编者按：阀门制造中使用的材料及其在不同应用中的性能是每个使用阀门的人都非常感兴趣的主题。Bray***近举办了一次有关阀门材料的研讨会。以下是网络研讨会观看者提出的一些问题，以及演讲者博雷国际公司（Bray International，Inc.）阀门应用工程全球总监Stan Allen的回答。

问：自1980年代以来，双相和超双相不锈钢已广泛用于阀门组件。这些合金为什么被如此广泛地使用，并且它们如何得到改进？它们被各种管道编码所覆盖吗？

答：由于其独特的耐腐蚀性和强度的结合，双相不锈钢继续被广泛用于承压阀门和阀芯组件中。石油和天然气行业在1980年代开始使用双相不锈钢，主要是因为在140°F（60°C以上的温度下，奥氏体不锈钢易受腐蚀）温度下，其抗氯化物应力开裂的能力得到了提高。双相不锈钢广泛用于海水淡化，化学加工以及纸浆和造纸等各种应用和行业的球阀，蝶阀，止回阀，闸阀和截止阀。不论是棒材，锻件还是铸造件，初始等级均为UNS S31803，其标称化学成分为22％铬（Cr），3％钼（Mo）和5％镍（Ni）。ASTM International（ASTM）A182 F51级锻件和ASTM A995 4A级铸件经常被指定用于阀体和阀盖材料。

常用于石油化工和海水服务的一种改进的双相不锈钢是2507合金或UNS S32750（铸成ASTM A995等级CE3MN或5A），通常被称为超级双相不锈钢。它的标称化学成分为25％Cr，4％Mo和7％Ni。除了较高的强度（使该材料成为阀杆的绝佳选择）之外，它还具有很高的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。UNS S32760是ASTM A995等级CD3MWCuN，它是用于铸件的类似版本，用于含压力的组件，例如阀体和阀盖，并已包含在美国机械工程师学会（ASME）B16.34中。选择合适的双相或超双相不锈钢需要评估各种因素，包括***终用户的耐腐蚀性需求，阀门制造商所需的机械性能以及ASME标准和规范合规性要求。

超级双相不锈钢的抗点蚀和缝隙腐蚀性能几乎与Hastelloy C276一样好，并且在某些服务中已被用作低成本替代品。阀门在双相不锈钢中使用的一个限制是高温-铬含量超过572°F（300°C），则可能会变脆。

问：在您的网络研讨会期间，您提到了针对超临界电站应用而开发的新型9％铬合金。您可以对此进行详细说明吗？

答：在过去的几年中，超临界和联合循环发电厂的蠕变强度增强铁素体（CSEF）材料受到了广泛关注。美国电力科学研究院（EPRI），ASME和ASTM致力于将CSEF钢标准化，使其同时满足锅炉过热器和其他使用高温蒸汽阀的应用的耐蠕变性和韧性。现在，新合金已在ASTM A182中列为锻件。其中包括闸阀，截止阀和重载球阀。ASTM 182等级F91，一种9Cr-1Mo-钒（V）合金，现已列出两种类型：1型和2型。2型包括对Mo，V，铌，钨，钴，硼，氮和Ni的控制。以提高抗蠕变性和韧性，并保持较高的允许应力。ASME B31委员会于2020年5月发布了一个代码案例，专门允许9Cr-1Mo-V的1型或2型化学成分的锻件用于B31.1结构。该材料的***高温度为649°C（1,200°F），在加工和应用中还有其他一些限制。

还开发了另外两种CSEF材料-ASTM A182 F92级和F93级。F92等级与F91等级相似，但Mo含量更高，从而提供更高的强度，抗腐蚀能力和稍高的额定温度。P93级是下一代耐蠕变钢，在高达1200°F（649°C）的温度下具有更高的强度。接受这些合金的一个重要步骤是将它们包含在ASME B16.34，带法兰，螺纹和焊接端的阀门中。F91级包含在材料组编号1.15中；F92级包含在材料组1.18中，版本尚未包括F93级：ASME B16.34-2017。

问：什么是超奥氏体不锈钢，在何处以及如何在阀门中使用它？

答：阀门行业中常用的超奥氏体不锈钢为UNS S31254（254SMO和AL6XN）和UNS S20910 / S21800（Nitronic 50/60）。与316 SS相比，它们主要用于获得更高的强度和更高的抗缝隙腐蚀氯化物点蚀性。较高的Ni和Mo含量提高了耐蚀性，而氮增强了材料。由于其较高的强度，它是316 SS阀杆材料的理想选择。在需要高强度和良好耐腐蚀性的情况下，脱盐，食品加工，化学加工乃至海水服务都将超级奥氏体不锈钢用作经济的选择。

另一种流行的超奥氏体不锈钢是UNS N08904（904L），其Mo含量为5％。它用于无机酸环境中的各种阀门组件。在纸浆和造纸，制药和电力行业中也可以找到它。该材料主要用于阀内件，但是具有更高强度的新专业等级也用于阀压力内含件。

问：在选择阀门，***终用户和工程公司的材料时，应选择耐腐蚀或耐腐蚀的材料。从阀门制造商的角度来看，还必须考虑其他因素吗？

答：在使用合金的应用中，强度，韧性，耐磨损性和热膨胀系数都是阀门制造商必须考虑的因素。用户可能知道哪种合金在其使用条件下有效，但是他们必须依靠阀门制造商来评估这些因素，以选择阀门的合金。一个常见的例子是使用316 SS，它与多种腐蚀性流体兼容，但对于阀杆，闸门或阀瓣材料可能没有足够的强度，可能无法用作良好的轴承材料，或者可能导致卡死（由于热膨胀率而定）用作温度循环安装中使用的金属座球阀中的球。***终用户通常会担心建议的阀门合金规格偏差，应该这样做。但是，有时候必须建议使用其他材料来确保阀门按设计要求运行，并且从腐蚀的角度来看仍与工作流体兼容。

问：在阀门的增材制造中使用了哪些材料，以及使用了哪些成分？

答：增材制造（AM）中常用的合金





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