1 前言
在波紋軟管調節閥門中，波紋軟管部件在閥座與閥身體內的工序液體中間帶來了可徑向挪動的合金外殼，產生動密封性。金屬波紋管在承擔閥座的縮小與拉申的一起承擔物質的工作壓力、環境溫度和浸蝕，保證閘閥在使用壽命期限內完成零泄露。伴隨著金屬波紋管在閥門行業的常見運用，對金屬波紋管的技術標準也不斷提升。閘閥用波紋軟管持續向耐髙壓、耐熱、抗腐蝕和壽命長方位發展趨勢。
2 金屬波紋管原材料規定
2.1 基本上規定
適合生產制造金屬波紋管的材質需要具備較好的可塑性、高的彈力極限值、抗壓強度和疲勞極限，優良的激光焊接特性，平穩的延展性特性。低合金鋼因具備這種特性特點，被普遍用來生產制造金屬波紋管。
2.2 耐髙壓
抗壓是對閘閥及金屬波紋管的主要規定，但伴隨著閘閥工作壓力級別的上升，金屬波紋管壁厚提升和彎曲剛度增加，給閘閥打開及金屬波紋管生產制造都提高了難度系數。波浪紋管生產廠家一般不純粹提升壁厚，反而是根據提升疊加層數的方式 提升商品耐工作壓力，與此同時減少了金屬波紋管的徑向彎曲剛度，減少閘閥打開力。磅級15MPa（900lb）下列的低合金鋼原材料金屬波紋管壁厚范疇一般為0.1～0.3mm，疊加層數1～6層。該工作壓力級別下的金屬波紋管具備一定實用性，已產生產品系列。當工作壓力做到25MPa（1500lb）以上時，要依據閘閥規格和操作溫度挑選適宜的原材料，由金屬波紋管技術專業生產商設計方案生產制造。
2.3 抗腐蝕
非金屬材質耐蝕性能優質，襯氟塑防腐閥門運用普遍，四氟波紋管閘閥也是有一定的主要用途。但因非金屬材質抗壓強度和熱穩定性都較低，一般采用環境溫度不超過150℃，運用范疇受限制。以304、316L為象征的低合金鋼可以解決腐蝕較差的工作狀況，但要抵抗例如氯堿化工領域的濕氯浸蝕及其別的嚴苛腐蝕工作狀況時，務必選用耐蝕性能優質的抗腐蝕合金制品。耐腐蝕鋁合金的耐點蝕及其縫隙腐蝕的工作能力常見耐點腐劑量（PRE）值表現，PRE值依據式（1）測算。
PRE值越高，鋁合金的臨界值縫隙腐蝕環境溫度（CCT）和零界點蝕環境溫度（CPT）越高。從表1能夠看見，幾類耐腐蝕鋁合金的PRE值較304和316L的PRE偏高許多。
表1 原材料的性能與抗點蝕劑量
600)this.style.width='600px';">
2.4 耐熱
操作溫度高過450℃的閘閥稱之為高溫閥門。低合金鋼的強烈推薦操作溫度最大為400℃，因此高溫閥門務必采用耐熱合金制品。
3 特殊原材料金屬波紋管
3.1 特殊原材料
♂
（1）Ni-Cu鋁合金
約含70%Ni和30%Cu的鎳合金銅一直以蒙乃爾（Monel）之名而出名。典型性的Monel400鋁合金的成分如表2所顯示。
Monel鋁合金主要運用于弱氧化性有機溶劑，尤其是鹽酸，對強酸及流動性的海面也具備良好的抗腐蝕性能。Monel鋁合金也適用干燥氯氣、氯化氫氣、持續高溫氫氣（425℃）及持續高溫氯化氫（450℃）等物質。Monel在濕冷的條件中會遭受氧化性酸類、氟化物和氨鹽的腐蝕，因此在還原性的溶液中不耐腐蝕。此外，它在熔化性苛性堿中會造成晶間腐蝕。Mo2nel鋁合金的適合操作溫度為480℃下列。
表2 Monel400鋁合金成分 Wt%
600)this.style.width='600px';">
（2）Ni-Cr-Mo鋁合金
