大連理工大學(xué)(編輯修改稿)
2025-08-19 21:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、00Cr17Ni12Mo2 (30316L)等,這些材料沒有低溫冷脆臨界溫度,在低溫條件下,仍能保持較高的韌性。但是,奧氏體不銹鋼作為低溫閥門的金屬密封副材料也存在著某些不足。因?yàn)檫@類材料的大部分在常溫下處于亞穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)溫度降低到相變點(diǎn)(MS )以下時,材料中的奧氏體會轉(zhuǎn)變成馬氏體。對于體心立方晶格的馬氏體致密度低于面心立方晶格的奧氏體,且由于部分碳原子規(guī)則化排列占據(jù)體心立方點(diǎn)陣位置,使晶格沿C軸方向增長,從而體積發(fā)生變化引起內(nèi)部應(yīng)力的增加,使原本經(jīng)研磨后達(dá)到密封要求的密封面產(chǎn)生翹曲變形,造成密封失效[10]。材料在進(jìn)行多次低溫處理后組織結(jié)構(gòu)會逐步趨于穩(wěn)定，減少低溫使用過程中由于相變引起的變形，所以必須進(jìn)行低溫深冷處理后再精加工,以使低溫下的變形最小[11]。奧氏體材料低溫處理由一個溫度逐漸冷卻到定義溫度，保溫一段時間，逐步回溫到室溫，可以減少脆性馬氏體的含量[12]。LNG 超低溫閥門由于其使用介質(zhì)分子量小，粘度低，浸透性強(qiáng)，容易泄漏，且其具有易燃易爆的特性，因此在使用時，對閥門密封性能提出了更高、更嚴(yán)格的要求，為此在進(jìn)行超低溫閥門設(shè)計時，除了要遵守閥門設(shè)計的一般規(guī)則外，還必須考慮以下幾點(diǎn)：1）根據(jù)LNG介質(zhì)特性和163℃工作溫度選用合適的相容材料；2）閥門密封應(yīng)采用柔性結(jié)構(gòu)，使溫度變化所造成的不利影響得到有效補(bǔ)償；3）各金屬零部件在加工過程中必須進(jìn)行深冷工藝處理，以穩(wěn)定材料金相組織，消除低溫變形；因此目前在設(shè)計低溫閥門時,一般溫度低于 70℃時不再采用非金屬密封副材料,或?qū)⒎墙饘俨牧贤ㄟ^特殊工藝加工成金屬與非金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)型式[13]。據(jù)國外資料記載,也有部分非金屬材料可以在深冷狀態(tài)下很好的應(yīng)用。在70年代,愛爾蘭合金有限公司的一種新型塑料“slip shod”,是一種超高分子量的聚乙烯,在269℃溫度仍具有很好的韌性,承受一定沖擊應(yīng)力時不斷裂,而且能保持相當(dāng)?shù)目鼓バ?。法國研制的Mylar型塑料在液氫(253℃)溫度下仍具有相當(dāng)?shù)膹椥浴?196℃)溫度下進(jìn)行密封性試驗(yàn),數(shù)據(jù)表明聚碳酸脂在低溫下具有良好的密封效果[14]。目前國內(nèi)低溫球閥采用PCTFE材料作為軟密封閥座材料，其他低溫閥門密封材料主要還是選擇金屬材料，但缺少金屬材料低溫下組織結(jié)構(gòu)和變形規(guī)律的研究。采用堆焊方法制造閥門密封面的目的是使堆焊的工作層表面具有抗墊傷、抗劃傷、耐腐蝕、耐磨損、耐沖蝕等各項(xiàng)性能[15]，從而滿足閥門的工況使用需要。用于閥門密封面堆焊的材料按合金類型分為4大類，即鉆基合金、鎳基合金、鐵基合金、銅基合金[16].由于鈷基合金作為閥門密封面材料具有耐沖蝕、耐腐蝕、耐擦傷、耐磨損和高溫紅硬性等一系列優(yōu)良使用性能，長期以來應(yīng)用在核系統(tǒng)中閥門密封面上
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