Materiale valvola e materiale di riempimento

Il materiale della valvola e il materiale di riempimento sono fondamentali per la produzione delle valvole. Solo progettando e producendo valvole secondo i requisiti dei diversi settori industriali è possibile migliorare al massimo la durata e le prestazioni delle valvole. Siamo un produttore di valvole industriali dalla Cina. Il nostro desiderio è vendere le nostre valvole di alta qualità in tutto il mondo. produttore di valvole industriali dalla Cina. Il nostro desiderio è vendere le nostre valvole di alta qualità in tutto il mondo.

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Cose da sapere sul materiale della valvola e sul materiale di riempimento!

Materiale valvola e materiale di riempimento

Le valvole sono componenti sottoposti a stress sia meccanici che termici. Basti pensare che in un motore a 4 tempi, che gira a 5.000 giri/min, una valvola si apre e si chiude più di 40 volte al secondo.
A ciò si aggiunge, nel caso della valvola di scarico, lo stress termico dovuto al flusso dei gas combusti che escono dal motore e avvolgono la testa della valvola. Questo è anche il motivo per cui le valvole di aspirazione e scarico sono costruite con materiali molto diversi.
Le prime, infatti, subiscono stress termici inferiori perché vengono colpite dalla miscela fresca. Per questo motivo sono costruite con un solo tipo di acciaio. Per migliorarne l'affidabilità si possono utilizzare vari stratagemmi, come la tempra superficiale del gambo con rivestimenti cromati; questo tipo di trattamento comporta anche un beneficio in termini di attrito e maggiore resistenza agli agenti corrosivi.
Un ulteriore trattamento a cui le valvole possono essere sottoposte è la nitrurazione con cui si migliora la resistenza all'usura e si alza il limite di fatica degli acciai inossidabili e legati. Infine, la sede della valvola, soggetta a corrosione e usura, viene rinforzata con inserti in stellite. Le valvole di aspirazione sono solitamente realizzate con acciai mediamente legati se destinate a un uso normale. Per quelle più sollecitate si utilizzano acciai al cromo-silicio.
Quelle di scarico, invece, sono più sollecitate (la testa della valvola può superare anche gli 800 °C). Per questo motivo sono realizzate con acciai speciali. Nel caso di motori a basso stress si utilizzano acciai al cromo-silicio o al nichel-cromo. Nel caso di motori sottoposti a usi più gravosi si trovano valvole al cromo-nichel-manganese resistenti alle alte temperature. Per quelle ancora più estreme si utilizzano acciai al cromo-nichel con l'aggiunta di azoto che ne aumenta le caratteristiche meccaniche. Le valvole così realizzate hanno un'eccezionale resistenza al calore e alla corrosione.

I materiali per la realizzazione delle parti delle valvole vengono selezionati in base ai seguenti fattori:

1. La pressione, la temperatura e le caratteristiche del fluido di lavoro.

2. La forza della parte e il suo ruolo nella struttura della valvola.

3. Buona fattura.

4. Nel caso in cui vengano soddisfatte le condizioni di cui sopra, il prezzo inferiore è considerato un vantaggio aggiuntivo per

la scelta del materiale.

Materiali comuni:

1. Ghisa grigia: adatta per acqua, vapore, aria, gas e olio con pressione nominale PN≤1.0MPa e temperatura di -10℃～200℃. I gradi comunemente usati di ghisa grigia sono: HT200, HT250, HT300, HT350.

2. Ghisa malleabile: adatta per acqua, vapore, aria e olio con pressione nominale PN≤2.5MPa e temperatura di -30~300℃. I gradi comunemente usati sono: KTH300-06, KTH330-08, KTH350-10.

3. Ghisa sferoidale: adatta per fluidi come acqua, vapore, aria e olio con PN≤4.0MPa e temperatura di – 30~350℃. I gradi comunemente usati sono: QT400-15, QT450-10, QT500-7. In considerazione dell'attuale livello tecnologico nazionale, ogni fabbrica è disomogenea, ed è spesso difficile per gli utenti testare. Sulla base dell'esperienza, si raccomanda che per PN≤2.5MPa, la valvola debba ancora essere realizzata in acciaio per sicurezza.

4. Ghisa sferoidale ad alto silicio resistente agli acidi: adatta per fluidi corrosivi con pressione nominale PN≤0.25MPa e temperatura inferiore a 120℃.

5. Acciaio al carbonio: adatta per fluidi come acqua, vapore, aria, idrogeno, ammoniaca, azoto e prodotti petroliferi con pressione nominale PN≤32.0MPa e temperatura da -30～425℃. I gradi comunemente usati sono WC1, WCB, ZG25 e acciaio di alta qualità 20, 25, 30 e acciaio strutturale basso legato 16Mn.

