
奧氏體不鏽鋼具(jù)有多(duō)種優越的性能, 可用於各種不同的領域中, 尤其是(shì)優異(yì)的低溫韌性使之作為低溫結構(gòu)材料(liào)而被廣泛應用在超低溫工程中。目前,超低溫閥大多選用奧氏體不鏽鋼閥(fá)門(mén)製造。

超低溫閥門是低溫工程中不(bú)可缺(quē)少的流體管路(lù)控製裝置。超低溫閥門的功能與普通(tōng)閥門基本一致, 也是用於接通或切斷管路介質、調節(jiē)介質壓力和流量。目前, 超(chāo)低溫閥門有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥及節流閥等類型, 主要(yào)用於氣體的液化、分離、輸送和貯存等設備上。使用溫度可(kě)達-270 ℃以下。
超低溫閥是在深冷的低溫範圍內工作的閥(fá)門。對其工作溫度(dù)的劃界, 目前尚無統一的規定。例如(rú)俄(é)羅斯(前(qián)蘇聯) 把在- 272~ - 153 ℃溫(wēn)度範圍工作的閥門稱為超低(dī)溫閥門(mén)。日本液化石油氣管理法則把工作(zuò)在低於- 150 ℃的閥門稱為超(chāo)低溫閥門。我國目前尚未規定超低溫閥門(mén)的(de)溫度界(jiè)限。
在閥門行業, 趨(qū)向以-100 ℃作為超低溫(wēn)閥門的工作溫度上(shàng)限, 也就是把工作溫度低於(yú)- 100 ℃的閥門定為超低溫度閥門(mén)。這是一(yī)種按閥門使用材料(liào)來進行分界的(de)方法。即當(dāng)工作溫度< 100 ℃時, 閥門(mén)的主(zhǔ)體材料選用奧氏體不鏽鋼。
超低溫閥門的工作介質不僅溫度低, 而且大部分(fèn)或有毒, 或易(yì)燃(rán)易爆, 而且滲透性(xìng)強, 因此決定(dìng)了對超級(jí)不鏽鋼閥門用材的諸多特殊要求。
(1) 良好的耐低溫性超(chāo)低溫閥不僅要求在設定的溫度下能正常工作(zuò), 同時也要保證在(zài)常溫下的工(gōng)作性能。因此, 所選材料既要滿足常溫力學性能, 又要符(fú)合使(shǐ)用(yòng)溫度下對力學性能(néng)的要求。尤其要(yào)求(qiú)材料在超低溫下應具有足夠的韌性以防止低應力下的脆(cuì)性斷裂(liè)。同時要求材料組織穩定, 保證(zhèng)在使用過程中(zhōng)不會因相變而引起尺寸變化, 最終導致閥(fá)門密封失(shī)效。
(2) 與介質相容(róng)性超低溫閥門用材應與工作介質相容, 即對介質具有足夠的化學抵抗力, 保證閥門在使用期限內, 與介質相接觸材料的(de)化學及物理性質不會發生顯著變化。同時, 閥門用(yòng)材還應符合低溫(wēn)介(jiè)質防爆性(xìng)的相容條件。
(3) 低的熱導率由於超低溫閥的工作溫(wēn)度很低, 為降低傳熱, 控製熱漏, 閥門(mén)除采用特殊結構(設置絕熱裝置) 外, 還(hái)應選用熱導率相對低的材料, 以(yǐ)減少熱(rè)損(sǔn)失。
(4) 良好的焊接性(xìng)能鍛(duàn)焊結構的閥體材料或對(duì)焊連接的閥門主體材料, 應考慮材料的焊接(jiē)性能(néng)和在使用溫度下焊(hàn)縫的可靠性。需熔敷特殊合金(如Co - Cr - W 硬質合金) 的密(mì)封麵時, 還應考慮材料本身堆(duī)焊(噴焊) 的可行性。
從以上可以得出結論:銅(tóng)、鋁合金和奧氏體不鏽鋼等(děng)材料, 因沒有(yǒu)低溫脆性現象, 故可作為超低(dī)溫閥門用材。雖然銅、鋁合金各有一定的優(yōu)點, 但因強(qiáng)度(dù)低, 一般隻用於低壓(yā)及小口(kǒu)徑閥門。而9%鎳鋼(gāng)雖(suī)然可(kě)用於- 196 ℃工況中, 但由於(yú)工藝複雜, 一般很少選用。隻有奧氏體不鏽鋼適宜作為各種規格(gé)、不同壓(yā)力等級的超(chāo)低溫閥門(mén)用材料。
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