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(zhi)
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(xiu)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(suan)介(jie)質
絕大多數金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)都(dou)不(bu)耐鹽酸腐蝕(包括各(ge)種不(bu)銹鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)),含(han)鉬高(gao)硅鐵(tie)也僅可(ke)用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)相(xiang)反,絕大多數非(fei)金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)對鹽酸都(dou)有良好(hao)的(de)(de)耐腐蝕性,所(suo)以內襯橡(xiang)膠泵(beng)和塑(su)料(liao)(liao)泵(beng)(如(ru)聚(ju)丙(bing)烯(xi)、氟(fu)塑(su)料(liao)(liao)等)是輸送鹽酸的(de)(de)最好(hao)選擇。但這樣的(de)(de)介質如(ru)果(guo)溫度(du)超過(guo)了150℃,或者壓力大于1.6MPa時,塑(su)料(liao)(liao)材(cai)質(包括聚(ju)丙(bing)烯(xi)、氟(fu)塑(su)料(liao)(liao)甚(shen)至是聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi))將不(bu)適用了,可(ke)以使(shi)用陶瓷球閥。這種閥門(men)的(de)(de)優點是自潤滑性,扭矩力小,不(bu)老化,壽命比(bi)(bi)一般的(de)(de)閥門(men)要(yao)長得多;它的(de)(de)缺點就是,價(jia)格比(bi)(bi)塑(su)料(liao)(liao)閥門(men)高(gao)得多。
3. 硝(xiao)酸介(jie)質(zhi)
一(yi)般金屬大多(duo)在硝(xiao)酸(suan)中被迅速腐蝕(shi)(shi)破壞(huai),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是(shi)應用最廣(guang)的(de)耐(nai)硝(xiao)酸(suan)材料(liao),對常(chang)溫下(xia)一(yi)切(qie)濃度的(de)硝(xiao)酸(suan)都有良好(hao)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性,值得一(yi)提的(de)是(shi)含(han)鉬的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(如(ru)316、316L)對硝(xiao)酸(suan)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性不(bu)(bu)僅(jin)不(bu)(bu)優于普通不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(如(ru)304、321),有時甚至不(bu)(bu)如(ru)普通不(bu)(bu)繡鋼。而對于高(gao)溫硝(xiao)酸(suan),通常(chang)采(cai)用鈦及鈦合金材料(liao)。
4. 醋酸(suan)介質
醋(cu)(cu)酸(suan)是有機酸(suan)中腐(fu)蝕性最強的物(wu)質(zhi)之(zhi)一,普通鋼鐵在(zai)一切濃度和溫(wen)度的醋(cu)(cu)酸(suan)中都會嚴重腐(fu)蝕,不銹鋼是優良(liang)的耐醋(cu)(cu)酸(suan)材料(liao),含(han)(han)鉬的316不銹鋼還能(neng)適用(yong)于(yu)高(gao)溫(wen)和稀醋(cu)(cu)酸(suan)蒸氣。對于(yu)高(gao)溫(wen)高(gao)濃醋(cu)(cu)酸(suan)或(huo)含(han)(han)有其他(ta)腐(fu)蝕介質(zhi)等苛(ke)刻要求,可(ke)選用(yong)高(gao)合(he)金不銹鋼或(huo)氟塑料(liao)材質(zhi)閥門。
5. 堿(氫氧(yang)化鈉)
鋼(gang)鐵廣泛(fan)應用(yong)(yong)于80℃以下、30%濃度內的(de)氫氧化(hua)鈉溶液,也有許多(duo)石化(hua)工廠在100℃、75%以下時仍采用(yong)(yong)普通鋼(gang)鐵,雖然腐蝕(shi)增加(jia),但經(jing)濟性好。普通不銹(xiu)鋼(gang)對堿液的(de)耐蝕(shi)性與鑄(zhu)鐵相(xiang)比沒有明顯優點,只(zhi)要(yao)介質中容許少量鐵分摻入(ru),不推薦采用(yong)(yong)不銹(xiu)鋼(gang)。對于高溫堿液多(duo)采用(yong)(yong)鈦及鈦合金(jin)或者高合金(jin)不銹(xiu)鋼(gang)。
6. 氨(氫氧化氨)
大多數金(jin)屬和非金(jin)屬在液氨及(ji)氨水(氫氧(yang)化(hua)氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅(tong)(tong)和銅(tong)(tong)合金(jin)不(bu)宜(yi)使用(yong)。
7. 氯氣(液氯)
