在腐蝕性介質(zhì)工況下的閥門(mén),防腐蝕是最關(guān)鍵,如果不能正確地選擇閥門(mén)的金屬材料,易造成事故甚至引發(fā)災難。認為不銹鋼是“萬(wàn)能材料”,不論什么介質(zhì)和環(huán)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(zhì)介紹閥門(mén)選材的要點(diǎn),在選材時(shí)切不可隨意和盲目,應多查閱相關(guān)資料或借鑒成熟經(jīng)驗。


1. 硫酸介質(zhì)


  硫酸是強腐蝕介質(zhì)之一,是用途非常廣泛的重要工業(yè)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(dòng)的硫酸,不適用作閥門(mén)的材料;普通不銹鋼如304不銹鋼(0Cr18Ni9)、316Ti不銹鋼(0Cr18Ni12Mo2Ti)對硫酸介質(zhì)也用途有限。因此輸送硫酸的閥門(mén)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(mén)(F46)是一種更為經(jīng)濟的選擇。如果壓力過(guò)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(zhì)


  絕大多數金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不銹鋼材料),含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反,絕大多數非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性,所以?xún)纫r橡膠泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的最好選擇。但這樣的介質(zhì)如果溫度超過(guò)了150℃,或者壓力大于1.6MPa時(shí),塑料材質(zhì)(包括聚丙烯、氟塑料甚至是聚四氟乙烯)將不適用了,可以使用陶瓷球閥。這種閥門(mén)的優(yōu)點(diǎn)是自潤滑性,扭矩力小,不老化,壽命比一般的閥門(mén)要長(cháng)得多;它的缺點(diǎn)就是,價(jià)格比塑料閥門(mén)高得多。


3. 硝酸介質(zhì)


  一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不銹鋼是應用最廣的耐硝酸材料,對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性,值得一提的是含鉬的不銹鋼(如316、316L)對硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼(如304、321),有時(shí)甚至不如普通不繡鋼。而對于高溫硝酸,通常采用鈦及鈦合金材料。


4. 醋酸介質(zhì)


  醋酸是有機酸中腐蝕性最強的物質(zhì)之一,普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會(huì )嚴重腐蝕,不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料,含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸氣。對于高溫高濃醋酸或含有其他腐蝕介質(zhì)等苛刻要求,可選用高合金不銹鋼或氟塑料材質(zhì)閥門(mén)。


5. 堿(氫氧化鈉)


  鋼鐵廣泛應用于80℃以下、30%濃度內的氫氧化鈉溶液,也有許多石化工廠(chǎng)在100℃、75%以下時(shí)仍采用普通鋼鐵,雖然腐蝕增加,但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒(méi)有明顯優(yōu)點(diǎn),只要介質(zhì)中容許少量鐵分摻入,不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。


6. 氨(氫氧化氨)


  大多數金屬和非金屬在液氨及氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅和銅合金不宜使用。


7. 氯氣(液氯)


  大多數金屬閥抗氯氣的腐蝕都是很有限的,尤其是氯氣帶水的情況,包括各種合金閥門(mén),這種情況下,聚四氟乙烯閥門(mén)是個(gè)很不錯的選擇,但是生產(chǎn)氯堿的化工廠(chǎng)會(huì )發(fā)現:聚四氟乙烯閥用的時(shí)間稍微一長(cháng),扭矩力增大,聚四氟乙烯老化的問(wèn)題就會(huì )凸顯出來(lái)了,這種情況下發(fā)生的泄漏就是致命的了??梢钥紤]用襯聚四氟乙烯陶瓷球芯替換原來(lái)的普通襯聚四氟乙烯閥門(mén),利用陶瓷的自潤滑性和聚四氟乙烯的耐腐蝕性會(huì )有完美的效果。


8. 鹽水(海水)


  普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高,一般須采用涂料保護;各類(lèi)不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率,但可能因氯離子而引起局部性腐蝕,通常采用316不銹鋼較好。


9. 醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、醚類(lèi)


  常見(jiàn)的醇類(lèi)介質(zhì)有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮類(lèi)介質(zhì)有丙酮、丁酮等,酯類(lèi)介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等,醚類(lèi)介質(zhì)有甲醚、乙醚、丁醚等,它們基本沒(méi)有腐蝕性,常用材料均可適用,具體選用時(shí)還應根據介質(zhì)的屬性和相關(guān)要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性,在選擇密封材料時(shí)避免出錯。


10. 某酸性介質(zhì)閥門(mén)選用工程應用


  a. 閘閥


    閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閘板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸及以下NC);閥桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(316+石墨)。


  b. 截止閥


    閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閥瓣(ASTM A182-F6a);閥桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(316+石墨)。


  c. 止回閥


   閥體、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. 某海水管道閥體材料的替換


   國外某10"NPS海水管道,閥門(mén)原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環(huán)氧酚醛樹(shù)脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪操作。


  由于閥門(mén)制造商提出無(wú)法生產(chǎn)這種內涂敷環(huán)氧酚醛樹(shù)脂涂料閥門(mén),把閥體和閥桿材料換成了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新?lián)Q的材料價(jià)格較貴。另外,由于管子和法蘭螺栓螺母為碳鋼,如果用這種不銹鋼閥體,還需單獨采購閥體與法蘭螺栓螺母隔離的配套元件,防止異種鋼之間的腐蝕。




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