奥氏体不锈钢阀门用于超低温


    奥氏体不锈钢因其含有铁素体而具有多种优越性能,含奥氏体弱化元素如高铬含量的铁素体,可用于各种不同的领域,特别是优异的低温韧性使其作为结构材料在低温工程中得到了广泛的应用,大多数采用超低温奥氏体不锈钢阀门。低温阀门是不可缺少的流体控制装置管道。低温阀门的功能与普通阀门一致,用于开启或关闭管线,调节介质压力和流量。

    目前,低温阀门有截止阀止回阀、球阀、蝶阀和节流阀等类型,主要用于液化气、分离、运输和储存设备。温度可达-270或更低。低温阀门是在低温范围低温工作的阀门。对其工作温度的界定,没有任何统一的要求。如俄罗斯-272~-153温度范围的阀门称为超低温阀门。日本液化石油气管理规定工作小于-150的阀门称为超低温阀门。在阀门行业,低温阀门往往以-100度的工作温度极限,也就是-100度以下的阀门设定为超低温阀门。这是一种用于压制阀门边界的材料。即工作温度<100℃时,阀门的主要材料选用奥氏体不锈钢。超低温工质阀门不仅能舒缓温度,而且大多或有毒,或易燃,且有渗透性,因此决定了阀门用材的许多特殊要求。超低温耐低温阀要求不仅能在设定温度下工作,而且要保证在常温下的性能。因此,所选材料既要满足常温下的力学性能,又要服从使用温度对力学性能的要求。 

    特别是要求在极低温度下的材料应具有足够的韧性,以防止在最小应力下发生脆性断裂。组织稳定性还要求材料在使用过程中相变不会引起尺寸变化,导致阀门密封失效。与介质的相容性 低温阀门应与工作介质相容,即介质具有足够的耐化学性,保证阀门在使用期限内,与介质接触的材料的化学和物理性能不显着改变 。

    同时,阀门 材料应符合爆炸介质相容性低温条件。低热导率由于阀门的低温工作温度非常低,为了减少热传递,热泄漏控制阀除了采用特殊结构(绝热装置)外,还选用了导热系数相对较低的材料,以减少热损失。阀体材料,对焊性能好的材料或锻焊结构连接时,应考虑材料的焊接性能和使用温度焊缝的可靠性。特殊合金(如Co-Cr-W合金)的密封面应考虑堆焊(喷涂)材料本身的可行性。经分析,具有面心立方晶格的铜、铝合金和奥氏体不锈钢等材料,由于不存在低温脆性现象,可作为低温阀门用材。铜、铝虽然有一定的优势,但强度低,一般只用于低压和小口径阀门。而9%镍钢虽然可以用于-196度工况,但由于工艺复杂,很少选用。只有奥氏体不锈钢适合作为各种不同压力等级的超低温阀门用材。