含鉬的鎳基高溫合金，也稱哈氏合金。哈氏C-276鋁合金因具備良好的全面性能，既可以用以空氣氧化物質又可用以復原物質的自然環境之中，因而被普遍的運用。C-276鋁合金關鍵耐濕氯、各種各樣還原性氟化物、鈦酸異丙酯溶液、鹽酸與還原性鹽，在超低溫與常壓硫酸中都有不錯的耐腐蝕性能。C-276并不具有充分的耐熱性，在650～1090℃溫度范圍內長期（超出10min）時效性后，會在位錯進行析出滲碳體或金屬材料間化學物質，導致應力腐蝕。C-276鋁合金的成分如表3所顯示。Inconel625鋁合金是一種富含大量的鉻（20Wt%～25Wt%）、鉬（8Wt%～10Wt%）、鐵（5Wt%）、并且以鈮（3.5Wt%～4.5Wt%）為關鍵加入原素的鎳鐵基馬氏體形變鋁合金，成分如表3所顯示。625鋁合金中添加鈮提升了抗應力腐蝕的耐熱性。鉻成分較C-276鋁合金高，提升了鋁合金在很多強氧化性物質中的耐腐蝕性，如燒開的氰化鈉。625鋁合金以鉬和鈮為關鍵加強因素的固溶強化鋁合金，應用環境溫度一般不超過650℃。
表3 哈氏C-276與Inconel625鋁合金的成分Wt%
600)this.style.width='600px';">
（3）NI-Fe-Cr鋁合金
Incoloy825合金是一種加入了鉬、銅和鈦的鎳-鐵-鉻固溶強化鋁合金，成分如表4所顯示。一般鋁合金中鎳質量濃度不低于30%，而（鎳 鐵）質量分數不低于65%，因而825鋁合金有時候又被稱作鎳鐵鈷合金。825鋁合金主要運用于抗氧化物質的浸蝕。因為原材料中添加鈦元素，其可靠性進一步提高，而且因為有較低的碳成分，進而防止了正常的運用的腐蝕自然環境中因為電焊焊接熱危害區中滲碳體沉積而遭受腐蝕。鋁合金中的鎳成分足夠使之抗馬氏體所得到的晶間腐蝕裂開。825應用環境溫度一般不超過550℃，650～760℃為原材料的比較嚴重敏化溫度范圍。
Inconel718鋁合金是時效性加強的鎳鐵鉻基形變高溫合金，在650℃以內的抗壓強度居高溫合金之首，并具備較好的耐熱疲憊、抗氧化性、防輻射和冷、熱處理特性，是運用最普遍的高溫合金之一，成分如表4所顯示。鋁合金是在熱處理回火鋁合金基本上，根據添加較多的Al、Ti和Nb等原素而發展成的。這種原素除加強離子晶體外，還與鎳融合產生共格平穩、成份比較復雜的合金間化學物質，與此同時鋁、銅、硼元素與碳產生各種各樣滲碳體使鋁合金的熱強性進一步提高。鋁合金的硬度關鍵來自基材中分布均勻的加強相γ″及少許的γ’，在650℃的溫度范圍內有著較好的物理性能、耐蝕性能和抗應力松弛特性，在650℃以上應用時鋁合金中的關鍵加強相γ″便于鈍化處理和轉換為δ相使鋁合金特性下降或無效。
表4 Inconel825與Inconel718的成分Wt%
600)this.style.width='600px';">
♂
（4）雙相鋼
雙相不銹鋼由馬氏體和金相組織約各占50%的機構構成，馬氏體的出現減少了高鉻鐵素體鋼的脆性斷裂和氫脆，提升了雙相鋼的延展性。金相組織存有提升了馬氏體鋼的抗拉強度、抗應力腐蝕和晶間腐蝕的工作能力。
雙相鋼在氟化物、硫酸鹽中具備高的抗晶間腐蝕裂開的工作能力，合理地解決了一直以來困惑低合金鋼因部分浸蝕而致的無效問題。需求量很大的SAF2205雙相鋼的成分如表5所顯示，該原材料存有475℃延性環境溫度區，應用環境溫度一般不超過300℃。
表5 雙相鋼2205的成分Wt%
600)this.style.width='600px';">
（5）鈦
鈦是一種鈍化趨向較強的金屬材料，非常容易與氧反映而在其表層形成一層空氣氧化膜。在很多腐蝕物質中，這類空氣氧化膜是很平穩的，較難融解，即使遭受毀壞，只需有足夠的氧，也可以快速全自動修復。因而鈦在還原性、中性化物質中有著良好的耐蝕性。工業生產鈦合金TA2的成分如表6所顯示。
表6 鈦的成分Wt%
600)this.style.width='600px';">
ASME把形變工業生產鈦合金及合金結構鋼鈦的運用環境溫度限制設置為316℃
3.2 成形特點
