В системе транспортировки жидкостиВысокотемпературный клапанКлапан является незаменимым регулирующим компонентом, выполняющим в основном функции регулирования, перенаправления, предотвращения обратного потока, перекрытия и шунтирования. Клапан широко используется в промышленной и строительной сферах. Высокотемпературный клапан — это распространенный тип клапанов. Его специфические свойства следующие: хорошие закаливающие свойства, возможность глубокой закалки; хорошая свариваемость; хорошее поглощение ударов, устойчивость к повреждениям при сильном воздействии; меньшая хрупкость при отпуске и т. д. Существует довольно много типов высокотемпературных клапанов. Наиболее распространены высокотемпературные клапаны.Запорные вентили типа «бабочка»высокая температураШаровые кранывысокотемпературные фильтры и высокотемпературныеЗадвижки.
Какие существуют типы клапанов для работы при высоких температурах?
К высокотемпературным клапанам относятся высокотемпературные задвижки, высокотемпературные запорные клапаны, высокотемпературные обратные клапаны, высокотемпературные шаровые клапаны, высокотемпературные дроссельные клапаны, высокотемпературные игольчатые клапаны, высокотемпературные дроссельные клапаны и высокотемпературные редукционные клапаны. Среди них наиболее часто используются задвижки, вентили, обратные клапаны, шаровые клапаны и дроссельные клапаны.
Каковы условия работы высокотемпературных клапанов?
К условиям работы при высоких температурах относятся, в основном, субвысокотемпературный, высокотемпературный I, высокотемпературный II, высокотемпературный III, высокотемпературный IV и высокотемпературный V, которые будут рассмотрены отдельно ниже.
Сверхвысокая температура
Низкотемпературный диапазон означает, что рабочая температура клапана находится в пределах 325–425 ℃. Если среда — вода или пар, в основном используются сплавы WCB, WCC, A105, WC6 и WC9. Если среда — серосодержащее масло, в основном используются сплавы C5, CF8, CF3, CF8M, CF3M и др., устойчивые к сульфидной коррозии. Они в основном используются в устройствах понижения атмосферного давления и устройствах замедленного коксования на нефтеперерабатывающих заводах. В настоящее время клапаны из сплавов CF8, CF8M, CF3 и CF3M не используются для защиты от коррозии в кислых растворах, а применяются для нефтепродуктов, содержащих серу, и в нефтегазопроводах. В этих условиях максимальная рабочая температура для сплавов CF8, CF8M, CF3 и CF3M составляет 450 °C.
Высокая температура I
Когда рабочая температура клапана составляет 425–550 ℃, он относится к высокотемпературному классу I (обозначается как класс PI). Основным материалом клапанов класса PI является «высокотемпературная сталь I класса из среднеуглеродистой хромоникелевой редкоземельной титановой стали» с базовой формой CF8 в соответствии со стандартом ASTMA351. Поскольку класс PI — это специальное название, здесь также используется понятие высокотемпературной нержавеющей стали (P). Поэтому, если рабочей средой является вода или пар, хотя можно использовать высокотемпературную сталь WC6 (t≤540 ℃) или WC9 (t≤570 ℃), а для серосодержащих нефтепродуктов — высокотемпературную сталь C5 (ZG1Cr5Mo), они не могут быть отнесены к классу PI.
Высокая температура II
Рабочая температура клапана составляет 550–650 ℃, и он классифицируется как высокотемпературный II (обозначается как P II). Высокотемпературные клапаны класса P II в основном используются в установках каталитического крекинга тяжелой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Они содержат износостойкую задвижку с высокотемпературной футеровкой, используемую в трехповоротном патрубке, и другие детали. Основным материалом клапанов класса P II является «высокотемпературная сталь II класса, упрочненная среднеуглеродистым хромом, никелем, редкоземельными элементами, титаном и танталом», с базовой формой CF8 в соответствии со стандартом ASTMA351.
Высокая температура III
Рабочая температура клапана составляет 650–730 ℃, и он классифицируется как высокотемпературный III (обозначается как PⅢ). Высокотемпературные клапаны класса PⅢ в основном используются в крупных установках каталитического крекинга тяжелой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Основным материалом высокотемпературных клапанов класса PⅢ является CF8M на основе ASTMA351.
Высокая температура IV
Рабочая температура клапана составляет 730–816 ℃, и он относится к высокотемпературной стали IV класса (сокращенно PIV). Верхний предел рабочей температуры клапана PIV составляет 816 ℃, поскольку максимальная температура, предусмотренная стандартом ASMEB16134, выбранным для проектирования клапана, составляет 816 ℃ (1500 °C). Кроме того, после превышения рабочей температуры 816 °C сталь приближается к температуре ковки. В это время металл находится в зоне пластической деформации, обладает хорошей пластичностью и с трудом выдерживает высокое рабочее давление и ударную нагрузку, предотвращая деформацию. Основным материалом клапана IV класса является сталь CF8M, соответствующая стандарту ASTMA351, представляющая собой высокотемпературную среднеуглеродистую хромоникель-молибденовую редкоземельную титано-танталовую армированную жаропрочную сталь IV класса. Нержавеющая сталь F310 (с содержанием углерода ≥0,1050%) и жаропрочная нержавеющая сталь F310H, соответствующие стандартам CK-20 и ASTMA182.
Высокая температура V
Рабочая температура клапана выше 816 ℃, обозначается как PⅤ. Для высокотемпературных клапанов класса PⅤ (запорных клапанов, не являющихся регулирующими поворотными затворами) необходимо применять специальные методы проектирования, такие как теплоизоляция или водяное или газовое охлаждение, чтобы обеспечить нормальную работу клапана. Поэтому верхний предел рабочей температуры высокотемпературных клапанов класса PⅤ не установлен, поскольку рабочая температура регулирующего клапана определяется не только материалом, но и специальными методами проектирования, и основной принцип проектирования одинаков. Для высокотемпературных клапанов класса PⅤ можно выбирать подходящие материалы, соответствующие рабочей среде, рабочему давлению и специальным методам проектирования. В высокотемпературных клапанах класса PⅤ обычно используются поворотные или затворные заслонки из высокотемпературных сплавов HK-30 и HK-40, соответствующих стандарту ASTMA297. Они коррозионностойки, но не выдерживают ударных нагрузок и высокого давления.
Дата публикации: 21 июня 2021 г.