P91与P92钢的化学成分和性能特点(5篇范例)

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第一篇:P91与P92钢的化学成分和性能特点

P92钢的化学成分和性能特点

根据国外资料介绍,P92钢的化学成分和组织性能具有以下特点:

1.1 SA335-P92钢是在P91钢的基础上添加W元素,适当减少MO元素的含量,开发出来的一种新型钢种。其化学成分见表1。

表1:SA335-P92钢化学成分(%)

C MnPSSiCrWMoVNbNBAlNi

0.07

0.130.30

0.60≤

0.020≤

0.010≤

0.508.50

9.501.50

2.000.30

0.600.15

0.250.04

0.090.030

0.0700.001

0.006≤

0.040≤

0.40

1.2 P92钢的主要性能

(1)具有良好的物理性能

P92钢的线膨胀系数与P91钢相同,比奥氏体钢低,甚至还低于P22钢的线膨胀系数,故P92钢在机组启动和停止时,抗疲劳损伤的能力不仅会优于奥氏体钢,也会比P22钢强,导热率与P91钢相同,比奥氏体钢高。

(2)具有比P91钢更高的高温蠕变断裂强度

P92钢的常温强度和高温强度高于P91钢。根据各国测试结果,按照ASME标准估算出来的550℃、600℃和625℃等不同温度下10万小时P92钢的蠕变断裂强度分别为199MPa、131MPa和101MPa;而P91钢在相应温度下的蠕变断裂强度分别为141MPa、98MPa和68MPa。可以明显地看到P92钢的高温蠕变强度比P91钢高出很多。

(3)具有优异的常温冲击韧性

P92钢不仅具有比传统钢明显优越的高温性能,而且还有优异的常温韧度。它和P91钢的情况大致相同。

(4)具有优良的抗氧化性能

P92钢的抗烟灰氧化和抗水蒸气氧化的性能与P91钢大致相同。经测试,P92钢与P91钢在600℃、700℃下3000小时的水蒸气氧化皮厚度大致相同。P92钢的焊接性分析

2.1 焊接裂纹敏感性比传统的铁素体耐热钢低

从斜Y拘束试验测试图中,可以看出P92钢只需预热到100℃,P91钢需要预热到180℃裂纹率为零,而P22钢需预热到300℃才能达到。

2.2具有较明显的时效倾向。

P92钢经3000小时时效后,其韧性下降了许多。P92钢的冲击功从时效前的220J左右降到了70J左右,在3000小时时效以后,冲击功继续下降的倾向不明显,冲击功将稳定在时效3000小时的水平。时效倾向发生在550~650℃的范围内,这个温度范围正是该钢材的工作温度范围。母材具有明显的时效倾向,与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。

2.3焊缝韧性低于母材的原因

焊缝金属韧性不及母材的原因,在于焊缝金属是从温度非常高的熔融状态冷却下来的铸造结构,它没有机会经过TMCP过程(Thermal-Mechanical Control Process)即热控轧加工过程,晶粒得不到细化,Nb等微合金化元素还固熔在基体内,没有机会充分析出的缘故。

2.4 尽管P92钢开发出来已经有20多年了,但在国外大规模应用的业绩并不是太多,在国内刚开始应用。焊接接头是影响机组运行安全的最薄弱环节,由于P92钢合金元素含量高,焊接上有较大的技术难度,容易出现接头冲击功低和长期运行中的IV型开裂早期失效,如果焊接质量得不到保证,P92的优势将不复存在,并对机组运行安全性带来威胁。3 P92钢大口径厚壁管道焊接的主要问题

由于P92钢具有明显的时效倾向,与母材成分相近的焊缝也会有同样的倾向。为了避免焊缝金属时效后韧性过低,提高焊缝金属时效前的原始韧度,为时效留出一定的余量,是P92钢大口径厚壁管道焊接的主要问题。围绕提高焊缝韧性这个关键问题,我们从焊材的选择、焊接中的预热、层间温度、焊接热输入量(表现为每层焊道的焊缝增高厚度)、热处理温度和时间等方面展开了研究,从大量的试验数据中寻找影响焊缝韧性的因素,编制提高焊缝韧性的最佳工艺,从而为保证SA335-P92钢工厂化配管焊接质量打下扎实的基础。4 P92钢焊接材料的选择与试验

