閥桿常用材料

?閥桿是閥門(mén)重要部件，用于傳動(dòng)，上接執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者手柄，下面直接帶動(dòng)閥芯移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)關(guān)或者調(diào)節(jié)作用。

閥桿在閥門(mén)啟閉過(guò)程中不但是運(yùn)動(dòng)件、受力件，而且是密封件。同時(shí)，它受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕，還與填料產(chǎn)生摩擦。因此在選擇閥桿材料時(shí)，必須保證它在規(guī)定的 溫度下有足夠的強(qiáng)度、良好的沖擊韌性、抗擦傷性、耐腐蝕性。閥桿是易損件，在選用時(shí)還應(yīng)注意材料的機(jī)械加工性能和熱處理性能。

1、銅合金

一般選用牌號(hào)有QA19-2、HPb59-1-1。適用于公稱(chēng)壓力小于等于1.6MPa、溫度小于等于200度的低壓閥門(mén)。

2、碳素鋼

一般選用A5、35鋼，經(jīng)過(guò)氮化處理，適用于公稱(chēng)壓力小于等于2.5MPa的氨閥，水、蒸汽等介質(zhì)的低、中壓閥門(mén)。A5鋼適用于溫度不超過(guò)300度的閥門(mén);35鋼適用于溫度不超過(guò)450度的 。(注:實(shí)路線證明，閥桿采用碳素鋼氮化制造不能很好地解決耐蝕問(wèn)題，應(yīng)避免采用。)

3、合金鋼

一般選用40Cr、38CrMoA1A、20CrMo1V1A等材料。40Cr經(jīng)過(guò)鍍鉻處理后，適用于公稱(chēng)壓力小于等于32MPa、溫度小于等于450度 的水、蒸汽、石油等介質(zhì)。38CrMoA1A經(jīng)過(guò)氮化處理，能在工作溫度540度的條件下承受10MPa的壓力，常用于電站閥門(mén)上。20CrMo1V1A 經(jīng)過(guò)氮化處理能在工作溫度570度的條件下承受14MPa的壓力，常用于電站閥門(mén)上。

4、

一般選用 2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2、1Cr18Ni12Mo2Ti等材料。2Cr13、3Cr13不銹鋼適用于公稱(chēng)壓力小于等于32MPa、溫度 小于等于450度的水、蒸汽和弱腐蝕性介質(zhì)，可以通過(guò)鍍鉻、高頻淬火等方法強(qiáng)化表面。1Cr17Ni2不銹鋼閥、低溫閥上，能耐腐蝕性介質(zhì)。 1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti不銹耐酸鋼用于公稱(chēng)壓力小于等于6.4MPa、溫度小于等于600度的高溫閥中，也可以用于溫度小于 等于-100度的不銹鋼閥，低溫閥中。1Cr18Ni9Ti能耐硝酸等腐蝕性介質(zhì);1Cr18Ni12Mo2Ti能耐醋酸等腐蝕性介質(zhì)。 1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti用于高溫閥時(shí)，可采用氮化處理，以提高抗擦傷性能。

5、軸承鉻鋼

選用GCr15，適用于公稱(chēng)壓力小于等于300MPa、溫度小于等于300度的超高壓閥門(mén)中。

用于制作閥桿的材料較多，還有4Cr10Si2Mo馬氏體耐熱鋼、4Cr14Ni14W2Mo奧氏體耐熱鋼等。

閥桿螺母與閥桿以螺紋相配合，直接承受閥桿軸向力，而且牌與支架等閥件的摩擦之中。因此，閥桿螺母除要有一定的強(qiáng)度外，還要求具有摩擦系數(shù)小、不銹蝕、不與閥桿咬死等性能。

一、壓縮填料的結(jié)構(gòu)

大部分壓縮填料由于考慮到石棉的性能故都采用它的纖維作基料。它基本上不受多數(shù)介質(zhì)、溫度和時(shí)間的影響，是一種好的導(dǎo)熱體。

(1)石棉的缺點(diǎn)就是潤(rùn)滑性差，因此必須填加不妨礙石棉性能的潤(rùn)滑劑，如石墨粉和云母粉。由于這種混合物仍具有滲透性，故還要加注液體潤(rùn)滑劑。

(2)聚四氟乙烯具有皺縮率最小、縮水率最低，且具有摩擦系數(shù)小的特性。對(duì)于大部分的腐蝕性介質(zhì)具有較高的抗腐性能。聚四氟乙烯填料在填料處的工作溫度;-150--260℃之間。在這一溫度范圍內(nèi)，它是一種高性能、多用途的閥桿填料。