大多數金(jin)屬閥抗氯氣的(de)(de)(de)腐蝕(shi)都是(shi)很有(you)(you)限的(de)(de)(de),尤其是(shi)氯氣帶(dai)水的(de)(de)(de)情況,包括(kuo)各種合金(jin)閥門(men),這(zhe)種情況下,聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)(yi)烯閥門(men)是(shi)個(ge)很不錯(cuo)的(de)(de)(de)選擇(ze),但是(shi)生產氯堿的(de)(de)(de)化工(gong)廠會(hui)發(fa)現:聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)(yi)烯閥用的(de)(de)(de)時間稍微一長,扭矩力(li)增大,聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)(yi)烯老(lao)化的(de)(de)(de)問題就會(hui)凸顯(xian)出(chu)來了,這(zhe)種情況下發(fa)生的(de)(de)(de)泄(xie)漏就是(shi)致命的(de)(de)(de)了。可以考慮用襯聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)(yi)烯陶瓷球芯替換原來的(de)(de)(de)普通襯聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)(yi)烯閥門(men),利用陶瓷的(de)(de)(de)自潤滑性和聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)(yi)烯的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性會(hui)有(you)(you)完美的(de)(de)(de)效果。
8. 鹽(yan)水(海水)
普通鋼鐵(tie)在氯化鈉(na)溶液和海水(shui)、咸水(shui)中腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率不(bu)太(tai)高(gao),一般須采用涂(tu)料(liao)保護;各類不(bu)銹鋼也有很低的均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率,但可能因氯離子而引起局部性腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),通常(chang)采用316不(bu)銹鋼較(jiao)好。
9. 醇類(lei)(lei)、酮類(lei)(lei)、酯類(lei)(lei)、醚類(lei)(lei)
常見的醇類(lei)(lei)介質(zhi)有(you)(you)甲醇、乙(yi)醇、乙(yi)二(er)醇、丙(bing)(bing)醇等,酮(tong)類(lei)(lei)介質(zhi)有(you)(you)丙(bing)(bing)酮(tong)、丁(ding)酮(tong)等,酯(zhi)類(lei)(lei)介質(zhi)有(you)(you)各種(zhong)甲酯(zhi)、乙(yi)酯(zhi)等,醚類(lei)(lei)介質(zhi)有(you)(you)甲醚、乙(yi)醚、丁(ding)醚等,它們(men)基本沒有(you)(you)腐(fu)蝕性(xing),常用材料均可(ke)適用,具體選用時(shi)還應根據介質(zhi)的屬性(xing)和相關要求(qiu)做出合理選擇。另外值得注(zhu)意的是酮(tong)、酯(zhi)、醚對多(duo)種(zhong)橡膠(jiao)有(you)(you)溶解性(xing),在(zai)選擇密封材料時(shi)避免(mian)出錯。
10. 某酸(suan)性介質閥(fa)門選用工程應(ying)用
a. 閘閥
閥(fa)體、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閘板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸(cun)及以下NC);閥(fa)桿(ASTM A182-F6a-NC);手(shou)輪(球墨(mo)鑄鐵);填料(316+石墨(mo))。
b. 截止閥
閥(fa)(fa)體、閥(fa)(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閥(fa)(fa)瓣(ban)(ASTM A182-F6a);閥(fa)(fa)桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(liao)(316+石(shi)墨)。
c. 止(zhi)回閥
閥(fa)體、閥(fa)蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閥(fa)瓣[ASTM A217-CA15-NC(4in及以下)&ASTM A216-WCB/ER410-NC];搖桿(gan)(ASTM A216-WCB)。
d. 某(mou)海水(shui)管道閥(fa)體材料(liao)的替換
國(guo)外某10"NPS海水管道,閥門原設(she)計為(wei)ASMECL150,RF法(fa)蘭,閥體為(wei)A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環氧(yang)酚醛樹脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手(shou)輪操作。
由于閥(fa)門(men)(men)制(zhi)造商提(ti)出無法生產這(zhe)種(zhong)(zhong)內涂(tu)敷環氧酚醛樹(shu)脂涂(tu)料(liao)(liao)閥(fa)門(men)(men),把閥(fa)體和閥(fa)桿材(cai)料(liao)(liao)換成了(le)SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換的材(cai)料(liao)(liao)價格(ge)較貴。另外,由于管(guan)子(zi)和法蘭(lan)螺栓(shuan)螺母為(wei)碳(tan)鋼(gang)(gang),如果用這(zhe)種(zhong)(zhong)不銹鋼(gang)(gang)閥(fa)體,還(huan)需單獨采購(gou)閥(fa)體與法蘭(lan)螺栓(shuan)螺母隔離的配套元件,防止異種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)之間的腐(fu)蝕。