Zr鋯合金減壓閥選材分析

【資料簡介】

Zr鋯合金減壓閥選材分析

用于溫度在200℃以下的蒸汽,空氣,水無腐蝕性介質(zhì)的管路上,使通過閥體的介質(zhì)壓力保持恒定,以適應(yīng)工作需要。閥前進(jìn)口壓力P1由1.0-0.1MPa,減壓閥后出口壓力P2為0.4-0.05MPa,閥前與閥后的壓力差不大于0.6MPa,也不應(yīng)小于0.05MPa。他們走出實(shí)驗(yàn)室,調(diào)查了化工,化肥生產(chǎn)的急需情況,對(duì)化肥生產(chǎn)中的鋯制減壓閥進(jìn)行了使用試驗(yàn),并取得了良好的效果.介紹了鋯及鋯合金閥門的選型及其應(yīng)用領(lǐng)域。分析了閥門產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造、材料選用及設(shè)計(jì)計(jì)算等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

給出了鋯及鋯合金閥門的設(shè)計(jì)制造、焊接工藝及無損檢測(cè)檢驗(yàn)等標(biāo)準(zhǔn)的確定方法與使用準(zhǔn)則。鋯合金以鋯為基體加入其他元素而構(gòu)成的有色合金。主要合金元素有錫、鈮、鐵等。鋯合金在300～400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學(xué)性能、較低的原子熱中子吸收截面，對(duì)核燃料有良好的相容性，多用作水冷核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)材料。此外，鋯對(duì)多種酸、堿和鹽有優(yōu)良的抗蝕性，與氧、氮等氣體有強(qiáng)烈的親和力，因此鋯合金也用于制造耐蝕部件和制藥機(jī)械部件。

 Zr鋯合金減壓閥選材分析

 鋯具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，能夠抵抗大多數(shù)有機(jī)酸、無機(jī)酸、強(qiáng)堿和一些熔融鹽的腐蝕侵害，因此，腐蝕環(huán)境中的一些關(guān)鍵部件可使用鋯材來提升使用壽命。提升合金件耐腐蝕性能的另一種方法為表面預(yù)處理。工業(yè)中利用鋯本身具有的高吸氧這一特性，將鋯置于高溫空氣中，使得鋯表面獲取一層致密的氧化膜，從而提升鋯及其合金的耐腐蝕和耐沖刷性能。實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)過表面氧化處理之后的鋯在硫酸介質(zhì)中的年腐蝕速率僅為純鋯的5%，而耐沖刷性能卻提高了2 倍。

Zr鋯合金減壓閥選材分析
    工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的鋯合金有鋯錫系和鋯鈮系兩類。前者合號(hào)有Zr-2、Zr-4，后者的典型代表是 Zr-2.5Nb。在鋯錫系合金中，合金元素錫、鐵、鉻、鎳可提高材料的強(qiáng)度 、耐蝕性和耐蝕膜的導(dǎo)熱性，降低表面狀態(tài)對(duì)腐蝕的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆 ，Zr-4 合金用于壓水堆。在鋯鈮系合金中，鈮的添加量達(dá)到使用溫度下鋯的晶體結(jié)構(gòu)的固溶極限時(shí)，合金的耐蝕性。鋯具有較低的密度和較小的熱膨脹系數(shù)。此外，鋯還具有較低的熱中子吸收截面積（ 僅為0.18×10－28 m2 ）和良好的耐腐蝕性能。目前，鋯及其合金已經(jīng)較成熟地應(yīng)用于核反應(yīng)堆中的包殼材料。與不銹鋼相比，鋯及其合金能夠有效地將中子反射回反應(yīng)堆內(nèi)部， 而鋯合金在300 ～ 400 ℃的高溫高壓水蒸汽中具有的良好耐腐蝕性能，也使得反應(yīng)堆具有了較長的使用壽命。

Zr鋯合金減壓閥選材分析
屬于直接作用式波紋管彈簧減壓閥。主要由波紋管、調(diào)節(jié)彈簧、閥座、閥瓣等零件組成，利用波紋管傳感閥門下游壓力驅(qū)動(dòng)閥瓣，改變和控制閥門開度實(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺栓設(shè)定出口壓力。鋯及鋯合金閥門規(guī)格采用公稱管徑(NPS)與ASME額定級(jí)(Class)。進(jìn)口裝置和國內(nèi)設(shè)計(jì)院所設(shè)計(jì)的這類閥門結(jié)構(gòu)長度基本選用ASME B16.10短系列，符合API594標(biāo)準(zhǔn)的部分產(chǎn)品按該標(biāo)準(zhǔn)自身確定的結(jié)構(gòu)長度。連接法蘭標(biāo)準(zhǔn)選用ASME B16.5，但在國內(nèi)外產(chǎn)品的實(shí)際工程應(yīng)用中，法蘭的強(qiáng)度按所選材料屬性進(jìn)行了校核修正，主要體現(xiàn)在法蘭厚度應(yīng)厚于鋼制法蘭的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，其他尺寸包括外徑、連接孔尺寸及密封尺寸等為保證連接標(biāo)準(zhǔn)的一致未作變動(dòng)。

Zr鋯合金減壓閥選材分析

本產(chǎn)品調(diào)壓、穩(wěn)壓動(dòng)作靈敏平衡，適用于氣體和液體介質(zhì)的管路使用。前進(jìn)口介質(zhì)壓力從閥瓣和閥體密封圈開啟間隙進(jìn)入體腔使介質(zhì)壓力流滿波紋管的組合箱,波紋管和彈簧因受介質(zhì)壓力的擠壓而壓縮,閥瓣隨著閥桿位移,閥瓣產(chǎn)生對(duì)閥體密封圈的關(guān)閉,將閥前介質(zhì)截止,不作閥后介質(zhì)壓力的補(bǔ)充。當(dāng)閥后的介質(zhì)壓力降低,波紋管因受調(diào)節(jié)彈簧的徑項(xiàng)力,使波紋管疊紋變形,閥桿將閥瓣頂開。使介質(zhì)通過閥體密封圈補(bǔ)充閥后壓力的降低。