4.1 伯乐-蒂森公司出品的P92钢焊接材料试验情况

4.1.1 伯乐—蒂森 MTS616/MARASON543 焊丝/焊剂组合埋弧焊熔敷金属堆焊试验情况预热温度:200℃ 预热方法:火焰加热

层间温度:200℃~280℃ 测温方式:采用点温仪在中部测温

焊后消氢处理:300℃X2h 加热方法:电阻加热片 焊接顺序:首先采用MTS—616焊条(φ4)手工电焊堆焊三层隔离层,厚度:5~6mm。

SAW-堆焊层:焊丝规格Φ3mm,堆焊厚度约32mm,共焊10层16道。

堆焊焊接参数如下:

I=450~460A U=30~31V V=400~410mm/min

焊丝/焊剂组合埋弧焊熔敷金属拉伸试验结果见下表 :

SAW熔敷金属常温、高温拉伸性能试验结果(PWHT:750℃*5h)

试验温度 σs(Mpa)σb(Mpa)d5(%)f(%)备注

室温 53062017保证值

室温 59577524.568.5

室温 65076521.565.5

600℃ 42544012.581

600℃ 395415218

4四种回火条件下的P92自动焊熔敷金属冲击功

焊接方法 规格(mm)PWHT

℃*hAkv

(J)平均值(J)试验温度(℃)

SAWΦ3

750X525

760X464

51.5

765X43847.520

775X4587120

SAW熔敷堆焊金属化学成份分析结果表明:各化学元素含量均在标准规定的范围内。

4.1.2伯乐—蒂森 MTS616 φ3.2和φ4焊条熔敷金属堆焊试验情况

预热温度:200℃ 预热方法:火焰加热

层间温度:200℃~300℃ 测温方式:采用点温仪在中部测温

焊后消氢处理:300℃X2h 加热方法:电阻加热片

焊条规格Φ3.2 mm,堆焊厚度:32mm,共焊15层76道。

堆焊焊接参数如下:

I=120A U=23~25V V=130~150mm/min

焊条规格Φ4.0 mm,堆焊厚度:32mm,共焊12层54道。

堆焊焊接参数如下:

I=150A U=23~25V V=130~150mm/min

手工后焊熔敷金属力学性能试验结果见下表:

P92手工焊熔敷金属拉伸试验结果(PWHT:760℃*4h)

焊条规格 试验温度 σs(Mpa)σb(Mpa)d5(%)f(%)

Φ3.2焊条 常温 5857252261.5600℃ 30034025.581.5

Φ4.0焊条 常温 61575020.560

P92不同回火条件下手工焊熔敷金属冲击功

规格(mm)PWHT

℃*hAkv

(J)平均值(J)试验温度(℃)

Φ3.2焊条 760X4747020

765X4484620

775X4637920

Φ4.0焊条 760X45555.520

765X44747.520

775X45758.520

SMAW熔敷堆焊金属化学成份分析结果表明:各化学元素含量均在标准规定的范围内。

4.2 奥林康公司出品的P92钢焊接材料性能

焊条牌号:AL CROMOCORD 92(符合AWS SFA-5.5 E9018-G)

规格:φ3.2

焊条类别:碱性焊条,焊后焊缝具有很高的抗高温蠕变性能,工作温度可达到600℃。焊缝金属的化学成分(典型标准值):

C SiMnCrMoCoVNbNWBAlCu

0.10.31.090.51.00.20.050.041.70.003<0.01<0.05

焊缝金属的机械性能(热处理工艺为760℃保温4小时,然后炉冷):

抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)V型冲击功(20℃,J)

7806401965

焊接电流:85-130A

烘干工艺:300-350℃烘干2小时

结合国内其他兄弟单位完成的P92焊接工艺试验得到的经验,我们认为以上两家公司出品的P92钢焊接材料可用于P92钢工厂化加工,但应严把焊材进货质量关,在有条件的情况下,应要求供货单位提供每批P92焊材的熔敷金属Ac1点的测试报告。P92钢管工厂化配管焊后热处理工艺研究

