閥門內(nèi)件是指閥座密封面、啟閉件密封面、閥桿、上密封座以及內(nèi)部小零件，不同的閥類內(nèi)件的名稱，要求也不盡相同。

內(nèi)件材料的選擇原則是根據(jù)殼體材料的情況，介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、零件所起的作用以及受力情況綜合考慮的，一些通用閥門標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了內(nèi)件材料，有的對(duì)某種零件規(guī)定了幾種材料，讓設(shè)計(jì)者根據(jù)具體情況選用，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定得比較詳細(xì)，不僅規(guī)定材料還規(guī)定了硬度，如ISO10434:1998和ANSI/APl600-2009《石油天然氣工業(yè)螺栓連接閥蓋鋼制閘閥》規(guī)定了13Cr的內(nèi)件密封面最低硬度為200HB，配對(duì)密封面之間至少要有不小于50HB的硬度差，閥桿的硬度為200～275HB，上密封座最低硬度為250HB，有些產(chǎn)品沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，就要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

密封面材料(閥座和啟閉件密封面)

閥座密封面和啟閉件密封面是閥門的重要工作面之一，選材是否合理以及它的質(zhì)量狀況直接影響閥門的功能和壽命。

1．密封面的工作條件

由于閥門用途十分廣泛，因此，閥門密封面的工作條件差異很大，工作壓力可以從真空到超高壓，工作溫度可以從-269～816℃，有些場(chǎng)合工作溫度可達(dá)1200℃，介質(zhì)從非腐蝕性到各種酸、堿等強(qiáng)腐蝕性，從密封面的受力情況來(lái)看，受擠壓、剪切，從摩擦學(xué)的角度來(lái)看有磨粒磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應(yīng)的密封面材料。

(2)腐蝕磨損金屬表面腐蝕時(shí)產(chǎn)生一層氧化物，這層氧化物通常覆蓋在受到腐蝕作用的部位上，這樣就能減慢對(duì)金屬的進(jìn)一步腐蝕。但是，如果發(fā)生滑動(dòng)的話，就會(huì)清除掉表面的氧化物，使裸露出來(lái)的金屬表面受到進(jìn)一步腐蝕。

(3)表面疲勞磨損反復(fù)循環(huán)加載和卸載會(huì)使表面或表面下層產(chǎn)生疲勞裂紋，在表面形成碎片和凹坑，最終導(dǎo)致表面的破壞。

(4)沖蝕材料損壞是由銳利的粒子沖撞物體表面產(chǎn)生的，它與磨粒磨損相似，但表面很粗糙。

(5)擦傷擦傷是密封面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，材料因摩擦引起的破壞。

2．對(duì)密封面材料的要求

理想的密封面要耐腐蝕、抗擦傷、耐沖蝕、有足夠的擠壓強(qiáng)度，在高溫下有足夠的抗氧化性和抗熱疲勞性，密封面材料與本體材料有相近的線脹系數(shù)，有良好的焊接性能和冷熱加工性能。

上述這些要求是理想狀態(tài)的，不可能有這樣十全十美的材料，因此，選擇材料要根據(jù)具體情況，解決主要矛盾。

3．密封面材料的種類

常用的密封面材料分為兩大類：軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料即非金屬材料和金屬材料。

(1)軟質(zhì)材料(非金屬材料) 軟質(zhì)材料為各種橡膠、尼龍、氟塑料等。具體名稱、代號(hào)、適用溫度和適用介質(zhì)見(jiàn)表1。

注：1．表中的適用溫度范圍是指這類產(chǎn)品的一般范圍，每種產(chǎn)品都有多種牌號(hào)，適用溫度范圍也不盡相同。因此，使用場(chǎng)合不同，推薦的使用溫度范圍也不同。

2．表中的名稱是這類材料的統(tǒng)稱，每種都有幾個(gè)牌號(hào)，性能也不一樣，如尼龍就有尼龍1010、尼龍6、尼龍66等，丁腈橡膠有丁腈18、丁腈26、丁腈40等，增強(qiáng)聚四氟乙烯有15％玻璃纖維，5％MoS₂，有20％玻璃纖維，有60%PEEK2%石墨，有15%PEEK5%石墨等，選用時(shí)要注意不同牌號(hào)的性能。

3．氟塑料具有冷流傾向，即應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)開(kāi)始流動(dòng)，例如聚四氟乙烯，如果在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有考慮保護(hù)措施，在一定應(yīng)力下，即會(huì)產(chǎn)生冷流失效。

