耐高温高压的新型阀门密封件

                          耐高温高压的新型阀门密封件

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摘要：文章介绍了高温高压阀门密封材料的种类和新材料在高温高压阀门密封中的应用情况。重点研究和探讨了高分子工程塑料的性能参数和特点，根据高温高压阀门对密封材料的性能要求，提出了一系列基于新材料及其复合材料的材料配方，形成了 KT系列复合材料，并展望了新材料在阀门领域的应用前景。针对电站高温高压阀门密封面点状、局部沟槽状小面积损伤和面积较大须整体堆焊密封面的的不同需求通过合理选用焊接材料,制定了具体的补焊、堆焊、机械加工、研磨工艺,成功的修复了受损的阀门,取得了显著的经济效益和社会效益。电站高温高压阀门，其密封面的工作条件相当恶劣，因此对于密封面的性能有较高的要求。目前工作温度在650℃以下的电站高温高压阀门密封面堆焊焊条普遍采用钴基合金焊条D802，这种焊条堆焊高温高压阀门密封面具有较好的高温稳定性和高温抗擦伤性能等，因此在钴资源情况较好的国家如美国、日本、德国多用于高参数或超高参数的阀门堆焊。
    D802焊条的堆焊金属含有60%左右的钴，因此生产成本较高。我国是钴资源贫乏的国家，大量发展这种焊条很不适合我国的国情，且其堆焊工艺复杂，生产成本较高。
    作者采用优化设计的方法研制了一种新型铁基堆焊焊条来代替D802堆焊焊条，使之不含钴元素，且保证堆焊层金属各项性能指标，如高温硬度稳定性、高温抗擦伤性能等主要性能指标，达到D802堆焊焊条堆焊层金属的近似同等性能，显著降低生产成本。 
所设计焊条适用于电站高温高压阀门密封面的堆焊，要求其具有良好的高温稳定性及高温抗擦伤性能。由于锰是奥氏体化元素，能够促进高温下组织的稳定性；碳、硼能够与铬、钨、钒、钼等金属形成碳化物、碳硼化物、硼化物等硬质相，这些硬质相在高温状态下都具有较高的硬度且不易溶解，大大提高了高温抗擦伤性能；铬是主要的合金元素，对堆焊层的性能有很大的影响，而这些元素是通过碳化硼、金属铬及金属锰加入到焊条中去的，故确定碳化硼、金属铬及金属锰加入量作为优化因子。

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类进步的里程碑，是多数发明创造的先导。因此，世界各工业发达国家都把新材料的研究与开发放在十分重要的地位。当今，多种材料并存，而复合材料是新材料发展的重点。复合材料的设计自由度大，可以成为高性能的结构材料和*的功能材料，也可以成为结构———功能一体化的构件。优化材料组成、结构制造工艺、性能及使用过程中的表现诸因素，按需要进行设计，采用新工艺或新技术，可以制造出性能优异的复合材料。进入 21 世纪，新材料的应用已涵盖所有工业领域，、通用机械无所不包。通用设备中的阀门也不例外，流体工程机械现已大量使用新材料用于座圈及密封件等。通常阀门密封材料分为 2 类：一类为软密封，非金属材料如橡胶、工程塑料、复合材料等；另一类为硬密封，金属材料如不锈钢、哈氏合金、斯泰合金等。


上海91视频色下载APP阀门有限公司生产PEEK，PTFE，POM 等多种材料的阀门密封件，可以满足使用温度在 -200℃~+320℃，公称直径从 1/4~50，压力在150LB~3500LB 各种阀门密封要求，并且通过研究新材料及其复合材料的材料配方，形成了 KT 系列复合材料。1.KT—PEEK 材料及 PEEK 改性研究聚醚醚酮（PEEK）具有耐高温、耐化学药品性、耐辐射、强度高、断裂韧性高、易加工等优异性能及线胀系数较小、自身阻燃、摩擦学性能突出、绝缘、耐水解等特点。对 PEEK 进行纤维增强、无机填料填充及有机材料共混等改性,可以进一步增强 PEEK 的力学性能、热性能及摩擦学性能,降低材料成本, 扩大使用范围。具体性能指标如图 1 所示。
 

