根據(jù)不同的硬度要求，進行200—400℃的熱處理。

  (5)燒結(jié)硬質(zhì)合金燒結(jié)硬質(zhì)合金是用碳化鎢粉末和少量鈷以不同配比混合后燒結(jié)而成。在異常苛刻的工況下，控制磨損問題。閥門中用碳化鎢來控制磨損的實例有：

  ①調(diào)節(jié)閥的閥瓣、閥桿和閥座;

  ②滑板閥的滑板和閥座;

  ③圓盤閥的閥瓣和閥座;

  ④整體碳化鎢球體、閥座、減摩墊等。

  (6)陶瓷隨著高磨損、強腐蝕等嚴苛工況的不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的金屬閥門已經(jīng)不能滿足工況要求，陶瓷閥門與金屬材料相比，其較大的優(yōu)點是優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、耐腐蝕、耐磨損、密度小，因此陶瓷閥門具有如下{zy1}性能。

  ①耐磨損 陶瓷的硬度是不銹鋼的5～15倍.耐磨性能非常{zy1}。

  ②耐腐蝕 瓷對于大多數(shù)的酸堿物質(zhì)來說，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕性能非常好。

  ③耐高溫 陶瓷的熔點很高，大多數(shù)在高溫下具有穩(wěn)定的力學(xué)性能。

  由于陶瓷閥門具有上述諸多優(yōu)點，廣泛運用于電力行業(yè)、多晶硅、氣力除灰系統(tǒng)的粉煤灰輸送、冶金工業(yè)領(lǐng)域等。

  陶瓷閥門常用的陶瓷有氧化鋯(2r02)、氧化鋁(Al2 03)、氮化硅(Si3 N4)和碳化硅( SiC)四種。

  陶瓷閥門類型有陶瓷控制閥、陶瓷球閥、陶瓷旋塞閥、陶瓷平板閥、陶瓷閘閥和陶瓷滑板閥等。根據(jù)耐腐蝕和耐磨損要求不同，有通道內(nèi)襯陶瓷，內(nèi)件全部采用陶瓷材料;也有通道不襯陶瓷，內(nèi)件部分采用陶瓷等。

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