(3)柔性石墨具有耐高溫的特性，它還具有摩擦系數(shù)小且耐大部分腐蝕性介質(zhì)，在填料處的工作溫度可達(dá)600℃，故電站、石化等部門(mén)高溫處的閥門(mén)都使用柔性石墨填料。

二、填料對(duì)不銹鋼閥桿的腐蝕

不銹鋼閥桿，特別是用鉻1 3系鋼做的閥桿，與填料接觸的表面經(jīng)常受到腐蝕。這種腐蝕常發(fā)生在使用前的貯存階段，這是由于經(jīng)過(guò)水壓試驗(yàn)后的填料被水飽和的緣故。如果在水壓試驗(yàn)后立即投入使用就不會(huì)發(fā)生腐蝕。從理論上講，處于濕潤(rùn)填料之中的不銹鋼閥桿其所以被腐蝕，是由于被填料所包圍的閥桿表面處在脫氧環(huán)境之中的結(jié)果。這種環(huán)境影響了金屬的活化與鈍化特性。不銹鋼氧化保護(hù)層表面的缺氧敏感點(diǎn)上產(chǎn)生了許多小的陽(yáng)極，這些陽(yáng)極與發(fā)生陽(yáng)極作用的大量殘留的鈍性金屬一起，就使金屬內(nèi)部產(chǎn)生原電池的作用。通常用于填料中的石墨作為陽(yáng)極材料作用于閥桿鋼的陰極場(chǎng)增強(qiáng)了原電池電流強(qiáng)度，從而大大加劇了對(duì)原始腐蝕點(diǎn)的腐蝕。

三、閥桿密封填料的形式

(1)唇形填料。唇形填料由于其唇片柔軟，在介質(zhì)壓力作用下會(huì)橫向擴(kuò)張緊貼在擋壁上，這種擴(kuò)展型填料可以使用在壓縮填料中，不能用相對(duì)較硬的材料。唇形填料的缺點(diǎn)是其密封作用只是單方向的。大部分用于閥桿的唇形填料是用純聚四氟乙烯或填充聚四氟乙烯制造的。但也有使用纖維加固的橡膠或皮革制做的。主要是用在液壓方面。大部分用做閥桿的唇形填料做成V型。這樣既便于安裝又便于擴(kuò)充。

(2)擠壓式填料。擠壓式填料的名稱(chēng)適用于O形圈一類(lèi)的填料。這種填料安裝后其側(cè)面受到擠壓，借助材料的彈性變形保持其側(cè)向的預(yù)負(fù)荷力。當(dāng)介質(zhì)從底部進(jìn)入填料腔時(shí)，填料就向閥桿與支撐座之間的空隙運(yùn)動(dòng)，從而堵塞了泄漏通路。當(dāng)填料腔壓力重新下降時(shí)，填料又重新恢復(fù)其原先形狀。

(3)止推填料。止推填料由填料環(huán)或由裝在閥蓋和閥桿臺(tái)肩間的墊圈組成，閥桿可以相對(duì)填料環(huán)作自由的軸向移動(dòng)。起始的閥桿密封可由輔助軸封如活縮填料來(lái)提供，也可由彈簧來(lái)提供，該彈簧迫使閥桿臺(tái)肩頂住止推填料，爾后的介質(zhì)壓力就可迫使閥桿臺(tái)肩更緊密地與填料接觸。

(4)隔膜閥閥桿的密封 隔膜閥閥桿是由柔性且承壓的閥蓋來(lái)密封，該閥蓋使閥桿與關(guān)閉件相連。這種密封只要隔膜不失效，就能避免任何介質(zhì)通過(guò)閥桿向大氣泄出。隔膜的材料依閥門(mén)的用途不同而不同，可用不銹鋼、塑料或橡膠等。

閥桿在閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時(shí)和填料之間還有相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)，因此在選擇閥桿材料時(shí)，必須保證它在規(guī)定的溫度下有足夠的強(qiáng)度、良好的沖擊韌性、抗擦傷性、耐腐蝕性。

閥桿與球體接合部以及閥桿與閥體接觸處應(yīng)有一防靜電機(jī)構(gòu)，防止靜電在球體上集聚。閥桿安全設(shè)計(jì)應(yīng)防止在工作壓力下被"吹出"，閥桿上防吹出的凸緣處置一環(huán)狀環(huán)，以減少摩擦系數(shù)。

傳統(tǒng)閥桿加工工藝的特點(diǎn)

1.傳統(tǒng)閥桿螺紋采用螺旋飛刀,螺紋精度不準(zhǔn);而采用傳統(tǒng)無(wú)屑滾絲易損滾模,易變形,扭曲.

