Исследование: Материалы клапанов для высоких и низких температур
🔥 Материалы клапанов для высоких температур
Клапаны, работающие при повышенных температурах (обычно выше 400 °C), требуют материалов, устойчивых к ползучести, окислению и термической усталости.
✅ Марки углеродистой стали для работы при высоких температурах
| Марка | Cr (%) | Ni (%) | Mo (%) | Ti (%) | Твёрдость (HB) | Темп. диапазон | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A217 WC6 | 0.5–0.8 | ≤0.5 | 0.45–0.65 | - | ~200 | До 600 °C | Перегретый пар, питательная вода |
| A217 WC9 | 4–6 | ≤1.0 | 0.9–1.2 | - | ~220 | До 650 °C | Нефтепереработка, нефтехимия |
| A105 (ограничено) | ≤0.3 | ≤0.4 | ≤0.12 | - | ~187 | До 425 °C | Вода, нефть, системы с низколегированной сталью |
✅ Марки нержавеющей стали для высокотемпературной эксплуатации
| Марка | Cr (%) | Ni (%) | Mo (%) | Ti (%) | Твёрдость (HB) | Темп. диапазон | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 304H | 18–20 | 8–11 | ≤0.75 | - | ~200 | До 870 °C | Пароперегреватели, горячие газы |
| 316H | 16–18 | 10–14 | 2–3 | - | ~210 | До 870 °C | Агрессивные среды при высоких температурах |
| 321 | 17–19 | 9–12 | ≤0.75 | 0.3–0.7 | ~200 | До 870 °C | Устойчивость к термоциклированию |
| 347 | 17–19 | 9–13 | ≤0.75 | Nb-стабилизированная | ~200 | До 870 °C | Теплообменники, нефть и газ |
❄️ Материалы клапанов для низких температур
Криогенные и субнормальные условия (до -196 °C) требуют материалов с высокой ударной вязкостью и стойкостью к хрупкому разрушению.
✅ Марки углеродистой стали для низкотемпературных условий
| Марка | Cr (%) | Ni (%) | Mo (%) | Ti (%) | Ударная вязкость (Charpy) | Темп. диапазон | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A350 LF2 | ≤0.3 | ≤0.6 | ≤0.12 | - | ≥27 Дж при -46 °C | До -50 °C | СПГ, природный газ, CO₂ |
| A333 Gr.6 | ≤0.3 | ≤0.4 | ≤0.12 | - | ≥20 Дж при -45 °C | До -50 °C | Холодная вода, углеводороды |
| A352 LCB / LCC | ≤0.3 | ≤0.4 | ≤0.2 | - | ≥27 Дж при -46 °C | До -46 °C | Жидкий аммиак, хладагенты |
✅ Нержавеющая сталь для криогенных условий
| Марка | Cr (%) | Ni (%) | Mo (%) | Ti (%) | Вязкость (Charpy) | Темп. диапазон | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 304 / 304L | 18–20 | 8–12 | ≤0.75 | - | Отличная при -196 °C | -196 °C до 870 °C | Кислород, СПГ, азот |
| 316 / 316L | 16–18 | 10–14 | 2–3 | - | Отличная при -196 °C | -196 °C до 870 °C | Морская вода, криогенные топлива |
| 904L | 19–23 | 23–28 | 4–5 | - | Хорошая | -100 °C до 400 °C | Агрессивные и хлоридные среды |
| Duplex 2205 | 21–23 | 4.5–6.5 | 2.5–3.5 | - | Хорошая при минусовых | До -45 °C | Криогенный рассол, газы с хлором |
🧪 Выбор материала в зависимости от среды
| Среда | Рекомендуемый материал |
|---|---|
| Пар / перегретый пар | A217 WC6, 321 SS, 347 SS |
| Термальное масло | 316H, 304H, WC9 |
| СПГ / Азот | 316L, 304L, A350 LF2 |
| Аммиак / CO₂ | A352 LCB, 316L |
| Хлориды / морская вода | 904L, Duplex 2205 |
⚠️ Финальные рекомендации по выбору материалов клапанов
-
Проверяйте стандарты ASME B16.34 или API 600 для допустимых температур и давлений.
-
Используйте варианты с низким содержанием углерода (марки с «L») для лучшей свариваемости и стойкости к криогенным условиям.
-
Для агрессивных и высокотемпературных условий выбирайте сплавы на основе нержавеющей стали: Inconel, Hastelloy, Monel.
-
Обязательно консультируйтесь с производителями клапанов для проверки происхождения материалов и протоколов ударных испытаний.