5.1 焊后热处理工艺方法的选择

工厂化配管焊后热处理可采用整体热处理和局部热处理两种工艺方法,而局部热处理通常是采取包扎电阻加热带的方法完成。以前完成的P91钢管焊接工艺评定经验告诉我们:对P9

1等高合金钢来说,施工现场通常采用的远红外电阻加热法进行局部焊后热处理的工艺,由于内外壁温差大,难以满足工厂化配管的焊接质量要求,必须采取整体热处理的措施。

5.2 焊后热处理工艺参数的选择

通过分析不同的焊接材料供应商提供的焊后热处理工艺参数,我们采用了四种温度进行焊后热处理试验,以便寻找最优的P92工厂化配管加工热处理制度:

不同的焊后回火参数下得到的P92焊缝冲击功如下表:

P92熔敷金属(MTS616焊材)冲击吸收功对比表

焊接方法 手工焊φ3.2手工焊φ4.0自动焊φ3.0

线能量 12.8KJ/cm13.8KJ/cm21.6KJ/cm

焊接层/道数 15层76道 12层54道 10层16道

温度×时间 回火参数P平均冲击吸收功(J)

750℃×5h 21.2 —— —— 31

760℃×4h 21.3 70 55.5 51.5

765℃×4h 21.4 46 47.5 47.5

775℃×4h 21.6 79 57.5 71

回火参数按Larson-Miller公式计算:

P=(273+T)*(20+Lgt)*0.001

上式中T:温度 ℃,t: 时间 小时

从上表可以看出:

a)对手工焊来说,φ3.2焊条共焊15层76道,平均每层焊肉厚度为2.0mm;φ4.0焊条共焊12层54道,平均每层焊肉厚度为2.5mm。当回火参数取为21.3~21.6时,熔敷金属冲击功均可满足最低41J的要求。φ3.2与φ4.0焊条相比,φ3.2焊条所得焊缝的冲击功更好(平均高15J)。

b)对自动焊来说,φ3.0焊丝共焊10层16道,平均每层焊肉厚度为3mm。当回火参数在21.3~21.6之间变化时,焊缝冲击韧性均可满足最低41J的要求,随回火参数的增加,冲击功相应增加,最高可达70J,比φ3.2焊条低,但比φ4焊条高。

C)一般认为,焊接输入线能量的高低对焊缝冲击功影响很大,但经过合适的PWHT处理以后,较高的线能量和较低的线能量相比,所得结果基本相当,说明埋弧自动焊的工艺方法完全适用P92钢的焊接。

综上所述,对工厂化配管的P92焊缝来说,手工焊应尽量选用φ3.2的焊条;焊后热处理的回火参数取21.3~21.5较为妥当,但最佳回火参数为21.5,考虑到焊后热处理的最高温度不能超过P92焊接材料的Ac1温度,决定实际生产中取用的热处理温度770℃。6 工程应用

本项目的成果已应用在华电国际邹县发电厂四期工程2X1000MW超超临界机组和外高桥第三发电厂2X1000MW超超临界机组。其中邹县电厂四期工程P92钢管道工厂对接焊接接头数量见下表,这些接头大部分是采用氩弧焊打底+手工电弧焊+埋弧自动焊工艺技术,经检验质量全部合格。投运半年来,未发现质量问题。

表:邹县电厂四期工程P92钢管道工厂对接焊接接头数量

序号 系统 规格 7#机数量 8#机数量

1主汽 ID381X77.9023135

2主汽高旁 ID254X53.3911919

3VV阀后 ID254X26.03566

4VV阀前 OD273X402总结

7.1研究结果表明,焊接工艺中层间温度、焊道层的厚度以及热处理温度对SA335-P92钢的焊接接头韧度都有影响。其中,焊道层的厚度和热处理温度对焊缝韧度影响尤为明显,必须引起足够的重视。手工焊操作时采用宽摆快速薄层焊接操作运条法,控制每道焊层的增厚≤2.5mm,有利于确保焊缝冲击功>41J;自动焊操作时应适当加快焊接速度,控制每道焊层的增厚≤3.0mm,有利于确保焊缝冲击功>41J;