4．表中的適用介質(zhì)只是推薦的，也是籠統(tǒng)的，應(yīng)用時(shí)要查這些材料與某種介質(zhì)相溶性數(shù)據(jù)。

(2)硬質(zhì)材料(金屬材料) 硬質(zhì)材料的密封面主要是各種金屬，如銅合金、不銹鋼、硬質(zhì)合金、碳化鎢等。

1)銅合金：JB/T 5300—2008《工業(yè)用閥門材料選用導(dǎo)則》中規(guī)定灰鑄鐵制閥門、可鍛鑄鐵制閥門、球墨鑄鐵制閥門的銅合金密封面材料牌號(hào)有：鑄鋁黃銅ZCuZn25A16Fe3Mn3，鑄錳黃銅ZCuZn38Mn2Pb2，鑄鋁青銅ZCuAl9Mn2、ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、銅合金制閥門的啟閉件材料有：黃銅H62、HPb59-1，鋁青銅QAL9-2、QAL9-4等。此外，還有巴氏合金(ZChPbSbl6-16-2鉛銻軸承合金)等。

銅合金在水或蒸汽中的耐腐蝕性和耐磨性都較好，但硬度低、強(qiáng)度低，不耐氨和氯水腐蝕，適用介質(zhì)溫度≤250℃，但巴氏合金耐氨及氨水腐蝕，熔點(diǎn)低、強(qiáng)度低，適用于溫度≤70℃、PN≤2.5MPa

2)鉻不銹鋼：鉻不銹鋼有較好的耐腐蝕性，常用于水、蒸汽、油品等非腐蝕性介質(zhì)，工作溫度≤425℃的碳素鋼閥門，但耐擦傷性能較差，特別是在大比壓的情況下使用很易擦傷，試驗(yàn)表明比壓在20MPa以下耐擦傷性能較好，對(duì)于高壓小口徑閥門常采用棒材或鍛件，其牌號(hào)為12Cr13、20Cr13、30Cr13制做的整體閥瓣，密封面經(jīng)表面淬火（或整體淬火）其硬度值對(duì)20Cr13為41～47HRC，30Cr13為46～52HRC為宜，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中如API600～2001中對(duì)13Cr密封面的硬度要求為最小250HB，硬度差50HB，材料牌號(hào)為ASTMA182/A182MF6a。對(duì)公稱尺寸較大的閥門其密封面往往采用堆焊，下面介紹幾種堆焊焊條。

①堆507符合GB/T984-2001(EDCr-Al-15)，堆焊金屬為12Crl3半鐵素體高鉻鋼，堆焊層有空淬特性，一般不需要熱處理，硬度均勻，亦可在750～800℃退火軟化，當(dāng)加熱至900～1000℃空冷或油淬后可重新硬化，焊前需將工件預(yù)熱至300℃以上。焊后空冷，硬度達(dá)≥40HRC，焊后如進(jìn)行不同熱處理可獲得相應(yīng)硬度。

②堆507鉬符合GB/T984-2001(EDCr-A₂-15)，堆焊金屬為12Crl3半鐵素體高鉻鋼，有空淬特性、焊前不預(yù)熱，焊后不處理，焊后空冷，硬度達(dá)≥37HRC。

③堆577鉻錳型閥門堆焊條，符合GB/T 984-2001(EDCrMn-c-15)，焊前不預(yù)熱，焊后不處理，抗裂性好，硬度達(dá)≥28HRC，與堆507鉬配合使用。

④關(guān)于堆焊焊條的說(shuō)明

⑴D507鉬和堆577兩種焊條是為替代Crl3型焊條堆焊有硬度差的閥門密封面而配套研制的，D507鉬堆焊金屬硬度較高，用于閘板；D577堆焊金屬硬度較低，用于堆焊閥體或閥座密封面，兩者組成的密封面可獲得良好的抗擦傷性能。

⑵堆焊層的高度加工后應(yīng)在5ram以上，以保證硬度和化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定。

⑶堆焊要按焊接工藝規(guī)定操作，焊接電流不可過(guò)大，以防止焊條化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生變化，影響焊接質(zhì)量。

3)硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金中最常用的是鈷基硬質(zhì)合金，也稱鈷鉻鎢硬質(zhì)合金，它的特點(diǎn)是耐腐蝕、耐磨、抗擦傷，特別是紅硬性好，即在高溫下也能夠保持足夠的硬度，此外，加工工藝性適中，其許用比壓在80～100MPa，適用溫度范圍-196～650℃，特殊場(chǎng)合達(dá)816℃，但是，它在硫酸，高溫鹽酸中不耐腐蝕，在一些氯化物中也不耐腐蝕。

