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(fa)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(liu)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(zhi)


  絕大多(duo)數金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)都不(bu)耐鹽酸腐蝕(shi)(包括各(ge)種不(bu)銹鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)),含鉬高硅鐵(tie)也(ye)僅(jin)可用(yong)于(yu)50℃、30%以(yi)下鹽酸。和金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)相反,絕大多(duo)數非金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)對鹽酸都有良好(hao)(hao)的(de)耐腐蝕(shi)性,所以(yi)內襯橡膠(jiao)泵和塑料(liao)(liao)(liao)泵(如聚(ju)丙烯、氟塑料(liao)(liao)(liao)等)是(shi)輸送鹽酸的(de)最好(hao)(hao)選擇。但這(zhe)(zhe)樣的(de)介質(zhi)如果溫(wen)度(du)超過了150℃,或者壓力(li)大于(yu)1.6MPa時,塑料(liao)(liao)(liao)材(cai)(cai)質(zhi)(包括聚(ju)丙烯、氟塑料(liao)(liao)(liao)甚至(zhi)是(shi)聚(ju)四氟乙烯)將不(bu)適用(yong)了,可以(yi)使用(yong)陶瓷球閥。這(zhe)(zhe)種閥門的(de)優點(dian)是(shi)自潤(run)滑性,扭矩(ju)力(li)小,不(bu)老化(hua),壽(shou)命比一般的(de)閥門要長得多(duo);它的(de)缺點(dian)就(jiu)是(shi),價格比塑料(liao)(liao)(liao)閥門高得多(duo)。


3. 硝酸介質


  一(yi)般金屬大多在硝(xiao)(xiao)酸中被迅速(su)腐蝕破壞,不銹(xiu)鋼是應用最廣的耐(nai)硝(xiao)(xiao)酸材(cai)料(liao),對(dui)常溫(wen)下一(yi)切濃度(du)的硝(xiao)(xiao)酸都(dou)有良好的耐(nai)蝕性,值得一(yi)提的是含鉬(mu)的不銹(xiu)鋼(如316、316L)對(dui)硝(xiao)(xiao)酸的耐(nai)蝕性不僅不優于(yu)普通不銹(xiu)鋼(如304、321),有時甚至不如普通不繡鋼。而對(dui)于(yu)高溫(wen)硝(xiao)(xiao)酸,通常采用鈦(tai)及鈦(tai)合金材(cai)料(liao)。


4. 醋酸介質


  醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)(suan)是有(you)(you)機酸(suan)(suan)中(zhong)腐(fu)蝕(shi)性最強的物質(zhi)(zhi)之一,普(pu)通鋼鐵在一切濃度(du)(du)和溫(wen)度(du)(du)的醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)(suan)中(zhong)都會(hui)嚴(yan)重腐(fu)蝕(shi),不(bu)銹鋼是優良的耐(nai)醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)(suan)材料,含鉬的316不(bu)銹鋼還能(neng)適用(yong)于(yu)高(gao)溫(wen)和稀醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)(suan)蒸氣(qi)。對于(yu)高(gao)溫(wen)高(gao)濃醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)(suan)或含有(you)(you)其他腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)(zhi)等苛刻要求,可選用(yong)高(gao)合金(jin)不(bu)銹鋼或氟塑料材質(zhi)(zhi)閥門。


5. 堿(氫氧化鈉)


  鋼鐵廣泛應用于(yu)80℃以下、30%濃(nong)度內(nei)的(de)氫氧化(hua)鈉溶(rong)液(ye),也有許(xu)(xu)多(duo)石化(hua)工廠在(zai)100℃、75%以下時仍采(cai)用普通鋼鐵,雖然腐(fu)蝕增加,但經濟(ji)性好。普通不(bu)(bu)銹(xiu)鋼對(dui)堿液(ye)的(de)耐蝕性與(yu)鑄鐵相比沒有明顯(xian)優點(dian),只要介質中(zhong)容許(xu)(xu)少量鐵分摻(chan)入,不(bu)(bu)推薦采(cai)用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。對(dui)于(yu)高(gao)(gao)溫堿液(ye)多(duo)采(cai)用鈦及鈦合金(jin)或者高(gao)(gao)合金(jin)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。


6. 氨(氫氧化(hua)氨)


  大多數金屬和非金屬在液(ye)氨及氨水(shui)(氫氧化氨)中的(de)腐(fu)蝕都很輕微,只有(you)銅(tong)和銅(tong)合金不(bu)宜使(shi)用。


7. 氯(lv)氣(qi)(液氯(lv))