7.2试验证明,P92钢合理的回火参数范围应为21.3~21.6,能保证焊缝的韧性满足最低要求,但最佳焊接回火参数为21.5,这相当于750℃×10小时或760℃×6小时或770℃×4小时的热处理作用效果,从提高效率、降低成本的角度出发,最合适的热处理温度应取770℃。更高的回火参数是否会对焊接接头产生不良影响未经试验论证,但焊后热处理温度上限不得超过焊接材料的Ac1温度点.7.3.对工厂化配管加工来说,不适宜采用远红外电阻加热设备对大口径厚壁高合金钢管进行局部热处理,由于内外壁温差较大(经验表明:壁厚90mm的管道采用远红外电阻加热时,内壁温度比外壁温度低30℃以上),内壁焊缝将无法满足最低韧性要求,而采用整体进大炉热处理的方法则不存在类似问题。

第二篇:P91与P92钢的化学成分和性能特点

P92钢的化学成分和性能特点

根据国外资料介绍,P92钢的化学成分和组织性能具有以下特点:

1.1 SA335-P92钢是在P91钢的基础上添加W元素,适当减少MO元素的含量,开发出来的一种新型钢种。其化学成分见表1。

表1:SA335-P92钢化学成分(%)

C MnPSSiCrWMoVNbNBAlNi

0.07

0.130.30

0.60≤

0.020≤

0.010≤

0.508.50

9.501.50

2.000.30

0.600.15

0.250.04

0.090.030

0.0700.001

0.006≤

0.040≤

0.40

1.2 P92钢的主要性能

(1)具有良好的物理性能

P92钢的线膨胀系数与P91钢相同,比奥氏体钢低,甚至还低于P22钢的线膨胀系数,故P92钢在机组启动和停止时,抗疲劳损伤的能力不仅会优于奥氏体钢,也会比P22钢强,导热率与P91钢相同,比奥氏体钢高。

(2)具有比P91钢更高的高温蠕变断裂强度

P92钢的常温强度和高温强度高于P91钢。根据各国测试结果,按照ASME标准估算出来的550℃、600℃和625℃等不同温度下10万小时P92钢的蠕变断裂强度分别为199MPa、131MPa和101MPa;而P91钢在相应温度下的蠕变断裂强度分别为141MPa、98MPa和68MPa。可以明显地看到P92钢的高温蠕变强度比P91钢高出很多。

(3)具有优异的常温冲击韧性

P92钢不仅具有比传统钢明显优越的高温性能,而且还有优异的常温韧度。它和P91钢的

第三篇:李松--钢拱架加工工艺及施工性能特点

钢拱架加工工艺及施工性能特点

摘要:围岩条件较差情况下,复合式衬砌隧道一般采用钢拱架喷射混凝土及锚杆组成的初期支护。钢拱架支护形式在经济、刚度、承载力等方面存在明显的差别。结合隧道钢拱架施工便利对施工工艺进行论述。

关键词:钢拱架支护;承载力;初始释放荷载。1工程概况

拟建公伯岭1号隧道位于青海省循化县公伯峡电站大坝库区黄河右岸临河山脊地段,进口位于大坝上游约4.0Km斜坡中下部;出口位于大坝上游约7Km处支沟右岸斜坡中下部,行政上属化隆县管豁。设计为左右双线越岭隧道:左线里程桩号ZK80+982—ZK84+030,隧道全长3048米;右线里程桩号K81+056—K84+107,隧道全长3051米;坡率0.60%、0.50%、0.55%、1.26%、1.29%,属长隧道,最大埋深约370米(左线)360(右线)。2.拱架加工工艺

1.钢拱架加工前要根据设计尺寸在平整的钢板上放出大样,控制弧度和长度,保证加工出来的拱架曲线平顺,美观。

2.按照放出的大样,钢拱架在型钢弯曲机上按照放样尺寸分段加工。3.加工时要考虑台车模板加大尺寸,洞身开挖预留变形量等因素的影响,分段加工时适当加大拱架半径,保证隧道净空尺寸。由于各拼装段半径的加大,拱架总长也随之加长。

