阀门的工作温度分类

阀门的工作温度分类

1. -254 ℃ ～  -101 ℃ , 为“超低温阀门”

适用于“超低温阀门”（ -254 ℃ 〔液氢〕～  -101 ℃ 〔乙烯〕）主体材料必须选用面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜合金或铝合金，其热处理后的低温力学性能 , 特别是低温冲击韧性必须达到标准的要求。下列奥氏体不锈钢可用于作超低温阀门。 ASTM A351  CF8M 、   CF3M 、   CF 8 、   CF3 ； ASTM  A182  F316     、  F316L 、   F304    、  F304 L ； ASTM  A433   316 、     316L    、   304    、   304L; 以及兰州高压阀门厂自行设计、制定的低温钢 CF8D( 兰州高压阀门厂工厂标准： GFQ81-93) 。超低温阀门的阀体、阀盖、闸板或阀瓣等在精加工前，必须在液氮（ -196 ℃ ）中进行深冷处理。

2. -100 ℃ ～  -30 ℃ , 为“低温阀门”

适用于低温阀门（ -100 ℃ ~-30 ℃ ）的主体材料有低温奥氏体不锈钢和低温承压件用铁素体和马氏体钢。低温用奥氏体不锈钢有 ASTM  A351 CF8M    、  CF3M 、   CF8    、  CF 3 ，  ASTM A182   F316    、   F316L 、   F304    、  F304L ， ASTM  A433   316 、 316L 、 304 、 304 L 和CF8D。 以上奥氏体不锈钢也适宜工作温度为 -100 ℃ ~-30 ℃ 。

低温承压件用铁素体和马氏体钢有 ASTM A352  LCA  （ -32 ℃ ）；  LCB  、 LCC  （ -46 ℃ ）；  LC1  （ -59 ℃ ）； LC2 、  LC2.1    （ -73 ℃ ）；  LC3   （ -100 ℃ ）。 ASTM  A352 标准中的材料，虽然材料的初级价格较低，但是其冶炼时化学成分必须有可靠且要求十分严格的工厂内控标准。其热处理工艺复杂，需要多次作调质处。低温冲击韧性达不到标准要求时，不允许投料作低温钢使用。

3. -29 ℃ ～ 200 ℃ , 为“常温阀门”

把在– 29 ℃～ 200 ℃ 的这一温度区域工作的阀门，我们称其为“常温阀门”。其主要理由是：这一温度区域是制造阀门的主要材料基本上都适宜的温度；而且它是耐腐蚀不锈钢在酸液介质中的耐腐蚀工作温度的上限，例如： CF8 ， CF3 ； 304 ， 304 Ｌ在硝酸类介质中工作温度≤ 200 ℃ ； CF8M ， CF3M ； 316 ， 316 Ｌ在醋酸类介质中工作温度≤ 200 ℃ ； 200 ℃ 是用聚四氟乙烯作阀门的密封元件（如：密封阀座，密封垫片，填料等）的最高温度值； 200 ℃ 是硅橡胶（Ｓ I ），氟橡胶（Ｅ PM ）的最高工作温度；还有在“临氢”工况中工作的阀门，在 200 ℃ 以下氢分子离解为氢原子的量可以忽略不计等等。

4.  ＞ 200 ℃ ～ 325 ℃ , 为“中温阀门”

把在＞ 200 ℃～ 325 ℃ 的这一温度区域工作的阀门，我们称其为“中温阀门”。其主要理由是：这一温度区域是聚四氟乙烯不适宜区，即不能用聚四氟乙烯作阀门的密封元件，但它是对位聚苯（ PPL ）的适宜区，用对位聚苯作密封元件，可以用于工作温度≤ 325 ℃ ；这一温度区域也是铸铁等材质阀门的最高工作温度上限。

5.  ＞ 325 ℃ ～ 425 ℃ , 为“亚高温阀门”

把在＞ 325 ℃～ 425 ℃ 的这一温度区域工作的阀门，我们称其为“亚高温阀门”。主要理由是：在这一温度区域工作的阀门，密封元件的材料均不能用非金属的聚合物，必须是耐高温和耐磨损的金属和合金，也就是说在这一温度区域工作的阀门，是完全意义上的“硬密封”。这一温度区域也是碳素钢最高工作温度的上限。此外，我们把在这一温度区域工作的阀门称为“亚高温阀门”，是因为这个区域虽然是高温区域，但用于这一温度区域中的一般常见的介质（如：水、蒸汽、空气、油品等）时，阀门的主体材料用碳素钢就可以满足要求，而不需要用比碳素钢更高级的耐热合金钢或耐热不锈钢。所以，这一温度区域可以说，它还不是真正意义上的高温区，因此，称在这一工作温度区域的阀门为“亚高温阀门”较为恰当。

