一般低温系指低于-29~-196℃范围内,在-196~-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,这种现象叫材料的冷脆件,为了保证材料的使用性能,不仪要求材料仵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,材料在低温时也会发生收缩,各个零件收缩率小同是敛使某些密封部位发生泄漏的原因。因此,要研究各部位的材料、结构,防止低温时产生间隙,表1列出几种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 | -160 |
丙烷 | -45 | 甲烷 | -163 |
丙烷 | -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 | 氚 | -249.6 |
乙烯 | -104 | 氢 | -252.8 |
氪 | -151 | 氦 | -269 |
在20世纪60~70年代期间,我国制作低温阀门的材料也就是铜合金、不锈钢,没有低温阀门用钢标准,直到1994年才制定了机械工业行业标准JB/T 7248-1994《阀门用低温钢铸件技术条件》,到2008年重新修订。
(1)中国 JB/T 7248—2000《阀门用低温钢铸件技术条件》规定了铸件材料牌号是使用温度见该标准表1,铸件的化学元素质量分数见该标准表2,铸件的力学性能见该标准表3,铸件的许用应力见表2,当清除铸件表面缺陷的方法会产生高温时,则对铸件至少应该预热到该标准表4中规定的最低预热温度后方可实施。
钢号 | 许用应力 | ||
许用拉应力[σl]/MPa | 许用弯曲应力[σw]/MPa | 许用切应力[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)美国 ASTM A352/A352M-2006《低温用承压件铁素体和马氏体钢铸件》标准中规定了铸件的牌号和通常最低试验温度见表3,化学元素质量分数见表4,力学性能见表5,许用应力见表6,热处理状态及回火温度见表7。当用高温方法去除缺陷时,铸件应被预热到表8所规定的最低温度以上。