4.钢拱架连接钢板采用240×200×14mm型号,螺栓连接拼装,骑缝焊接牢固,焊接缝要饱满,不得有砂眼。如图1所示。

图1 钢拱架加工流程

5.分段加工好的拱架在焊接拼装前要分类放好,并做好标记,以免拼装时混淆。

3.拱架施工方案及工艺

1.施工方案

钢拱架加工厂加工,集中堆放,下面要垫有枕木,防止锈蚀,装载机运至工作面,人工配合机械安装。两榀拱架之间用Ф22连接筋焊接连接,连接筋间距不大于1.0m,并在钢架支护内缘和外缘交错布置,当拱架仍然欠稳定时,可根据实际情况加设交叉连接筋。拼装焊接每段长度根据施.工实际调整。将监理抽检合格的拱架放在一起,并立有标识牌,用布篷覆盖,做好防锈蚀工作后待用。采用装载机运至掌子面,利用钻眼作业台车,人工配合装载机安装拱架。2.钢拱架施工流程如图2所示。

图2 钢拱架施工工艺流程

4.拱架安装施工要点

1.拱架加工好后要进行预拼装,合格后方可使用。2.安装前对岩面初喷5cm混凝土。

3.测量拱架安装设计顶面标高,钢架架设位置符合设计。

4.清除钢架底角浮碴,拱脚有一定的埋置深度,并落到牢固基础上,不得用碎石、块石砌 垫,可设置钢板进行调整,或用砼加固。

5.工作平台就位后,自下而上进行安装拱架,拱架应尽量与围岩接近,但留出砼保护层,与围岩间隙较大时,设置砼垫块垫紧。

6.安装时,拱架面要保持与中线垂直,上下左右偏差控制在±5cm,斜度小于±2°。7.依据设计施作锁脚锚杆,锚杆焊接于钢架之上,并焊接纵向连接筋。

8.拱架安装预留沉降量应符合设计。预留变形量:洞口S洞断面12cm,施工误差5cm。9.架设拱架时要安排测量人员全程监测,控制拱顶高程、水平距离最大跨宽度和倾斜度,不符合要求时及时调整,确保拱架施工各项指标符合技术规范要求。5.施工中应注意的问题

1.拱架支护应根据围岩条件、隧道开挖断面的尺寸、埋深、开挖方式、拱架施作的时间等进行施工设计。

2.根据中线、水平、坑道断面和预留变形量等将构件支护架设在中线方向的垂直面上,并力求整齐。同时支护之间应纵向连接牢靠,构成整体。

3.仰拱开挖前,可架设横撑顶紧两侧墙脚,防止边墙内挤。

4.在松散破碎的围岩中应设置斜撑、立柱等支顶拱脚。当岩层层理向隧道内倾斜时,应采取措施防止岩层顺层滑塌。5.拱架安设应在开挖后2小时内进行,并尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接,以增强其联合支护效应。

6.架设后的拱架要经常有人检查,特别是每次放炮后。如果发现杆件有破裂、倾斜、弯扭、变形以及接头松脱、填塞漏洞等异常时,应立即用安全而可靠的方法加固处理。7.支护变形非常明显必须抽换时,应从末端起逐排抽换,并要本着“先顶后拆”的原则进行,防止围岩松动滑塌。

8.喷射混凝土时要注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射密实。9.如施工中短期停止工作时,要将各部支护架设至开挖面。

10.开挖中层或落底前需拆除下导坑支护时,要由里往外倒退拆除。11.各部分支护的架设、修复和拆除,应由专人及时进行检查和验收。6钢拱架性能特点及初始释放荷载规律

(1)钢拱架的整体刚度很大,可以提供较大的早期支护刚度;型钢拱架较格栅钢架能更早承载。

(2)钢拱架可以很好的与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合,构成联合支护,增强支护的有效性,且受力条件较好,尤其以格栅钢架结合最好。

