阀门在耐久性方面有哪些具体差异？

一、金属材料阀门的耐久性对比

1. 铸铁（灰铸铁、球墨铸铁）

• 耐久性特点：
  • 耐腐蚀性：普通铸铁抗大气、水腐蚀能力弱，易生锈，适合中性清洁介质（如水、空气）；球墨铸铁强度高于灰铸铁，但耐腐蚀性相近。
  • 耐高温 / 高压：最高耐温约 250℃，耐压能力低（PN≤16），高温下易脆化。
  • 耐磨性：表面硬度低，含颗粒介质易磨损密封面。
• 适用场景：低压常温（如给排水、暖气系统），不适合腐蚀性或高压环境。
• 缺点：脆性大，易断裂；耐腐蚀性差，长期使用需防腐涂层（如环氧树脂）。

2. 碳钢（Q235、20# 钢）

• 耐久性特点：
  • 耐腐蚀性：抗水、蒸汽腐蚀能力优于铸铁，但在潮湿、酸碱环境中易生锈，需表面镀锌或涂漆防护。
  • 耐高温 / 高压：耐温可达 450℃，耐压能力强（PN≤100），适合中高压工况（如蒸汽管道）。
  • 耐磨性：硬度中等，轻微颗粒介质下表现尚可，但长期冲刷易磨损。
• 适用场景：石油、化工、电力行业的中高压、非腐蚀性介质（如原油、蒸汽）。
• 缺点：不耐酸、碱、盐溶液，高温下可能发生氧化皮脱落。

3. 不锈钢（304、316、316L、双相钢）

• 304 不锈钢：
  • 耐腐蚀性：耐大气、水、弱酸碱，但若介质含氯离子（如海水、盐水），易发生点蚀，耐腐蚀性低于 316。
  • 耐高温 / 高压：耐温 - 196℃~800℃，耐压能力强，适合中等腐蚀性环境。
• 316/316L 不锈钢：
  • 耐腐蚀性：添加钼元素，抗氯离子点蚀能力显著提升，适合海水、化工溶液（如盐酸、硫酸）。
  • 耐高温：316L 碳含量更低，抗晶间腐蚀能力更强，适合焊接后不热处理的场景。
• 双相钢（2205、2507）：
  • 机械强度：强度是普通不锈钢的 2 倍，耐高压、抗冲击，适合高压含颗粒介质（如油气混输）。
  • 耐腐蚀性：耐应力腐蚀开裂（SCC）能力优异，在氯化物环境中耐久性远超 304/316。
• 适用场景：304 用于食品、医药；316/316L 用于化工、海洋工程；双相钢用于高压高腐蚀（如页岩气开采）。
• 缺点：成本高于碳钢，硬密封时密封面需堆焊硬质合金（如碳化钨）提升耐磨性。

4. 合金钢（铬钼钢、镍基合金）

• 铬钼钢（15CrMo、12Cr1MoV）：
  • 耐高温：耐温可达 600℃以上，抗高温蠕变，适合电站高温高压蒸汽管道。
  • 耐腐蚀性：优于碳钢，但弱于不锈钢，需避免腐蚀性介质。
• 镍基合金（哈氏合金 C-276、蒙乃尔 Monel）：
  • 耐腐蚀性：几乎耐所有强酸（如王水、浓盐酸）、强碱及氯化物，是耐腐蚀性最强的金属材料之一。
  • 耐高温：哈氏合金 C-276 可耐 1200℃高温，且抗高温氧化。
  • 耐磨性：硬度高，适合含固体颗粒的强腐蚀介质（如湿法冶金、垃圾焚烧）。
• 适用场景：航空航天、核电、浓酸 / 碱等高腐蚀高温环境。
• 缺点：成本极高（是不锈钢的 5~10 倍），加工难度大。

二、非金属及复合材质阀门的耐久性对比

1. 塑料（PVC、PP、PVDF、PE）

• 耐久性特点：
  • 耐腐蚀性：耐酸、碱、盐溶液（PVDF 耐强氧化性酸如硝酸），是性价比最高的耐腐蚀材料。
  • 耐高温 / 高压：耐温低（PVC≤60℃，PP≤90℃，PVDF≤150℃），耐压能力弱（PN≤10），高压下易变形。
  • 抗老化性：易受紫外线、温度影响老化（如 PVC 变脆），需避免露天长期使用。
• 适用场景：化工、电镀、环保行业的低压腐蚀性液体（如酸碱溶液、污水）。
• 缺点：强度低、易磨损，不适合含颗粒介质或高温高压工况。

2. 衬里材料（衬氟 F4、衬胶）

• 衬氟（PTFE/FEP/PFA）：
  • 耐腐蚀性：几乎耐所有化学介质（包括王水），耐温 - 200℃~260℃（PFA 可达 260℃）。
  • 耐磨性：表面光滑，抗颗粒冲刷能力弱，含颗粒介质易划伤衬层。
  • 附着力：衬层与基体（碳钢）结合力依赖工艺，长期高压易鼓包脱落。
• 衬胶：
  • 耐腐蚀性：耐一般酸碱，耐温≤120℃，但不耐强氧化剂（如浓硫酸）。
  • 耐磨性：橡胶弹性好，适合含颗粒的泥浆、污水，抗冲击性强。
• 适用场景：衬氟用于强腐蚀（如氢氟酸），衬胶用于耐磨耐腐蚀（如矿山尾矿浆）。
• 缺点：衬层破损后基体易被腐蚀，维修需整体更换。

3. 陶瓷 / 石墨

• 陶瓷（氧化铝、碳化硅）
  • 耐磨性：硬度仅次于金刚石，耐颗粒冲刷能力极强，适合高磨损工况（如除尘、煤粉管道）。
  • 耐腐蚀性：耐酸、耐高温（1000℃以上），但脆性大，抗冲击能力差，易因振动或温度骤变开裂。
• 石墨
  • 耐高温：耐温可达 3000℃，且热膨胀系数低，适合高温密封（如球阀密封圈）。
  • 耐腐蚀性：耐酸（除硝酸），但易被氧化，潮湿环境中易吸潮导致电阻变化。
• 适用场景：陶瓷用于高磨损（如矿浆），石墨用于高温密封。
• 缺点：陶瓷脆性大，石墨强度低。

三、关键工况对材料耐久性的影响

四、总结：材料耐久性选择建议

1. 优先考虑介质特性：
   • 中性清洁介质（水、空气）：铸铁（低压）、碳钢（中高压）。
   • 腐蚀性介质：不锈钢（316L）、衬氟、哈氏合金（依腐蚀强度递增）。
   • 含颗粒 / 磨损介质：陶瓷、衬胶、堆焊硬质合金的不锈钢。
2. 温度压力适配：
   • 低温（-196℃）：304 不锈钢、铝合金；高温（>500℃）：铬钼钢、镍基合金。
   • 高压（PN>100）：锻钢、双相钢（强度高）。
3. 平衡成本与寿命：
   • 低成本场景：铸铁、PVC（短期耐腐蚀）；高可靠性需求：哈氏合金、衬氟（长期免维护）。
4. 关注工艺缺陷：
   • 铸件（铸铁、铸钢）可能存在气孔，优先选锻件；衬里阀门需验证衬层附着力（如电火花检测）。