  大多數(shu)金(jin)屬閥抗氯(lv)氣(qi)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕都是(shi)(shi)(shi)很有(you)限的(de)(de)(de),尤其是(shi)(shi)(shi)氯(lv)氣(qi)帶水的(de)(de)(de)情(qing)況,包括(kuo)各種合金(jin)閥門,這種情(qing)況下,聚(ju)(ju)四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)閥門是(shi)(shi)(shi)個很不錯(cuo)的(de)(de)(de)選擇,但(dan)是(shi)(shi)(shi)生(sheng)產氯(lv)堿的(de)(de)(de)化工廠會(hui)發現:聚(ju)(ju)四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)閥用的(de)(de)(de)時間稍微一長,扭矩力增大,聚(ju)(ju)四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)老化的(de)(de)(de)問題(ti)就會(hui)凸顯出(chu)來了(le)(le),這種情(qing)況下發生(sheng)的(de)(de)(de)泄漏就是(shi)(shi)(shi)致(zhi)命的(de)(de)(de)了(le)(le)。可以考慮用襯聚(ju)(ju)四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)陶(tao)瓷球(qiu)芯替換(huan)原來的(de)(de)(de)普通襯聚(ju)(ju)四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)閥門,利(li)用陶(tao)瓷的(de)(de)(de)自(zi)潤滑性(xing)和聚(ju)(ju)四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)會(hui)有(you)完美的(de)(de)(de)效果(guo)。


8. 鹽水(shui)(shui)(海(hai)水(shui)(shui))


  普通鋼(gang)鐵在氯化鈉(na)溶液和海水、咸水中腐蝕率(lv)不太(tai)高,一(yi)般須采(cai)用(yong)(yong)涂料保(bao)護;各類不銹鋼(gang)也有(you)很低的(de)均勻腐蝕率(lv),但可(ke)能(neng)因(yin)氯離(li)子而引起(qi)局部性腐蝕,通常采(cai)用(yong)(yong)316不銹鋼(gang)較好。


9. 醇類(lei)、酮(tong)類(lei)、酯(zhi)類(lei)、醚類(lei)


  常見的醇(chun)(chun)類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)甲(jia)(jia)醇(chun)(chun)、乙(yi)醇(chun)(chun)、乙(yi)二(er)醇(chun)(chun)、丙醇(chun)(chun)等,酮(tong)類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)丙酮(tong)、丁(ding)酮(tong)等,酯類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)各種甲(jia)(jia)酯、乙(yi)酯等,醚(mi)類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)甲(jia)(jia)醚(mi)、乙(yi)醚(mi)、丁(ding)醚(mi)等,它們基本沒有(you)腐蝕(shi)性,常用材(cai)料(liao)均可適(shi)用,具體(ti)選(xuan)(xuan)用時還應根據介(jie)質(zhi)的屬(shu)性和相關要求做(zuo)出合(he)理(li)選(xuan)(xuan)擇。另外值得(de)注意的是酮(tong)、酯、醚(mi)對多種橡膠有(you)溶(rong)解性,在選(xuan)(xuan)擇密(mi)封材(cai)料(liao)時避(bi)免出錯。


10. 某(mou)酸性介質閥門選用(yong)工程應用(yong)


  a. 閘閥


    閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閘(zha)板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸及(ji)以下NC);閥桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨鑄(zhu)鐵);填料(316+石墨)。


  b. 截(jie)止(zhi)閥(fa)


    閥(fa)體、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閥(fa)瓣(ASTM A182-F6a);閥(fa)桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(316+石(shi)墨)。


  c. 止回閥(fa)


   閥(fa)體(ti)、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閥(fa)瓣[ASTM A217-CA15-NC(4in及(ji)以下)&ASTM A216-WCB/ER410-NC];搖(yao)桿(ASTM A216-WCB)。


  d. 某(mou)海水(shui)管道閥(fa)體材(cai)料的替換


   國外某10"NPS海水管道(dao),閥門原設(she)計為(wei)ASMECL150,RF法蘭(lan),閥體為(wei)A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環(huan)氧酚醛樹脂涂(tu)料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪(lun)操(cao)作。


  由于閥門制造商提出無法生產這(zhe)種內(nei)涂(tu)敷環(huan)氧(yang)酚醛樹脂涂(tu)料(liao)閥門,把閥體(ti)和(he)閥桿材料(liao)換(huan)成了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新(xin)換(huan)的(de)材料(liao)價格較貴。另外,由于管子(zi)和(he)法蘭螺栓螺母為碳鋼,如(ru)果(guo)用這(zhe)種不銹(xiu)鋼閥體(ti),還(huan)需單(dan)獨采購閥體(ti)與法蘭螺栓螺母隔離的(de)配套元件,防(fang)止(zhi)異種鋼之間的(de)腐蝕。




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