项目	单位	指标
密度	g/cm3	1.33
拉伸强度	Mpa	97
断裂伸长率	％	>30
硬度	邵氏 D	90～120
压缩强度	Mpa	118
吸水率	％	0.2（24H）0.5（饱和）

 

图 1 KT—PEEK 的性能指标

应用范围：压力在 150l~2500lb 球阀座圈和密封圈等。使用温度可达320℃，尤其适用于91视频WWW免费下载阀门。


2.KT—PTFE 材料及 PTFE 改性研究
聚四氟乙烯（PTFE）具有高度的化学稳定性、*的耐高低温性能、突出的不粘性、耐老化性和抗辐射性、绩效的吸水率等优异性能，但它固有的强度低、耐磨性、蠕变性能以及导热性差等缺点，又限制了其应用。所以通过表面改性、填充改性、共混改性等对其复合改性，既可保持其优点，又可改善和克服纯 PTFE 的缺陷，提高其综合性能。具体指标如图 2 所示。
 

项目	单位	指标
密度	g/cm3	2.13~2.2
拉伸强度	Mpa	>25
断裂伸长率	％	200~630
硬度	邵氏 D	50~65
负荷下变形	% 13.8 Mpa25℃	18～10（*变形） 17～19（全变形）
热变形温度	℃1.82 Mpa	49～55

 

图 ２ KT—PTFE 的性能指标

3.KT—POM 材料及 POM 改性研究
聚甲醛（POM）综合性能优良，是多有塑料中比强度较为接近金属的树脂品种之一，具有*的强度和刚度、良好的耐腐蚀、耐磨损、自润滑和抗蠕变性能，特别是具有突出的耐疲劳性能，但是其大使用温度与大的短视耐热温度低、抗水解性不够好、缺口敏感性差缺点阻碍了其应用，所以通过填充、共混改性的研究方法对其改性研究。具体性能指标如图 3 所示。

项目	单位	均聚甲醛	共聚甲醛
密度	g/cm 3	1.42	1.41
拉伸强度	Mpa	67	54~70
断裂伸长率	％	40	35
硬度	洛氏 M	94	75~86
压缩强度	Mpa 1%变形	36	32
负荷下变形	%13.7Mpa 23℃24H	0.5	1
使用温度	℃	-50~85	-50~104

 

图 ３ KT—POM 的性能指标
适用范围：压力：150l~900lb，常用于自动控制中小口径阀门。

4.新材料在当今阀门领域应用展望与结论
2008 年，中国钢产量就达到 5.02亿吨，排名* 1, 比排名 2~8 位的日本、美国、俄罗斯等 7 个国家总和还多,占钢总产量的 38%，其中净出口钢铁 5488 万吨。带动了中国阀门的市场繁荣。上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,波纹管91视频看看簧色,活塞式91视频看看簧色,91视频WWW免费下载91视频看看簧色,先导式91视频看看簧色,空气91视频看看簧色,氮气91视频看看簧色,水用91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色,比例91视频看看簧色)、安全阀、保温阀、低温阀、球阀、截止阀、闸阀、止回阀、蝶阀、过滤器、放料阀、隔膜阀、旋塞阀、柱塞阀、平衡阀、调节阀、疏水阀、管夹阀、排污阀、排气阀、排泥阀、气动阀门、电动阀门、高压阀门、中压阀门、低压阀门、水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。
然而新材料在阀门领域的应用还不够完善，新材料的不断出现,应用到阀门上还没有标准化，不能满足阀门制造设计工程师的需求。这就要求材料科学工作者与阀门设计制造工程师携手，利用新材料的各项性能满足阀门介质工况条件需求的标准文件，以供更多阀门生产选用。新材料必定在阀门领域能够得到更广泛地应用。与本文相关的论文有：法兰及螺栓与垫片在阀门安装中的作用