6.  ＞ 425 ℃ ～ 550 ℃ , 为“高温Ⅰ级阀门” , 简称 P _Ⅰ 级

阀门的工作温度为 425~550 ℃ ，定为高温Ⅰ 级（ 简称 P _I 级）。 P _I 级阀门的主体材料为 ASTM  A351 标准中的 CF8 为基形的“高温Ⅰ级中碳铬镍稀土钛优质耐热钢”。 因 P _I 级是特定的称呼，在这里包含了用高温不锈钢 (P) 的概念。因此 , 如果工作介质为水或蒸汽时 , 虽然也可用高温钢 WC6 （ t ≤ 540 ℃ ）或 WC9(t ≤ 570 ℃ ) ； 在含硫油品时虽然也可用高温钢 C5(ZG1Cr5Mo) ，但在这里不能叫它们为 P _I 级。

7.  ＞ 550 ℃ ～ 650 ℃ , 为“高温Ⅱ级阀门” , 简称 P _Ⅱ 级

阀门的工作温度为 550~650 ℃ ，定为高温Ⅱ 级（ 简称为 P _II 级）。 P _II 级高温阀门主要用于炼油厂的重油催化裂化装置，它包含用在三旋喷嘴等部位的高温衬里耐磨闸阀。 P _II 级阀门的主体材料为 ASTM  A351 标准中的 CF8 为基形的“高温Ⅱ级中碳铬镍稀土钛钽强化型耐热钢”。

8.  ＞ 650 ℃ ～ 730 ℃ , 为“高温Ⅲ级阀门” , 简称 P _Ⅲ 级

阀门的工作温度为 650~730 ℃ ，定为高温Ⅲ级（简称为 P _III 级）。 P _III 级高温阀门主要是用在炼油厂的大型重油催化裂化装置上。  P _III 级高温阀门主体材料为 ASTM  A351 标准中的 CF8M 为基形的“高温Ⅲ级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢”。

9.  ＞ 730 ℃ ～ 816 ℃ , 为“高温Ⅳ级阀门” , 简称 P _Ⅳ 级

阀门的工作温度为 730~816 ℃ ，定为高温Ⅳ级（简称为 P _IV 级）。将 P _IV 级阀门的工作温度上限定为 816 ℃ 是因为阀门设计选用的国际权威标准 ASME  B16.34 压力 - 温度等级中提供的最高温度为 816 ℃ ，另外 , 工作温度超过 816 ℃ 以后，钢就接近进入了锻造温度区域，此时金属处于塑性变形区间 , 金属的可塑性好 , 难以承受高的工作压力和冲击力而保持不变形。 P _IV 级阀门的主体材料为 ASTM  A351 标准中的 CF8M 为基形“高温 Ⅳ 级中碳铬镍钼稀土钛钽强化型耐热钢 ”； CK-20 及 ASTM A182 标准中 F310( 注：其中 C 含量≥ 0.050%) 及 F310H 等耐热不锈钢。

10.  ＞ 816 ℃ 为“高温Ⅴ级阀门” , 简称 P _Ⅴ 级

阀门的工作温度在＞ 816 ℃ 以上，称为高温Ⅴ级（简称为 P _V 级）。 P _V 级高温阀门（作切断用阀门 , 而非调节型蝶阀类的阀门）必须采用特殊的设计手段，如：衬隔热衬里或通水或气冷却等，方能保证阀门的正常工作。所以，对 P _V 级高温阀门的工作温度上限不作规定，这是因为控制阀门的工作温度不是仅靠材料，而是用特殊的设计手段来解决 的， 而设计手段的基本原理是一样的。  P _V 级高温阀门可根据其工作介质和工作压力及采用的特殊设计方法等，选用合理的、能满足该阀门的材料。 在 P _V 级高温阀门中，通常烟道扦板阀或蝶阀的扦板或蝶板常选用 ASTM  A297 标准中的 HK-3 0 ， HK-40 高温合金，它们能在 1150 ℃ 以下抗氧化和还原性气体中耐蚀，但不能承受冲击和高压载荷。

把阀门的工作温度分为了以上 10 级 ， 有了这样明确的分级为阀门的设计制造、选择材料提供了较科学的根据。

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