阀门材料-低温钢
一般低温指小于-29～-101℃范围内，小于-101℃至-269℃为超低温范围。石化企业规定低于-20℃就算低温。一般碳素钢、低合金钢、铁素体钢在低温下韧性急剧下降，脆性上升，这种现象称材料的冷脆现象。为了保证材料的使用性能，不仅要求材料在常温时有足够的强度、韧性、加工性能以及良好的焊接性能，而且要求材料在低温下也具有抗脆化的能力。另外由于低温工况的特殊性，材料在低温时会发生收缩，各个零件收缩率不同将导致某些密封部位发生泄漏。此外，奥氏体不锈钢在马氏体转变温度时，部分奥氏体转变成马氏体而引起体积变化导致阀门泄漏也是一个重要原因。因此，综合考虑阀门各部位零件的材料、结构特点才能使低温选材更为合理。
1 常用气体的液化温度
几种常用气体的液化温度（0.1MPa的沸点）见表1。
表1 常用气体的液化温度
| 液化气体 | 沸点℃ | 液化气体 | 沸点℃ |
| 氨 | -33.4 | 液化天然气 | -161.2 |
| 丙烷 | -45 | 甲烷 | -163 |
| 丙烯 | -47.7 | 氧 | -183 |
| 硫化碳酰 | -50 | 氩 | -186 |
| 硫化氢 | -59.5 | 氟 | -187 |
| 二氧化碳 | -78.5 | 氮 | -195.8 |
| 乙炔 | -84 | 氖 | -246 |
| 乙烷 | -83.3 | 氘 | -249.6 |
| 乙烯 | -104 | 氢 | -252.8 |
| 氪 | -151 | 氦 | -269 |
2 美国标准的低温铸钢、锻钢
适用于低温下的钢材要求在低温下有足够的韧性，衡量其韧性的指标是在低温下的冲击能量，不同类型（或牌号）的低温钢适用于不同的低温温度。低温阀门按适用的温度划分，分为-46℃、-70℃、-101℃、-196℃四个等级，不同温度等级的阀门所选用的钢材必须在其所适用的温度下达到标准规定的冲击能量才是安全可靠的。
2.1 美国标准的低温铸钢（铸件）
美国低温铸钢采用的标准是ASTM A 352《低温用承压件铁素体和马氏体钢铸件》。该标准规定的材料牌号、适用温度及冲击能量要求见表2和表3。
表2 低温铸钢件材料牌号和适用温度
| 类型 | C | C | C-Mn | C-Mo | 2.5Ni | Ni-Cr-Mo | 3.5Ni | 4.5Ni | 9Ni | Cr-Ni-Mo |
| 牌号 | LCA | LCB | LCC | LC1 | LC2 | LC2-1 | LC3 | LC4 | LC9 | CA6NM |
| UNS编号 | J02504 | J03303 | J02505 | J12522 | J22500 | J42215 | J31550 | J41500 | J31300 | J91540 |
| 适用温度℃ | -32 | -46 | -46 | -59 | -73 | -73 | -101 | -115 | -196 | -73 |
表3 低温铸钢件材料夏比V型切口冲击能量要求
| 牌号 | LCA | LCB | LCC | LC1 | LC2 | LC2－1 | LC3 | LC4 | LC9 | CA6NM |
| 试验温度℃ | -32 | -46 | -46 | -59 | -73 | -73 | -101 | -115 | -196 | -73 |
| 两个试样的最小值和三个试样的最小平均值英尺每磅（焦耳） | 13（18） | 13（18） | 15（20） | 13（18） | 15（20） | 30（41） | 15（20） | 15（20） | 20（27） | 20（27） |
| 单个试样最小值英尺每磅（焦耳） | 10（14） | 10（14） | 12（16） | 10（14） | 12（16） | 25（34） | 12（16） | 12（16） | 15（20） | 15（20） |
ASTM A 352中共有十个低温铸钢牌号，其中最常用的三个牌号分别是用于-46℃的LCB、LCC和用于-101℃的LC3。对于低于-101℃至-196℃的工况条件下一般采用奥氏体钢铸件（如CF3、CF3M、CF8、CF8M等），其低温冲击能量要求在JB/T 7749《低温阀门技术条件》中规定，在试验温度为-196℃条件下夏比V型切口冲击能量三个试样最小平均值为20～27焦耳，三个试样中一个试样的最小值为10～20焦耳。
浙公网安备33032402001997号
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