2.光桿部位采用磨床精度不高,耗時(shí)長(zhǎng),

3.倒關(guān)部位采用兩次裝夾掉頭拉倒密封,同心度差,倒密封易漏.

4.端部位采用銑床分度盤(pán)分度,加工慢,工序多,耗時(shí)久.

新型閥桿制造工藝的特點(diǎn)

1.新型閥桿螺紋采用自制擠壓,螺紋強(qiáng)度高,精度準(zhǔn).

2.螺紋部位和光桿部位的同心一致,克服了長(zhǎng)期困擾國(guó)內(nèi)滾絲工藝中易扭曲、易損滾絲模的問(wèn)題.

3.光桿部位精度達(dá)到鏡面效果,啟閉輕松,密封性好.

4.倒關(guān)部位采用數(shù)控技術(shù)一次成型,精度高,倒關(guān)密封性能好.

5.端部位T型槽采用鍛壓成型工藝,效率高,成本低.

6.整套閥桿生產(chǎn)工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平在強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝條件下，一旦閥桿密封被破壞，強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝介質(zhì)從控制閥閥桿中泄漏出來(lái)，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和人身安全帶來(lái)嚴(yán)重的后果。采用波紋管閥桿密封形式是解決上述問(wèn)題的一個(gè)途徑。波紋管一般由不銹鋼做成。這種特殊的閥蓋結(jié)構(gòu)保護(hù)控制閥的填料函避免和流體接觸，一旦波紋管破裂，在波紋管上面的填料函結(jié)構(gòu)會(huì)防止波紋管破裂失效時(shí)產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。在工程實(shí)際中，波紋管密封形式的選擇應(yīng)充分考慮波紋管密封的壓力的額定值會(huì)隨溫度的增高而降低，流體中不能有固體的顆粒存在，及波紋管材料的最長(zhǎng)循環(huán)動(dòng)作壽命等。在不銹鋼不耐某些工藝介質(zhì)腐蝕的強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)所，如工藝介質(zhì)為濕氯氣時(shí)，濕氯氣中含有的微量鹽酸會(huì)使不銹鋼波紋管很快被腐蝕。

閥桿主要具有比較能夠受壓，能夠很好的進(jìn)行保溫，還有就是不太容易腐化和銹蝕，它具備雙方的密封功能、比較耐于磨損，并且它的使用壽命比較長(zhǎng)。那么閥桿之所以會(huì)產(chǎn)生斷裂或者是變形有那么幾點(diǎn):

閥桿通常所斷裂的部位在它的上下螺紋的底部，因?yàn)槟莻€(gè)地方的面積比較小，容易出現(xiàn)相應(yīng)的力量集中以及超出標(biāo)準(zhǔn)的情況。

通常來(lái)說(shuō)閥桿最會(huì)出現(xiàn)斷裂事故的時(shí)候是在打開(kāi)的那一個(gè)瞬間。主要是因?yàn)殚l板還沒(méi)有脫離開(kāi)閥座，閥桿在上或下螺紋的根部發(fā)生斷裂，一般情況下會(huì)被認(rèn)為是閘板被卡住了，這并不是全部的原因，也不是最為重要的。

閥體的中腔被關(guān)閉后出現(xiàn)不正常的升溫和降壓，就是說(shuō)在閥門(mén)被關(guān)閉后，封閉于上下游兩側(cè)密封面之間的中腔流體壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出上游壓力的情況。原因如下:

(1)膨脹

(2)封閉

閥桿在閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時(shí)和填料之間還有相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)，因此在選擇閥桿材料時(shí)，必須保證它在規(guī)定的溫度下有足夠的強(qiáng)度、良好的沖擊韌性、抗擦傷性、耐腐蝕性。

閥桿與球體接合部以及閥桿與閥體接觸處應(yīng)有一防靜電機(jī)構(gòu)，防止靜電在球體上集聚。閥桿安全設(shè)計(jì)應(yīng)防止在工作壓力下被"吹出"，閥桿上防吹出的凸緣處置一環(huán)狀環(huán)，以減少摩擦系數(shù)。

傳統(tǒng)閥桿加工工藝的特點(diǎn)

1.傳統(tǒng)閥桿螺紋采用螺旋飛刀,螺紋精度不準(zhǔn);而采用傳統(tǒng)無(wú)屑滾絲易損滾模,易變形,扭曲.

