一般低溫系指低于-29~-196℃范圍內,在-196~-269℃為超低溫范圍,石化企業規定低于-20℃就算低溫。一般碳素鋼、低合金鋼、鐵素體鋼在低溫下韌性急劇下降,脆性上升,這種現象叫材料的冷脆件,為了保證材料的使用性能,不儀要求材料仵常溫時有足夠的強度、韌性、加工性能以及良好的焊接性能,而且要求材料在低溫下也具有抗脆化的能力,另外,材料在低溫時也會發生收縮,各個零件收縮率小同是斂使某些密封部位發生泄漏的原因。因此,要研究各部位的材料、結構,防止低溫時產生間隙,表1列出幾種常用氣體的液化溫度。
液化氣體 | 沸點/℃ | 液化氣體 | 沸點/℃ |
氨 | -33.4 | 液化天然氣 | -160 |
丙烷 | -45 | 甲烷 | -163 |
丙烷 | -47.7 | 氧 | -183 |
硫化碳酰 | -50 | 氬 | -186 |
硫化氫 | -59.5 | 氟 | -187 |
二氧化碳 | -78.5 | 氮 | -195.8 |
乙炔 | -84 | 氖 | -246 |
乙烷 | -83.3 | 氚 | -249.6 |
乙烯 | -104 | 氫 | -252.8 |
氪 | -151 | 氦 | -269 |
在20世紀60~70年代期間,我國制作低溫閥門的材料也就是銅合金、不銹鋼,沒有低溫閥門用鋼標準,直到1994年才制定了機械工業行業標準JB/T 7248-1994《閥門用低溫鋼鑄件技術條件》,到2008年重新修訂。
(1)中國 JB/T 7248—2000《閥門用低溫鋼鑄件技術條件》規定了鑄件材料牌號是使用溫度見該標準表1,鑄件的化學元素質量分數見該標準表2,鑄件的力學性能見該標準表3,鑄件的許用應力見表2,當清除鑄件表面缺陷的方法會產生高溫時,則對鑄件至少應該預熱到該標準表4中規定的最低預熱溫度后方可實施。
鋼號 | 許用應力 | ||
許用拉應力[σl]/MPa | 許用彎曲應力[σw]/MPa | 許用切應力[τ]/MPa | |
LCA | 93 | 98 | 49 |
LCB | 104 | 106 | 53 |
LCC | 114 | 120 | 60 |
LC1 | 104 | 106 | 53 |
LC2 | 114 | 120 | 60 |
LC2-1 | 170 | 239 | 120 |
LC3 | 114 | 120 | 60 |
LC4 | 114 | 120 | 60 |
LC9 | 138 | 224 | 112 |
CA6NM | 179 | 239 | 120 |
ZG03Cr18Ni10 | 77 | 92 | 46 |
ZG08Cr18Ni9 | 85 | 104 | 52 |
ZG12Cr18Ni9 | 85 | 104 | 52 |
ZG08Cr18Ni9Ti | 85 | 104 | 52 |
ZG12Cr18Ni9Ti | 85 | 104 | 52 |
ZG08Cr18Ni12Mo2Ti | 94 | 115 | 58 |
ZG12Cr18Ni12Mo2Ti | 94 | 115 | 58 |
CF3 | 90 | 114 | 57 |
CF8 | 90 | 114 | 57 |
CF3M | 90 | 114 | 57 |
CF8M | 90 | 114 | 57 |
CF3C | 90 | 114 | 57 |
(2)美國 ASTM A352/A352M-2006《低溫用承壓件鐵素體和馬氏體鋼鑄件》標準中規定了鑄件的牌號和通常最低試驗溫度見表3,化學元素質量分數見表4,力學性能見表5,許用應力見表6,熱處理狀態及回火溫度見表7。當用高溫方法去除缺陷時,鑄件應被預熱到表8所規定的最低溫度以上。