1 引言

  在金属斑纹管调节阀中，金属斑纹管组件在阀杆与阀体内的工艺流体之间供给了可轴向移动的金属壳体，形成动严密封闭。斑纹管在承担阀杆的压缩与拉伸的同时承担媒介的压力、温度和腐蚀，保证阀门在生存的年限周期内成功实现零泄露。随着斑纹管在阀门行业的存在广泛应用，对斑纹管的技术要求也不断增长。阀门用金属斑纹管不断向耐高压、耐高温、耐腐蚀和长生存的年限方向进展。

  2 斑纹管材料要求

  2.1 基本要求

  适于出产斑纹管的材料务必具备令人满意的范性、高的弹性极限、抗拉强度和疲乏强度，令人满意的烧焊性能，牢稳的弹性性能。奥氏体不锈钢因具备这些个性能独特的地方，被广泛用于制作斑纹管。

  2.2 耐高压

  耐压是对阀门及斑纹管的基本要求，但随着阀门压力等级的升高，斑纹管壁厚增加和刚度加大，给阀门开启及斑纹管制作都增加了困难程度。斑纹管出产厂家普通不仅纯增加壁厚，而是经过增加层数的办法增长产品耐压力，同时减低了斑纹管的轴向刚度，减小阀门开启力。公称压力15MPa（900lb）以下的奥氏体不锈钢材料斑纹管壁厚范围普通为0.1～0.3mm，层数1～6层。该压力等级下的斑纹管具备一定通用性，已形成系列产品。当压力达到25MPa（1500lb）以上时，要依据阀门跟前径和办公温度挑选合宜的材料，由斑纹管专业出产厂家预设出产。

  2.3 耐腐蚀

  非金属材料耐腐蚀性能良好，衬氟塑防腐阀门应用广泛，四氟斑纹管阀门也有一定的应用领域。但因非金属材料强度和耐热性都较低，普通运用温度不超过150℃，应用范围遭受限止。以304、316L为代表的奥氏体不锈钢可以对付腐蚀性较弱的工况，但要抗争例如氯碱行业的湿氯腐蚀以及其它刻薄腐蚀性工况时，务必认为合适而使用耐腐蚀性能良好的耐腐蚀合金材料。耐蚀合金的耐点蚀以及缝子腐蚀的有经验常用耐点腐当量（PRE）值表征，PRE值依据式（1）计算。

  PRE值越高，合金的临界缝子腐蚀温度（CCT）和临界点蚀温度（CPT）越高。从表1可以看见，几种耐蚀合金的PRE值较304和316L的PRE值高众多。

  表1 材料的机械性能与抗点蚀当量

  2.4 耐高温

  办公温度高于450℃的阀门称为高温阀门。奥氏体不锈钢的引荐办公温度无上为400℃，所以高温阀门务必选用耐高温合金材料。

  3 特殊的一种材料斑纹管

  3.1 特殊的一种材料

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  （1）Ni-Cu合金

  约含70百分之百Ni和30百分之百Cu的镍铜合金素以蒙乃尔（Monel）之出名著作称。典型的Monel400合金的化学成分如表2所示。

  Monel合金主要用于弱恢复性溶剂，尤其是氢氟酸，对烈性碱及流动的海水也具备良好的耐腐蚀性能。Monel合金也适合使用于干燥氯气、氯化氢气、高温氯气（425℃）及高温氯化氢（450℃）等媒介。Monel在潮润的背景中会遭受氧气化性酸类、氯化物和铵盐的浸蚀，所以在氧气化性的水溶液中不耐蚀。额外，它在熔化性苛性碱中会萌生应力腐蚀。Mo2nel合金的相宜办公温度为480℃以下。

  表2 Monel400合金化学成分 Wt百分之百

  （2）Ni-Cr-Mo合金

  含钼的镍基合金，也称哈氏合金。哈氏C-276合金因具备特别好的综合性能，既可以用于氧气化媒介又可用于恢复媒介的背景之中，因为这个被广泛的应用。C-276合金主要耐湿氯、各种氧气化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧气化性盐，在低温与中温盐酸中均有美好的耐蚀性能。C-276并不具有足够的热牢稳性，在650～1090℃温度范围内长时间（超过10min）时效后，会在晶界析出碳化合物或金属间化合物，导致晶间腐蚀。C-276合金的化学成分如表3所示。Inconel625合金是一种包括数量多铬（20Wt百分之百～25Wt百分之百）、钼（8Wt百分之百～10Wt百分之百）、铁（5Wt百分之百）、并以铌（3.5Wt百分之百～4.5Wt百分之百）为主要添加元素的镍铁基奥氏体变型合金，化学成分如表3所示。625合金中参加铌增长了抗晶间腐蚀的热牢稳性。铬含量较C-276合金高，增长了合金在很多强氧气化性媒介中的耐蚀性，如沸腾的硝镪水。625合金以钼和铌为主好强化元素的固溶巩固合金，运用温度普通不超过650℃。

  表3 哈氏C-276与Inconel625合金的化学成分Wt百分之百

  （3）NI-Fe-Cr合金

  Incoloy825合金是一种添加了钼、铜和钛的镍-铁-铬固溶巩固合金，化学成分如表4所示。普通合金中镍品质分数不低于30百分之百，而（镍+铁）品质分数不低于65百分之百，因为这个825合金有时候又被称为镍铁基合金。825合金主要用于抗氧气化性媒介的腐蚀。因为材料中参加钛元素，其牢稳性大大增长，况且因为有较低的碳含量，因此防止了正常运用的腐蚀性背景中因为烧焊热影响区中碳化合物沉淀而遭受浸蚀。合金中的镍含量完全可以使之抗奥氏体所遭受的应力腐蚀出现裂缝。825运用温度普通不超过550℃，650～760℃为材料的严重敏化温度范围。

