在腐蝕性介質工況下的閥門,防腐蝕是最關鍵,如果不能正確地選擇閥門的金屬材料,易造成事故甚至引發災難。認為不銹鋼是“萬能材料”,不論什么介質和環境條件都捧出不(bu)銹鋼,這是不正確的,也是很危險的。下面針對一些常用化工介質介紹閥門選材的要點,在選材時切不可隨意和盲目,應多查閱相關資料或借鑒成熟經驗。
1. 硫酸介(jie)質
硫酸是強腐蝕介質之一,是用途非常廣泛的重要工業原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大,對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸,碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性,但它不適合高速流動的硫酸,不適用作閥門的材料;普通不銹鋼如304不(bu)銹鋼(0Cr18Ni9)、316Ti不銹鋼(0Cr18Ni12Mo2Ti)對硫酸介質也用途有限。因此輸送硫酸的閥門通常采用高硅鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(20號合金)制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能,采用襯氟閥門(F46)是一種更為經濟的選擇。如果壓力過大,溫度升高,塑料閥就不適用,只能選擇比它貴得多的陶瓷球閥了。
2. 鹽酸介質
絕大(da)(da)多數金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)都不(bu)耐鹽酸腐(fu)蝕(包括(kuo)各種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)),含鉬高硅鐵也僅(jin)可(ke)用于50℃、30%以(yi)下鹽酸。和(he)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)相反,絕大(da)(da)多數非(fei)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)對(dui)鹽酸都有良好的(de)(de)耐腐(fu)蝕性,所以(yi)內(nei)襯橡膠泵和(he)塑料(liao)(liao)(liao)泵(如聚(ju)丙(bing)烯、氟塑料(liao)(liao)(liao)等(deng))是(shi)(shi)輸送鹽酸的(de)(de)最好選擇(ze)。但這樣的(de)(de)介質(zhi)如果溫度超過(guo)了150℃,或(huo)者壓力大(da)(da)于1.6MPa時,塑料(liao)(liao)(liao)材(cai)質(zhi)(包括(kuo)聚(ju)丙(bing)烯、氟塑料(liao)(liao)(liao)甚至是(shi)(shi)聚(ju)四氟乙烯)將不(bu)適用了,可(ke)以(yi)使用陶瓷球閥。這種閥門的(de)(de)優點是(shi)(shi)自潤滑性,扭矩力小,不(bu)老化(hua),壽命比一般(ban)的(de)(de)閥門要長得多;它的(de)(de)缺點就(jiu)是(shi)(shi),價(jia)格比塑料(liao)(liao)(liao)閥門高得多。
3. 硝酸介質(zhi)
一般金(jin)屬大多在硝酸(suan)(suan)中(zhong)被迅速(su)腐蝕破壞(huai),不(bu)(bu)銹鋼(gang)是應(ying)用最(zui)廣的(de)(de)耐硝酸(suan)(suan)材料,對(dui)(dui)常(chang)溫下一切濃度的(de)(de)硝酸(suan)(suan)都有良好的(de)(de)耐蝕性,值得一提的(de)(de)是含鉬的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(如(ru)316、316L)對(dui)(dui)硝酸(suan)(suan)的(de)(de)耐蝕性不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)優于普(pu)通不(bu)(bu)銹鋼(gang)(如(ru)304、321),有時甚至不(bu)(bu)如(ru)普(pu)通不(bu)(bu)繡(xiu)鋼(gang)。而對(dui)(dui)于高溫硝酸(suan)(suan),通常(chang)采用鈦及鈦合金(jin)材料。
4. 醋酸介質
醋酸(suan)(suan)是有機酸(suan)(suan)中腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性最強的(de)(de)物質(zhi)之一,普通鋼(gang)(gang)(gang)鐵在一切(qie)濃度和溫(wen)度的(de)(de)醋酸(suan)(suan)中都會嚴重腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),不銹鋼(gang)(gang)(gang)是優良的(de)(de)耐(nai)醋酸(suan)(suan)材(cai)料(liao),含鉬(mu)的(de)(de)316不銹鋼(gang)(gang)(gang)還能適用于高溫(wen)和稀醋酸(suan)(suan)蒸氣。對于高溫(wen)高濃醋酸(suan)(suan)或含有其他腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)等苛刻要求,可(ke)選用高合金不銹鋼(gang)(gang)(gang)或氟塑料(liao)材(cai)質(zhi)閥門。
5. 堿(氫氧化鈉)
鋼(gang)鐵廣(guang)泛應用(yong)于80℃以下、30%濃度內的氫氧化鈉(na)溶液,也有(you)許(xu)(xu)多石化工廠在100℃、75%以下時(shi)仍(reng)采(cai)用(yong)普(pu)通(tong)鋼(gang)鐵,雖然腐(fu)蝕增加,但經濟性(xing)好。普(pu)通(tong)不(bu)銹鋼(gang)對堿液的耐蝕性(xing)與鑄鐵相(xiang)比沒有(you)明顯優(you)點,只要介質中容(rong)許(xu)(xu)少量鐵分(fen)摻入,不(bu)推薦采(cai)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)。對于高溫(wen)堿液多采(cai)用(yong)鈦及鈦合金或者(zhe)高合金不(bu)銹鋼(gang)。
6. 氨(氫氧化氨)