液壓機冷成形生產制造金屬軟管的方式 規定原材料有著較好的可塑性，并根據之后的解決獲得高的延展性和抗壓強度。但是許多材料并不擁有那樣的特點，給金屬波紋管設計方案生產制造提供許多艱難。例如雙相鋼，屈強比（抗拉強度/抗壓強度）高，冷成形回彈力量較300系低合金鋼大，應變硬化趨向較300系低合金鋼比較嚴重。當金屬波紋管的直徑與公稱直徑的比超出一定值時，要采用2次成形及2次時效處理的方式 開展金屬波紋管成形。一樣，鈦的抗壓強度與其說抗拉強度貼近，在金屬波紋管成形時塑性形變差。與此同時，鈦的強度極限與抗拉強度的比率大，使鈦成形時的回彈力工作能力大。用那樣的原料生產的金屬波紋管，成形后的回彈力量難以預測分析和測算，根據整形美容的方式 幾何圖形規格也難以達到最開始的方案設計。因而，有一些材料盡管可以用于生產制造金屬波紋管卻不容易獲得廣泛的運用?？蛻粼诓捎媒饘俨y管時，應充分考慮閘閥媒介的耐腐蝕性能、環境溫度、工作壓力等盡可能采用成形特性好的原材料。
♂
3.3 電焊焊接特點
液壓機金屬波紋管用無縫鋼管坯或有豎向焊接的有接縫管料做成，有縫管料規定對接焊縫的抗拉強度與延伸率與原材質非常。電焊焊接金屬波紋管是把事先冷擠的環形脈沖阻尼器沿其里外邊沿更替電焊焊接而做成。閘閥用金屬波紋管兩邊一般必須以多種插口方式與法蘭盤或閥座等零部件電焊焊接，這種零部件有時候與金屬波紋管原材料并不相同。因而，閘閥用金屬波紋管的原材料自身要有著較好的激光焊接特性，在與閥座等零部件電焊焊接時要具備可鍛性。與金屬波紋管電焊焊接的零部件應盡可能選擇與金屬波紋管同樣的原料或特性貼近、可鍛性優良的不一樣的原材料。
4 液壓機金屬波紋管與電焊焊接金屬波紋管較為
用以波紋管閥門的波紋軟管關鍵有液壓機成形和電焊焊接成形二種。液壓機金屬波紋管根據提升疊加層數提升耐工作壓力，抗壓性能好。多波一次成形或單波持續成形，生產制造周期時間短，價格便宜，彎曲剛度大，容許偏移?。▎尾ㄎ灰茷椴ň嗟?5%～20%）。原料為無縫鋼管坯或有縫管料，極厚壁無縫管生產加工工藝繁雜，有縫管對自動焊接設備規定較高，中國小孔徑有縫管生產工藝流程不成熟。液壓機金屬波紋管規范化和通用化水平高，客戶可依據技術專業生產商樣版型號選擇。電焊焊接金屬波紋管一般為單面或兩層，抗壓性受到限制。焊接總數與峰位正相關，生產制造時間長，價錢高，彎曲剛度小、容許偏移大（壓縮系數達40%～60%）。原料為家具板材或非晶帶材，很容易得到，而且可以采用可塑性差而延展性特性好的原材料，規范化和通用化水平差。
5 結束語
波紋管閘閥的應用工作狀況愈來愈嚴苛，對金屬波紋管的資料指出了更多規定。在閘閥用特殊原材料金屬波紋管采用環節中，要依據閘閥實際工作狀況，挑選適宜的原材料和金屬波紋管成形方式 。閘閥用特殊原材料金屬波紋管因具備耐髙壓、耐熱、抗腐蝕、壽命長的特性，終將變成閥用金屬波紋管的發展趨向。
論文參考文獻
〔1〕 黃乃寧，等.閘閥用波紋軟管疲憊使用壽命的有限元〔J〕.閘閥，2008（5）：30-34.
〔2〕 徐開先.金屬波紋管類部件的生產制造以及運用〔M〕.北京市：機械工程出版社出版，1998.
〔3〕 高開走強科.金屬材料波紋管閥門的設計方案〔J〕.閘閥，2005（2）：9-10.
〔4〕 王朝暉，王祥，李欽華.金屬材料閘閥耐腐蝕對策〔J〕.閘閥，2006（4）：39-41.
〔5〕 樂精粹.高溫閥門的持續高溫級別和行為主體原材料〔J〕.閘閥，2003（6）：10-14.
〔6〕 劉六法，等.淬火對Inconel718鋁合金氫脆特點的危害〔J〕.稀有金屬材料與工程項目，2005，34（6）：954-958.
〔7〕 李偉，等.熱處理方法對Inconel718C改形鋁合金結構和特性的危害〔J〕.金屬表面處理，2007，32（6）：81-87.
〔8〕 張京海.雙相鋼焊接技術情況〔J〕.原材料開發設計與運用，1995，10（5）：25-29.
〔9〕 林國棟，李敏，張大林.閘閥用波紋軟管的選用及運用〔J〕.閘閥，2007（1）：29-32.
〔10〕梁緒發.鈦制閥門的設計特性〔J〕.閘閥，2004（5）：16-23.