2.光桿部位采用磨床精度不高,耗時(shí)長(zhǎng),

3.倒關(guān)部位采用兩次裝夾掉頭拉倒密封,同心度差,倒密封易漏.

4.端部位采用銑床分度盤(pán)分度,加工慢,工序多,耗時(shí)久.

新型閥桿制造工藝的特點(diǎn)

1.新型閥桿螺紋采用自制擠壓,螺紋強(qiáng)度高,精度準(zhǔn).

2.螺紋部位和光桿部位的同心一致,克服了長(zhǎng)期困擾國(guó)內(nèi)滾絲工藝中易扭曲、易損滾絲模的問(wèn)題.

3.光桿部位精度達(dá)到鏡面效果,啟閉輕松,密封性好.

4.倒關(guān)部位采用數(shù)控技術(shù)一次成型,精度高,倒關(guān)密封性能好.

5.端部位T型槽采用鍛壓成型工藝,效率高,成本低.

6.整套閥桿生產(chǎn)工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平在強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝條件下，一旦閥桿密封被破壞，強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)和有毒有害的工藝介質(zhì)從控制閥閥桿中泄漏出來(lái)，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和人身安全帶來(lái)嚴(yán)重的后果。采用波紋管閥桿密封形式是解決上述問(wèn)題的一個(gè)途徑。波紋管一般由不銹鋼做成。這種特殊的閥蓋結(jié)構(gòu)保護(hù)控制閥的填料函避免和流體接觸，一旦波紋管破裂，在波紋管上面的填料函結(jié)構(gòu)會(huì)防止波紋管破裂失效時(shí)產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。在工程實(shí)際中，波紋管密封形式的選擇應(yīng)充分考慮波紋管密封的壓力的額定值會(huì)隨溫度的增高而降低，流體中不能有固體的顆粒存在，及波紋管材料的最長(zhǎng)循環(huán)動(dòng)作壽命等。在不銹鋼不耐某些工藝介質(zhì)腐蝕的強(qiáng)腐蝕的場(chǎng)所，如工藝介質(zhì)為濕氯氣時(shí)，濕氯氣中含有的微量鹽酸會(huì)使不銹鋼波紋管很快被腐蝕。

閥桿在閥門(mén)啟閉過(guò)程中不但是運(yùn)動(dòng)件、受力件，而且是密封件。同時(shí)，它受到介質(zhì)的沖擊和腐蝕，還與填料產(chǎn)生摩擦。因此在選擇閥桿材料時(shí)，必須保證它在規(guī)定的 溫度下有足夠的強(qiáng)度、良好的沖擊韌性、抗擦傷性、耐腐蝕性。閥桿是易損件，在選用時(shí)還應(yīng)注意材料的機(jī)械加工性能和熱處理性能。

閥桿主要具有比較能夠受壓，能夠很好的進(jìn)行保溫，還有就是不太容易腐化和銹蝕，它具備雙方的密封功能、比較耐于磨損，并且它的使用壽命比較長(zhǎng)。那么閥桿之所以會(huì)產(chǎn)生斷裂或者是變形有那么幾點(diǎn):

閥桿通常所斷裂的部位在它的上下螺紋的底部，因?yàn)槟莻€(gè)地方的面積比較小，容易出現(xiàn)相應(yīng)的力量集中以及超出標(biāo)準(zhǔn)的情況。

通常來(lái)說(shuō)閥桿最會(huì)出現(xiàn)斷裂事故的時(shí)候是在打開(kāi)的那一個(gè)瞬間。主要是因?yàn)殚l板還沒(méi)有脫離開(kāi)閥座，閥桿在上或下螺紋的根部發(fā)生斷裂，一般情況下會(huì)被認(rèn)為是閘板被卡住了，這并不是全部的原因，也不是最為重要的。

閥體的中腔被關(guān)閉后出現(xiàn)不正常的升溫和降壓，就是說(shuō)在閥門(mén)被關(guān)閉后，封閉于上下游兩側(cè)密封面之間的中腔流體壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出上游壓力的情況。原因如下:

(1)膨脹

(2)封閉