6. Lega di rame: adatta per acqua, acqua di mare, ossigeno, aria, olio e altri fluidi con PN ≤ 2.5MPa, nonché per fluidi a vapore con temperatura da -40 a 250 °C. I gradi comunemente usati sono ZGnSn10Zn2 (bronzo allo stagno), H62, Hpb59-1 (ottone), QAZ19-2, QA19-4 (bronzo di alluminio).

7. Acciaio per alte temperature: adatto per vapore e prodotti petroliferi con pressione nominale PN≤17.0MPA e temperatura≤570℃. I gradi comunemente usati sono ZGCr5Mo, 1Cr5M0, ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV, WC6, WC9 e altri gradi. La selezione specifica deve essere in conformità con le specifiche di pressione e temperatura della valvola.

8. Acciaio per basse temperature: adatto per pressione nominale PN≤6.4Mpa, temperatura ≥-196 ℃ etilene, propilene, gas naturale liquefatto, azoto liquido e altri fluidi, i marchi comunemente usati sono ZG1Cr18Ni9, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, ZG0Cr18Ni9.

9. Acciaio inossidabile resistente agli acidi: suitable for nominal pressure PN≤6.4Mpa, temperature ≤200 ℃ nitric acid, acetic acid and other media, commonly used brands are ZG0Cr18Ni9Ti, ZG0Cr18Ni10 <nitric acid resistance>, ZG0Cr18Ni12Mo2Ti, ZG1Cr18Ni12Mo2Ti <acid and urea resistance>.

Materiale della superficie di tenuta

La superficie di tenuta è la parte più critica della valvola e la sua qualità è legata alla durata della valvola.

Generalmente, il materiale della superficie di tenuta deve tenere conto di fattori quali resistenza alla corrosione, resistenza ai graffi, resistenza all'erosione e resistenza all'ossidazione.

Esistono 2 tipi di materiali: Materiali morbidi

1. Gomma (inclusi gomma nitrilica, fluorogomma, ecc.)

2. Plastica (politetrafluoroetilene, nylon, ecc.)

Materiali di tenuta rigida

1. Lega di rame (per valvole a bassa pressione)

2. Acciaio inossidabile cromato (per valvole a media e alta pressione normali)

3. Lega di Stellite (per valvole ad alta temperatura e alta pressione e valvole per fluidi aggressivi)

4. Nichel su base lega (per fluidi corrosivi)

Materiale dello stelo

Durante il processo di apertura e chiusura della valvola, lo stelo è soggetto a forze di trazione, compressione e torsione ed è a diretto contatto con il fluido. Allo stesso tempo, si verifica un movimento di attrito relativo tra lo stelo e la guarnizione. Pertanto, il materiale dello stelo deve garantire sufficiente resistenza all'urto e tenacità, resistenza alla corrosione e ai graffi, e buona lavorabilità.

I materiali per gli steli delle valvole sono:

1. Acciaio al carbonio

Quando utilizzato in acqua e vapore a bassa pressione e temperatura media non superiore a 300 ℃, viene generalmente utilizzato acciaio al carbonio ordinario A5.

L'acciaio al carbonio di alta qualità 35 viene generalmente utilizzato per pressioni medie e fluidi di acqua e vapore con temperatura media non superiore a 450 ° C.

2. Acciaio legato

Il 40Cr (acciaio al cromo) viene generalmente utilizzato per fluidi a media e alta pressione come acqua, vapore e petrolio con temperatura media non superiore a 450 ° C.

L'acciaio nitrurato 38CrMoALA può essere selezionato per l'uso ad alta pressione e temperatura media non superiore a 540 ℃, come acqua e vapore. L'acciaio al cromo-molibdeno-vanadio 25Cr2MoVA

viene generalmente utilizzato quando utilizzato in un mezzo di vapore ad alta pressione con una temperatura media non superiore a 570 ℃.

3. Acciaio inossidabile e resistente agli acidi

Per media e alta pressione, mezzo non corrosivo e mezzo debolmente corrosivo

con temperatura media non superiore a 450 ℃, è possibile selezionare acciai inossidabili al cromo 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13. Quando utilizzato in fluidi corrosivi, acciai inossidabili resistenti agli acidi come Cr17Ni2, 1Cr18Ni9Ti, Cr18Ni12Mo2Ti, Cr18Ni12Mo3Ti e PH15-7Mo possono essere selezionati per precipitazione.

4. Acciaio resistente al calore

Per valvole per alte temperature con temperatura media non superiore a 600 ℃, è possibile selezionare acciaio martensitico resistente al calore 4Cr10Si2Mo e acciaio austenitico resistente al calore 4Cr14Ni14W2Mo.

Materiale dado stelo valvola

Il dado dello stelo sopporta direttamente la forza assiale dello stelo della valvola durante il processo di apertura e chiusura della valvola, pertanto deve avere una certa resistenza. Allo stesso tempo, è azionato da una filettatura con lo stelo della valvola, il che richiede un basso coefficiente di attrito, assenza di ruggine e prevenzione del grippaggio.

