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技术信息

阀芯的材料

阀芯的材料

调节阀中的阀芯是指阀塞、阀笼、阀座圈、阀门系统,相当于阀门心脏的部分。由于阀芯在直接接触流体的同时也会受到流体能量变化的影响,所以它是受空蚀和闪蒸影响最大的地方。
因此,一般需要选择比主体材料高一级的材料。
标准使用的材料有SUS304(SCS13A)、SUS316(SCS14A)不锈钢。
流体差压、温度较高、存在空蚀、闪蒸等的风险或者流体含有浆料时,需要硬化处理。

➔ 硬化材料的种类 / CoCr合金熔敷硬化处理

◎ 硬化材料的种类

■ 热处理硬化
析出硬化材料SUS630不锈钢:耐腐蚀性与SUS304相当,使用温度界限为-20℃~+400℃。
SUS440B不锈钢:使用温度界限为-20℃~+400℃。

■ 熔敷硬化处理
CoCr合金:Co、Cr、W的合金,其优点是即使在高温下,硬度、强度也很大,不易氧化、磨损系数较小等。
因此非常适合作为高温高差压用的熔敷硬化处理材料。(CoCr合金以前的名称写作Stellite ®,现在改为了一般名称。)

■ 化学硬化
超硬渗透处理:通过高温使W、Mo、Cr、Co、V、Ti等扩散渗透到金属表面,形成超硬合金层。内部层保持该母材的物理性质(韧性等)不变,仅改变表面层
1. 高硬度
2. 耐磨性
3. 耐焦糊性
得到提升。
但是,由于表层的合金层含有碳化物,通常用于强碱和强酸以外的环境。

■ 热喷涂硬化
陶瓷热喷涂:在阀体内面热喷涂陶瓷(Al2O3),形成陶瓷层,从而飞跃性地提升耐磨性。

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◎ CoCr合金熔敷硬化处理

阀芯部的阀座面需要较高耐腐蚀性和耐磨性。为了满足这个严格的条件,一般的方法是在阀座面熔敷异种金属,实施表面硬化,其代表性的金属就是CoCr合金。
CoCr合金硬度非常高,耐腐蚀性和耐磨性出色,具有即使在炽热状态下硬度也不会下降的特性。因此,作为日益高温、高压化的发电厂和化学厂等的阀门座熔敷材料,是不可或缺的金属。

下图为3800型系列的球形阀中,需要使用CoCr合金的参考信息。
A:不需要CoCr合金  B:CoCr合金座(ST-S)  C:CoCr合金面(ST-F)
D:CoCr合金面+导向轴套、导向柱CoCr合金(ST-F+GPS)
E:CoCr合金座+导向轴套、导向柱CoCr合金(ST-S+GPS)

1. 开关用阀座和完全封闭(T.S.O.)的节流控制用阀座需要CoCr合金座以上级别的处理。
2. 如为闪蒸流体,则需要CoCr合金面以上级别的处理。
3. 无论流体的种类如何,在超过+350℃的情况下,导向轴套和导向柱需要进行CoCr合金处理。
4. 饱和蒸气下P1超过0.7MPaG(7 kgf/cm²G)时,需要CoCr合金座以上级别的处理。
5. 对于闪蒸、空蚀型业务和饱和蒸汽,在温度为-20℃~+400℃范围内时,最合适的是SUS440B。
6. 旋转阀和笼阀的硬化处理标准不同。详细信息请参照各自的产品目录(PDF)。