高压加氢装置阀门材料、检查与试验

压加氢装置的操作条件不仅对材料的可靠性有较高的要求，而且其介质（如氢气和硫化氢）本身对材料性质也有较高的要求，即介质对材料本身存在的缺陷比较敏感。如果材料中有非金属夹杂、夹渣、气孔、裂纹等不连续缺陷，容易导致氢气的积聚，常温下会因其形成的局部高压而引起氢变形，甚至诱发微裂纹，同时也会使材料脆性恶化（氢脆）。

高温下，这些缺陷更利于氢致内部脱碳的进行，从而加快材料氢腐蚀破裂的进程。而硫化氢介质则对材料的外部不连续缺陷比较敏感，尤其是在湿硫化氢环境下，外部的不连续缺陷往往成为应力腐蚀开裂的诱因。

因此，减少或限翻阀门承压部件中的缺陷是保证其可靠性，延长其使用寿命的关键因素之一。阀门承压部件的制造方法有铸造和锻造 2 种。锻造件不存在气孔、疏松、大尺寸圆形夹杂、柱状组织和枝晶组织等缺陷，而且金属致密，综合机械性能好，可靠性高，因此锻造是嗣造高压加氢阿门承压部件的理想方法。但考虑到大多数承压部件的外形比较复杂，而且它们中有很多超过了一般模锻的尺寸，故国内外大多数阀门厂对于 DN＞50 mm 阀门的主要承压部件仍采用铸件。为了保证铸件质量，应从冶炼、铸造工艺和焊补 3 个主要方面进行控嗣。冶炼对材料品质的影响是最基础的影响因素。不同的冶炼方法，得到的材料品质差别也比较大。

目前国内阀门厂普遍采用电炉冶炼，而国外的大多数阀门厂则采用 VOD 或 AOD 冶炼方法。VOD／AOD 与电炉冶炼相比，其有益合金元素烧损少，材料成分更容易接近理想状态，而且脱气性好，有害杂质元素少，故获得的材料品质也就比较高。铸造工艺是影响材料性能的关键因素，它涉及到了铸膜材料选择、木模外模型涉及、浇铸温度控制和浇铸方法选择等方面。总之，有利于改善铸件质量的铸造工艺如精密铸造、压力铸造和真空浇铸等应作为阀门制造厂今后的发展方向。焊朴是处理铸件缺陷的一种补救措施。

大多数铸件都是需要焊补修理的，如果缺陷超标就给予报废，将会增加阀门的生产成本。但每个阀门的焊朴数量、焊补面积和焊朴次数等应有限制，因为焊补区的金属不同于铸造金属，焊补数量越多，焊补面积越大，造成铸造金属的不均匀性越严重，从而导致材料的综合性能下降。每次焊补都相当于给铸件一次加热，而多次对铸件加热会给它带来一系列不利的影响，故阀门的焊补次数也应有所限制。ASTM 规范中对铸造材料的焊补提出了一定的要求，但其要求偏低，国外大多效阀门制造商的铸件焊补控制水平均比 ASTM 规定的严格。

实际上，铸件焊补的控制还反映了铸件材料的质量与生产成本之间的平衡关系，因此关键还是要提高铸件的铸造质量，尽量减少铸造缺陷，阀门的强度（水压）试验、密封试验及必要的无损探伤是衡量阀门是否合格的必要条件，但井不是衡量一个阀门好坏的充分条件，至少对高压加氢阀门来说，它们尚不能完全反映一个阀门的综合品质。

以阀门的密封为例，一般情况下，只要保证密封件的机加工精度，就容易通过冷态下的工厂密封试验，但它并不代表阀门在长期使用（尤其是在高温、高压工作工况）条件下也能保持良好的密封。一旦阀门部件出现磨损、腐蚀、应力松弛、变形和材料变性等问题。将会影响到阀门的密封性能，严重时会使密封失效。而部件金属组织的稳定性和均匀性、部件结构造成的局部应力水平等，都会从某种程度上影响到材料的腐蚀、应力松弛、变形和变性等问题。而材料的这些问题都是无损探伤和冷态下的压力试验无法检查的，对于一般介质上应用的中低压阀门来说，上述的问题可能不存在或者不突出，而对高压临氢条件下应用的阀门，这些问题将是不可忽略的。

因此，对高压临氢用阀门。应对其进行全方位的检查试验。由于阀门承压零部件的材料品质（尤其是铸件材料）对阀门的使用寿命影响较大。故就承压铸件的检查试验作进一步讨论，铸件材料的品质主要取决于其生产过程（如冶炼工艺、制造工艺等），而对其产品进行的各种检查试验仅仅是对其品质考核的一种手段，它并不能改变材料的品质。因此，阀门零部件在开始工业生产前进行系统的、科学的工艺评定就显得尤为重要。而工艺评定中的质量定位又直接决定了材料（产品）的品质。结台高压加氢装置的介质特点，在此提出其主要承压零部件在工业生产前应进行的工艺评定项目。