  Inconel718合金是时效巩固的镍铁铬基变型高温合金，在650℃以下的强度居高温合金之首，并具备令人满意的抗热疲乏、抗氧气化、抗辐射和冷、高温加工性能，是应用最为广泛的高温合金之一，化学成分如表4所示。合金是在固溶合金基础上，经过填加较多的Al、Ti和Nb等元素而进展成的。这些个元素除巩固固溶体外，还与镍接合形成共格牢稳、成分复杂的金属间化合物，同时铝、铜、硼元素与碳形成各种碳化合物使合金的热强性大大增长。合金的强度主要出处于基体中平均散布的巩固相″及小量的’，在650℃的温度范围内具备令人满意的力学性能、耐腐蚀性能和抗蠕改变性别能，在650℃以上运用时合金中的主好强化相″便于粗化和转化为相使合金性能减低或失去效力。

  表4 Inconel825与Inconel718的化学成分Wt百分之百

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  （4）双相不锈钢

  双相不锈钢由奥氏体和铁素体约各占50百分之百的团体组成，奥氏体的存在减低了高铬铁素体钢的脆性和氢脆，增长了双相不锈钢的韧性。铁素体存在增长了奥氏体钢的屈挠强度、抗晶间腐蚀和应力腐蚀的有经验。

  双相不锈钢在氯化物、硫化物中具备高的抗应力腐蚀出现裂缝的有经验，管用地解决了长时期以来围困并搅扰奥氏体不锈钢因部分腐蚀所致的失去效力问题。运用量较大的SAF2205双相不锈钢的化学成分如表5所示，该材料存在475℃脆性温度区，运用温度普通不超过300℃。

  表5 双相不锈钢2205的化学成分Wt百分之百

  （5）钛

  钛是一种钝化倾向很强的金属，极易与氧气反响而在其表不熟悉成一层氧气化膜。在很多腐蚀性媒介中，这种氧气化膜是很牢稳的，较难溶解，纵然遭到毁伤，只要有丰足的氧气，也能迅疾半自动还原。因为这个钛在氧气化性、中性媒介中具备特别好的耐腐蚀性。工业纯钛TA2的化学成分如表6所示。

  表6 钛的化学成分Wt百分之百

  ASME把变型工业纯钛及低合金钛的应用温度最大限度设定为316℃

  3.2 成型特别的性质

  液压冷成型制作斑纹管的办法要求材料具备令人满意的范性，并经过随即的处置获得高的弹性和强度。不过众多特别材料并不具有这么的特别的性质，给斑纹管预设出产带来众多艰难。例如双相不锈钢，屈强比（屈挠强度/抗拉强度）高，冷成型回弹量较300系奥氏体不锈钢大，冷作硬化倾向较300系奥氏体不锈钢严重。当斑纹管的外径与内径的比超过一定值时，要采取两次成型及两次固溶处置的办法施行斑纹管成型。一样，钛的不锈钢阀门抗拉强度与其屈挠强度靠近，在斑纹管成型时范性变型差。同时，钛的屈挠极限与弹性模量的比率大，使钛成型时的回弹有经验大。用这么的材料制作的斑纹管，成型后的回弹量很难预先推测和计算，经过整容的办法几何尺寸也很难满意起初的预设方案。因为这个，有点特别材料固然可以用来制作斑纹管却很不容易得到到存在广泛的应用。用船舶蝶阀户在选用斑纹管时，应综合思索问题阀门媒介的腐蚀性能、温度、压力等尽力选用成型性能好的材料。

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  3.3 烧焊特别的性质

  液压斑纹有效无缝管坯或有纵向焊缝的有缝管坯制成，有缝管坯要求烧焊接头的屈挠强度与伸长率与母材相当。烧焊斑纹管是把预先冲制的环状膜片沿其里外边缘交替烧焊而制成。阀门用斑纹管两端普通需求以各种接口方式与法兰或阀杆等结构件烧焊，这些个结构件有时候与斑纹管材料并不一。因为这个，阀门用斑纹管的材料本身要具备令人满意的烧焊性能，在与阀杆等结构件烧焊时应具备可焊性。与斑纹管烧焊的结构件应尽力选用与斑纹管相同的材料或性能靠近、可焊性令人满意的异种材料。

  4 液压斑纹管与烧焊斑纹管比较

  用于斑纹管阀门的金属斑纹管主要有液压成型和烧焊成型两种。液压斑纹管经过增加层倍增长耐压力，耐压性能好。多波一次成型或单波蝉联成型，出产周期短，价钱低，刚度大，准许位移小（单波位移为波距的15百分之百～20百分之百）。原材料为无缝管坯或有缝管坯，极薄壁无缝管出产工艺复杂，有缝管对烧焊设施要求较高，国内小直径有缝管出产工艺不了熟。液压斑纹管标准化和系列化深重，用户可依据专业出产厂家样本选型。烧焊斑纹管普通为单层或双层，耐压性受限止。焊缝数目与波数成正比，出产周期长，价钱高，刚度小、准许位移大（压缩率达40百分之百～60百分之百）。原材料为板料或带材，比较容易取得，况且可以选用范性差而弹性性能好的材料，标准化和系列化程度差。

  5 结束语

  斑纹管阀门的运用工况越来越刻薄，对斑纹管的材料提出了更高要求。在阀门用特殊的一种材料斑纹管选用过程中，要依据阀门具体工况，挑选合宜的材料和斑纹管成型办法。阀门用特殊的一种材料斑纹管因具备耐高压、耐高温、耐腐蚀、长生存的年限的独特的地方，必将变成阀用斑纹管的进展发展方向。

  参照文献

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