5. Lega di rame

La lega di rame ha un basso coefficiente di attrito e non arrugginisce. È uno dei materiali comunemente usati. Per valvole a bassa pressione con Pg <1,6 MPa, è possibile utilizzare ottone fuso ZHMn58-2-2. Per valvole a media pressione di Pg16-6,4 MPa, bronzo Wuxi ZQAL9-4

può essere utilizzato. Per valvole ad alta pressione, è possibile utilizzare ottone fuso ZHAL66-6-3-2.

6. Acciaio

Quando condizioni operative non è consentito l'uso di leghe di rame, è possibile selezionare acciai al carbonio di alta qualità come 35 e 40 e acciai inossidabili resistenti agli acidi come 2Cr13, 1Cr18Ni9 e Cr17Ni2. Le condizioni operative non possono fare riferimento alle seguenti situazioni.

Materiali di fissaggio

I fissaggi includono principalmente bulloni, prigionieri e dadi e sono direttamente sotto pressione sulla valvola e svolgono un ruolo importante nel prevenire il flusso di fluido. Pertanto, i materiali selezionati devono garantire resistenza agli urti, alla pressione e alla temperatura. È possibile selezionare il materiale secondo la Tabella 5-1.

nome	Pressione nominale Pg (MPa)	temperatura media （℃）
		300	350	400		425	450		530
Prigioniero	1.6-2.5	A3		35			30CrMoA		_
	4.0-10.0	35					35CrMoA		25Cr2MoVA
	16.0-20.0	30CrMoA			35CrMoA				25Cr2MoVA
dado a vite	1.6-2.5	A3			30			35	_
	4.0-10.0	30						35	35CrMoA
	16.0-20.2	35							35CrMoA

Quando si seleziona un materiale in acciaio legato, questo deve essere trattato termicamente. Spesso sono richiesti requisiti speciali di resistenza alla corrosione per parti critiche, per le quali si possono selezionare acciai inossidabili resistenti agli acidi come Cr17Ni2, 2Cr13, 1Cr18Ni9.

7. Materiale di riempimento

Sulla valvola, la guarnizione di riempimento viene utilizzata per riempire lo spazio della camera di riempimento del premistoppa per evitare che il fluido fuoriesca attraverso lo stelo della valvola e lo spazio della camera di riempimento del premistoppa.

8. Requisiti di riempimento

1) Buona resistenza alla corrosione: il materiale di riempimento deve resistere alla corrosione del fluido con cui entra in contatto.

2) Buone prestazioni di tenuta: il materiale di riempimento non deve presentare perdite sotto l'azione del fluido e della temperatura operativa.

3) Coefficiente di attrito ridotto per diminuire la coppia di attrito tra lo stelo della valvola e il materiale di riempimento.

9. Tipi di materiali di riempimento

I riempimenti possono essere divisi in due tipi: riempimenti morbidi e riempimenti duri.

1. GUARNIZIONE MORBIDA: è una corda tessuta con materiale vegetale, cioè canapa, lino, cotone, juta, ecc., o da minerali, cioè fibra di amianto, o fibra di amianto con filo metallico all'interno e rivestimento in polvere di grafite all'esterno. Riempimenti stampati a compressione, nonché riempimenti in grafite flessibile sviluppati negli ultimi anni. I riempimenti a base vegetale sono più economici e sono spesso utilizzati per valvole a bassa pressione al di sotto di 100 ° C; i riempimenti minerali possono essere utilizzati per valvole a 450-500 ° C. Negli ultimi anni è stata gradualmente promossa la struttura dell'uso di O-ring in gomma come riempimenti, ma la temperatura del fluido è generalmente limitata al di sotto di 60 ° C. La guarnizione sulla valvola ad alta temperatura e alta pressione è realizzata anche in puro amianto e polvere di grafite in scaglie.

2. GUARNIZIONE DURA: cioè il riempimento costituito da metallo o metallo misto ad amianto e grafite, e il riempimento formato dalla pressatura e sinterizzazione di politetrafluoroetilene. I riempimenti metallici sono usati meno.

10. Selezione dei riempimenti

La scelta dei riempimenti deve basarsi sul fluido, sulla temperatura e sulla pressione. I materiali comunemente utilizzati sono i seguenti:

1) La corda di amianto impregnata d'olio può essere selezionata secondo la tabella 5-2.

nome	Insegna negozio	forma	Specifiche (diametro o lunghezza lato quadrato)	Pressione limite applicabile kgf/cm2	Temperatura limite applicabile (℃)	Applicazione
Corda di amianto impregnata di olio	YS450	F	3.4.5.6.8.10 13.16.19.22.25	60	450	Per vapore acqueo, aria, prodotti petroliferi
		Y	5.6.8.10.13 16.19.22.25
		N	3.5.6.8.10.13 16.19.22.25
	YS350	F, Y, N	3.5.6.8.10.13 16.19.22.25.	45	350
	YS250	F, Y, N	3.5.6.8.10.13. 16.19.22.25	45	250

2) Corda di gomma e amianto: selezionabile secondo la tabella 5-3.