常用牌號(hào)：STELLITENo.6，符合AWS(美國(guó)焊接協(xié)會(huì))ECoCr-A，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T ED-CoCr-A-03 即D802(堆802)，焊前根據(jù)工件大小進(jìn)行250～400℃預(yù)熱，焊時(shí)控制層間溫度250℃，焊后600～750℃保溫1～2h后隨爐緩冷或?qū)⒐ぜ糜诟稍锖皖A(yù)熱的沙缸或草灰中緩冷。

其他牌號(hào)還有STELLITENo.12，符合AWS ECoCr-B，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)EDCr-B-03，即堆812，焊后硬度達(dá)≥4lHRC。

以上兩種是鈷基硬質(zhì)合金電焊條。鈷基硬質(zhì)合金還有焊絲，可以進(jìn)行氧一乙炔堆焊或鎢極氬弧焊，牌號(hào)為STELLTENo.6焊絲，符合美國(guó)焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)AWS RCoCr-A，也相當(dāng)于HSlll，常溫硬度為40～46HRC。STELLTENo.12符合AWS RCoCr-B，也相當(dāng)于HS112，常溫硬度為44～50HRC。

硬質(zhì)合金(鉆基)焊接都要對(duì)工件預(yù)熱，焊時(shí)控制層問(wèn)溫度，焊后熱處理，要根據(jù)經(jīng)評(píng)定的焊接工藝施焊。

4)等離子噴焊合金粉末：等離子噴焊用合金粉末，類型有鐵基合金粉末、鎳基合金粉末、鈷基合金粉末。噴焊有許多優(yōu)點(diǎn)：省材料、質(zhì)量好、易機(jī)械加工，但需要噴焊設(shè)備，焊前也作焊接工藝評(píng)定。

5)表面處理后作密封面：有些閥類的關(guān)閉件不能堆焊，如球閥的球體，如果是cr不銹鋼的球體可以通過(guò)熱處理來(lái)提高表面硬度。如果是奧氏體不銹鋼制作的球體，由于其表面很軟，就要采用表面處理的方法來(lái)提高表面硬度。在提高硬度的同時(shí)還要考慮處理后表面的耐磨蝕性。

常用的表面處理方法有：鍍硬鉻、化學(xué)鍍鎳、鍍鎳磷合金、氮化、多元復(fù)合氮化等。

6)奧氏體不銹鋼：奧氏體不銹鋼密封面大多以本體材料作密封面。即在ASTM A351/A351M標(biāo)準(zhǔn)中的CF3、CF8、CF3M、CF8M、CF8C、CN7M和ASTM A182/A182M標(biāo)準(zhǔn)中的F304、F316、F304L、F316L等材料的閥體上直接加工出密封面，這種材料的密封面硬度較低，但抗擦傷性較好，同時(shí)耐腐蝕也能耐高溫。

7)其他密封面材料：見(jiàn)表2。

(3)密封面材料的配對(duì)JB/T 308-2004《閥門型號(hào)編制方法》中第五單元為密封面材料代號(hào)：其代號(hào)H-Crl3鋼、y-硬質(zhì)合金、w-閥體本身材料，并規(guī)定當(dāng)兩密封面材料不同時(shí)，用低硬度的材料表示。

代號(hào)為H的配對(duì)：13Cr/13Cr、13Cr/STL、13Cr/l8-8；

代號(hào)為Y的配對(duì)：STL/STL；

代號(hào)為w的配對(duì)：W/W、W/STL。

隨著閥門行業(yè)的發(fā)展，密封面的配對(duì)遠(yuǎn)不止以上這些，以上是常用的內(nèi)件組合。

閥桿或閥座材料

閥桿或閥座材料常用棒材或鍛件，具體材料為：

(1)中國(guó)

1)碳素鋼棒材或鍛件的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能見(jiàn)GB/T 699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)。

2)不銹鋼棒材或鍛件的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能及許用應(yīng)力GB/T 1220-2007。

(2)美國(guó) ASTM A182/A182M-2008《高溫用鍛制或軋制合金鋼和不銹鋼管法蘭 鍛制配件、閥門與零部件》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼種及化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)、力學(xué)性能、許用應(yīng)力。