(3)格栅钢架采用钢筋现场加工制作,技术难度和要求并不高;对隧道段面变化要求并不高。

(4)钢拱架的装架设方便

(5)初期支护承担较大的初始释放荷载,它能够有效约束围岩早期的快速变形。

(6)三种测试元件反映出类似的规律;即不同元件测出的初始荷载分担比例基本相同,拱腰处为20%左右,拱脚为10%。

(7)拱腰的初始荷载分担比例大于拱脚。

(8)钢拱架内力、收敛和拱顶下沉对初始荷载更为敏感。

(9)拱腰处围岩压力初值略小,但拱脚处正常;这是由于拱腰处不易施工和元件埋设,介质相对松散,发生较大的变形后才有明显测值;监测中该现象较为普遍。根据实测值和分担比例估算该断面初始释放荷载,同时把不同时间的实测值列于图3。

图3 随时间增长的围岩间压力值 结语

本文根据G310线循化至隆务峡段公路工程施工的实践,阐述了钢拱架施工方法、施工控制要点和施工工艺流程。因此,型钢拱架支撑的截面大、刚度大、承受隧道开挖后的初期受力的能力强,即能够有效控制隧道开挖后的初期变形。确保了施工技术不断提升,为项目建设的成功做出更多的贡献。参考文献:

[1] JTG D70—2004 公路隧道设计规范[S]

第四篇:环氧树脂性能特点

性能特点

(1)力学性能高。环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。

(2)附着力强。环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团,赋予环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝土、木材等极性基材以优良的附着力。

(3)固化收缩率小。一般为1%~2%。是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8%~10%;不饱和聚酯树脂为4%~6%;有机硅树脂为4%~8%)。线胀系数也很小,一般为6×10-5/℃。所以固化后体积变化不大。

(4)工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物,所以可低压成型或接触压成型。能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。

(5)优良的电绝缘性。环氧树脂是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。

(6)稳定性好,抗化学药品性优良。不含碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温),其贮存期为1年。超期后若检验合格仍可使用。环氧固化物具有优良的化学稳定性。其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。因此环氧树脂大量用作防腐蚀底漆,又因环氧树脂固化物呈三维网状结构,又能耐油类等的浸渍,大量应用于油槽、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等。

(7)环氧固化物的耐热性一般为80~100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。

第五篇:不锈钢阀门的特点与性能介绍

不锈钢阀门的特点与性能介绍

不锈钢阀门主要运用在化工,医疗,机械,石油等工业自动化系统中使用,在现代的建筑也使用普遍,下面就对不锈钢阀门进行全面的解析。

不锈钢阀门通常应用于工作介质具有一定腐蚀性的场合。任何一种阀用材料,耐工作介质腐蚀的能力都是相对有限的,并受到许多因素的影响。如果在制造过程中采用的加工工艺与热处理工艺得当,进而保证这种材料的耐腐蚀性能。

不锈钢阀门主要具有防腐性能极强的特点,不锈钢阀门双重的密封设计(波纹管+填料)若波纹管失效,阀杆填料也会避免泄漏,并符合国际密封标准。不锈钢阀门使用寿命长,减少维修次数,降低经营成本。坚固耐用的波纹管密封设计,保证阀杆的零泄漏,提供无需维护的条件。安全环保,没有流体流失,降低能源损失,提高工厂设备安全。

不锈钢阀门的特殊性要求其质量可靠、性能优异。从性能上与注意事项上来说:阀门在工作水压下启闭灵活、轻便,在工作水压下用扭矩扳手检测开启力矩。阀门过流能力要强,特别是蝶阀、蝶板的过流阻力要小,过流有效面积要大。这要求各种口径、不同类型的阀门都应进行流阻系数的测定。阀体承受水压的能力应与管道一致,也就是阀门开启状态下,阀门能承受管道试验压力的要求。

通过上面的对不锈钢阀门的介绍,您对不锈钢阀门的知识有了一定的了解,以后不管是在阀门的选用上还是在安装使用上都给您带来帮助,我们麦克森阀门会一直为大家介绍不锈钢阀门的知识。天津塘沽麦克森阀门专业的不锈钢阀门生产厂家。

更多知识:不锈钢阀门

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