Nota: Il codice di forma F indica sezione quadrata, attraverso il nucleo o uno o più strati di treccia; Y indica sezione tonda, con un nucleo ritorto al centro e uno o più strati di treccia esterna; N indica ritorto.

nome	Insegna negozio	Specifiche (formula dritta o lato del quadrato)	Pressione limite applicabile kgf/cm2	Temperatura limite applicabile (℃)	Applicazione
Guarnizione in gomma e amianto	XS450	3 . 4 . 5 . 6 . 8 10 . 13 . 16 . 19 22 . 25 . 28	60	450	Per vapore, prodotti petroliferi
	XS350		45	350
	XS250		45	250

3) Corda di grafite e amianto: la corda di amianto è rivestita con polvere di grafite, la temperatura utilizzabile è superiore a 450 ℃ e la pressione può raggiungere 16 MPa, generalmente adatta per vapore ad alta pressione. Il premistoppa a spina di pesce è stato progressivamente

adottato di recente, viene inserito in un unico anello e ha buone prestazioni di tenuta.

4) Politetrafluoroetilene: è un riempitivo ampiamente utilizzato. È particolarmente adatto per fluidi corrosivi, ma la temperatura non deve superare i 200 ℃. Generalmente viene realizzato per pressatura o tornitura da barra e la forma è mostrata nella Figura 5-1.

11. Materiale di tenuta

La guarnizione viene utilizzata per riempire eventuali irregolarità tra le due superfici di giunzione (come la superficie di tenuta tra il corpo valvola e il coperchio valvola) per evitare la fuoriuscita di fluidi dalla superficie di giunzione.

1. Requisiti Il materiale della guarnizione deve avere una certa elasticità, plasticità e resistenza sufficiente alla temperatura operativa per garantire la tenuta. Allo stesso tempo, deve avere una buona resistenza alla corrosione.

2. Tipi e selezione dei materiali delle tenute Le tenute possono essere suddivise in materiali morbidi e duri. I materiali morbidi sono generalmente materiali non metallici, come cartone, gomma, lastre di gomma e amianto, PTFE e così via. I materiali duri sono solitamente materiali metallici o amianto rivestito con metallo aggrovigliato, metallo e amianto, ecc. Esistono molte forme di guarnizioni, tra cui piatte, rotonde, ovali, dentate, a forma di lente e altre forme speciali. I materiali delle guarnizioni metalliche sono generalmente acciai al carbonio di alta qualità 08, 10, 20 e 1Cr13, 1Cr18Ni9

acciaio inossidabile, che richiedono elevata precisione di lavorazione e finitura superficiale e sono adatti per valvole ad alta temperatura e alta pressione. I materiali delle guarnizioni non metalliche hanno generalmente una buona plasticità e possono ottenere la tenuta con poca pressione. Adatti per valvole a bassa temperatura e bassa pressione. Il materiale della guarnizione può essere selezionato secondo la Tabella 5-4.

Materiali delle guarnizioni	medio	Campo di applicazione
Materiali delle guarnizioni	medio	Pressione (MPa)	Temperatura (℃)
Cartone spesso	Acqua, Categoria Olio	≤10	40
Cartone impregnato d'olio	Acqua, Categoria Olio	≤10	40
Pannello di gomma	Acqua, aria	≤6	50
Pannello di amianto	Vapore, gas di carbone	≤6	450
politetrafluoroetilene	Media corrosivi	≤25	200
Pannello in gomma e amianto XB-450	vapore acqueo, aria, gas di carbone	≤60	450
XB-350	vapore acqueo, aria, gas di carbone	≤40	350
XB-200	vapore acqueo, aria, gas di carbone	≤15	200
Pannello in gomma e amianto resistente all'olio	Categoria olio	160	30
Acciaio 08 con riempimento XB-450	vapore acqueo	100	450
acciaio 08 e riempimento XB-350	vapore acqueo	40	350
1Cr13, riempimento 0Cr13 amianto	vapore acqueo	100	600
acciaio 08 e riempimento in amianto gomma resistente all'olio	Categoria olio	100	350
rame	vapore acqueo, aria	100	250
alluminio	vapore acqueo, aria	64	350
acciaio 10, acciaio 20	vapore acqueo, Categoria olio	200	450
1Cr13	vapore acqueo	200	550
1Cr13Ni9	vapore acqueo	200	600

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