大多數(shu)金(jin)屬(shu)和非金(jin)屬(shu)在液氨及氨水(氫氧(yang)化氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅和銅合金(jin)不(bu)宜使用。
7. 氯氣(液氯)
大多數金屬閥(fa)抗氯氣的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)都是很有限(xian)的(de)(de)(de),尤(you)其是氯氣帶(dai)水的(de)(de)(de)情況(kuang),包括各(ge)種(zhong)(zhong)合金閥(fa)門,這種(zhong)(zhong)情況(kuang)下(xia)(xia),聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥(fa)門是個很不錯的(de)(de)(de)選擇,但是生產(chan)氯堿的(de)(de)(de)化(hua)工廠會發(fa)(fa)現:聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥(fa)用的(de)(de)(de)時(shi)間稍(shao)微一長,扭矩力增大,聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)老化(hua)的(de)(de)(de)問題就(jiu)會凸顯(xian)出來(lai)了,這種(zhong)(zhong)情況(kuang)下(xia)(xia)發(fa)(fa)生的(de)(de)(de)泄漏就(jiu)是致命的(de)(de)(de)了。可以(yi)考慮(lv)用襯聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)陶(tao)瓷球芯替(ti)換原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)普通(tong)襯聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥(fa)門,利用陶(tao)瓷的(de)(de)(de)自(zi)潤滑(hua)性(xing)和聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)會有完美(mei)的(de)(de)(de)效果。
8. 鹽水(海水)
普通(tong)鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中(zhong)腐(fu)蝕率不太高,一般(ban)須采用(yong)涂(tu)料保護;各類不銹鋼也有(you)很(hen)低的(de)均勻腐(fu)蝕率,但可能因氯離子而引起局(ju)部性腐(fu)蝕,通(tong)常采用(yong)316不銹鋼較好。
9. 醇類、酮類、酯類、醚類
常見的醇(chun)(chun)類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)甲醇(chun)(chun)、乙醇(chun)(chun)、乙二(er)醇(chun)(chun)、丙醇(chun)(chun)等,酮(tong)類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)丙酮(tong)、丁酮(tong)等,酯(zhi)類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)各種甲酯(zhi)、乙酯(zhi)等,醚類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)甲醚、乙醚、丁醚等,它(ta)們基本沒有(you)(you)(you)腐蝕性,常用材料均(jun)可適用,具(ju)體選用時還應根(gen)據介(jie)質(zhi)的屬性和(he)相關要求做出(chu)合(he)理選擇(ze)。另(ling)外(wai)值得注意的是(shi)酮(tong)、酯(zhi)、醚對多種橡膠有(you)(you)(you)溶(rong)解性,在選擇(ze)密封材料時避免(mian)出(chu)錯(cuo)。
10. 某酸性介質(zhi)閥(fa)門選用工程應(ying)用
a. 閘(zha)閥
閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閘(zha)板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英(ying)寸及以(yi)下NC);閥桿(ASTM A182-F6a-NC);手(shou)輪(球墨鑄鐵);填料(liao)(316+石墨)。
b. 截(jie)止閥
閥體、閥蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閥瓣(ASTM A182-F6a);閥桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨鑄(zhu)鐵);填料(316+石墨)。
c. 止回閥(fa)
閥體(ti)、閥蓋(ASTM A216-WCB);閥瓣[ASTM A217-CA15-NC(4in及以下)&ASTM A216-WCB/ER410-NC];搖桿(ASTM A216-WCB)。
d. 某海水管道閥體(ti)材料(liao)的替(ti)換
國外(wai)某10"NPS海水管道,閥門原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環(huan)氧酚(fen)醛樹脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪操作。
由(you)(you)于閥(fa)門制造商提出無法(fa)生產這種(zhong)(zhong)內(nei)涂敷環氧酚醛(quan)樹脂涂料閥(fa)門,把閥(fa)體和閥(fa)桿材料換成了(le)SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換的材料價格較貴。另(ling)外,由(you)(you)于管子和法(fa)蘭(lan)(lan)螺(luo)栓螺(luo)母為碳鋼,如(ru)果(guo)用這種(zhong)(zhong)不銹鋼閥(fa)體,還需單獨采購閥(fa)體與(yu)法(fa)蘭(lan)(lan)螺(luo)栓螺(luo)母隔離的配套元件,防止異種(zhong)(zhong)鋼之間的腐蝕(shi)。