Никелевая сплав клапан ствол Inconel 625 реакторные компоненты для ядерной промышленности

Шток клапана из никелевого сплаваInconel 625Компоненты активной зоны реактора Ядерная промышленность 

Никелевый сплав Шток клапанаявляется не только подвижной деталью и несущим нагрузку компонентом в процессе открытия и закрытия клапана, но и уплотнительным элементом. Он подвергается воздействию и коррозии среды, а также трению с набивкой. Поэтому при выборе материала штока клапана необходимо убедиться, что он обладает достаточной прочностью, хорошей ударной вязкостью, антизадирающими свойствами и коррозионной стойкостью при заданной температуре. Шток клапана является изнашиваемой деталью, и при его выборе также следует обратить внимание на обрабатываемость материала и свойства термической обработки.

Процесс изготовления штока клапана:

• Шток клапана испытывает растягивающие, сжимающие и крутящие усилия во время открытия и закрытия клапана, и он непосредственно контактирует со средой, испытывая при этом относительное трение с набивкой. Поэтому при выборе материала штока клапана необходимо убедиться, что он обладает достаточной прочностью, хорошей ударной вязкостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью при заданной температуре.
• Соединение между штоком клапана и шаром, а также точка контакта между штоком клапана и корпусом клапана должны иметь антистатический механизм для предотвращения накопления статического электричества на шаре. Конструкция безопасности штока клапана должна предотвращать его «выдувание» под рабочим давлением. На фланце устанавливается кольцеобразное кольцо для предотвращения выдувания штока клапана для уменьшения коэффициента трения.

​Материалы:

• Медные сплавы. Обычно выбираются марки QA19-2 и HPb59-1-1. Они подходят для клапанов низкого давления с номинальным давлением не более 1,6 МПа и температурой не более 200 градусов.
• Углеродистая сталь. Обычно выбираются стали A5 и 35, прошедшие азотирование. Они подходят для аммиачных клапанов с номинальным давлением не более 2,5 МПа и клапанов низкого и среднего давления с водой, паром и другими средами. Сталь A5 подходит для клапанов с температурой не более 300 градусов; сталь 35 подходит для клапанов с температурой не более 450 градусов. (Примечание: Практический опыт показал, что клапаны из углеродистой стали с азотированием неэффективно решают проблему коррозионной стойкости и их следует избегать.)
• Легированная сталь. Обычно выбираются материалы 40Cr, 38CrMoA1A и 20CrMo1V1A. После хромирования 40Cr подходит для воды, пара, нефти и других сред с номинальным давлением не более 32 МПа и температурой не более 450 градусов. 38CrMoA1A после азотирования выдерживает давление 10 МПа при рабочей температуре 540 градусов и обычно используется в клапанах электростанций. 20CrMo1V1A после азотирования выдерживает давление 14 МПа при рабочей температуре 570 градусов и также обычно используется в клапанах электростанций.

• Обычно выбираются материалы 2Cr13, 3Cr13, 1Cr17Ni2 и 1Cr18Ni12Mo2Ti. Нержавеющие стали 2Cr13 и 3Cr13 подходят для воды, пара и слабокоррозионных сред с номинальным давлением не более 32 МПа и температурой не более 450 градусов. Их можно упрочнять методами, такими как хромирование и закалка токами высокой частоты. Клапаны из нержавеющей стали 1Cr17Ni2 могут выдерживать коррозионные среды. Нержавеющие кислотостойкие стали 1Cr18Ni9Ti и 1Cr18Ni12Mo2Ti используются в высокотемпературных клапанах с номинальным давлением не более 6,4 МПа и температурой не более 600 градусов, а также могут использоваться в клапанах из нержавеющей стали с температурой не более -100 градусов, особенно в низкотемпературных клапанах. 1Cr18Ni9Ti может противостоять азотной кислоте и другим коррозионным средам; 1Cr18Ni12Mo2Ti может противостоять уксусной кислоте и другим коррозионным средам. При использовании в высокотемпературных клапанах 1Cr18Ni9Ti и 1Cr18Ni12Mo2Ti могут подвергаться азотированию для повышения износостойкости.

• Подшипниковая хромистая сталь GCr15 выбирается и подходит для клапанов сверхвысокого давления с номинальным давлением не более 300 МПа и температурой не более 300 градусов.Существует много материалов, используемых для изготовления штоков клапанов, включая мартенситную жаропрочную сталь 4Cr10Si2Mo и аустенитную жаропрочную сталь 4Cr14Ni14W2Mo.Гайка штока клапана непосредственно воспринимает осевую силу штока клапана и находится в трении с кронштейном и другими деталями клапана. Поэтому, помимо достаточной прочности, гайка штока клапана требует низкого коэффициента трения, не подверженности коррозии и заеданию.

Никелевый сплав 625 (UNS NO6625) является материалом с превосходной устойчивостью к питтингу, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию. Этот сплав обладает высокой устойчивостью в широком диапазоне органических и минеральных кислот и демонстрирует хорошую прочность при высоких температурах. Отличные механические свойства как при чрезвычайно низких, так и при чрезвычайно высоких температурах. Выдающаяся устойчивость к питтингу, щелевой коррозии и межкристаллитной коррозии. Почти полное отсутствие растрескивания под напряжением, вызванного хлоридами. Высокая устойчивость к окислению при повышенных температурах до 1050°C. Хорошая устойчивость к кислотам, таким как азотная, фосфорная, серная и соляная, а также к щелочам, делает возможным изготовление тонких конструктивных деталей с высокой теплопередачей.

Применение

• Компоненты, где требуется воздействие морской воды и высокие механические напряжения.
• Добыча нефти и газа, где сероводород и элементарная сера присутствуют при температуре выше 150°C.
• Компоненты, подверженные воздействию дымовых газов или в установках для десульфуризации дымовых газов.
• Факельные установки на морских нефтяных платформах.
• Переработка углеводородов из битуминозных песков и горючих сланцев
• Проекты по восстановлению.

​

Данные по изготовлению:

Сплав 625 легко сваривается и обрабатывается стандартными методами изготовления в цеху, однако из-за высокой прочности сплава он сопротивляется деформации при температурах горячей обработки.

• Горячая формовка. Диапазон температур горячей обработки для сплава 625 составляет 1650–2150°F (900–1177°C). Интенсивная обработка должна происходить как можно ближе к 2150°F (1177°C), в то время как более легкая обработка может происходить до 1700°F (927°C). Горячая обработка должна происходить с равномерным уменьшением для предотвращения дуплексной структуры зерен.
• Холодная формовка. Сплав 625 можно подвергать холодной формовке стандартными методами изготовления в цеху. Сплав должен быть в отожженном состоянии. Скорость наклепа выше, чем у аустенитных нержавеющих сталей.
• Сварка. Сплав 625 можно легко сваривать большинством стандартных процессов, включая GTAW (TIG), PLASMA, GMAW (MIG/MAG), SAW и SMAW (MMA). Термическая обработка после сварки не требуется. Обработка щеткой из нержавеющей стали после сварки удалит побежалость и создаст поверхность, не требующую дополнительного травления.
• Механическая обработка. Сплав 625 предпочтительно обрабатывать в отожженном состоянии. Поскольку сплав 625 склонен к наклепу, следует использовать только низкие скорости резания, и режущий инструмент должен быть задействован постоянно. Необходима достаточная глубина резания, чтобы избежать контакта с ранее сформированной зоной наклепа.

Химический состав:

Физические свойства:

Тепловые свойства:

Блок-схема обработки: