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(suan)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不銹鋼(0Cr18Ni9)、316Ti不銹(xiu)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)介質
絕大(da)(da)多數(shu)金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料(liao)都(dou)不耐鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(包括各種(zhong)(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)),含鉬(mu)高(gao)硅鐵也僅可(ke)用于(yu)50℃、30%以(yi)下鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)。和(he)金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料(liao)相(xiang)反,絕大(da)(da)多數(shu)非金屬(shu)(shu)材(cai)(cai)料(liao)對鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)都(dou)有良好的耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),所以(yi)內襯橡膠泵(beng)和(he)塑(su)(su)料(liao)泵(beng)(如聚丙(bing)烯、氟塑(su)(su)料(liao)等(deng))是(shi)(shi)輸送鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)的最好選擇。但這樣的介質(zhi)如果(guo)溫度(du)超(chao)過了150℃,或者(zhe)壓力大(da)(da)于(yu)1.6MPa時,塑(su)(su)料(liao)材(cai)(cai)質(zhi)(包括聚丙(bing)烯、氟塑(su)(su)料(liao)甚至是(shi)(shi)聚四氟乙烯)將(jiang)不適(shi)用了,可(ke)以(yi)使用陶瓷球(qiu)閥(fa)(fa)。這種(zhong)(zhong)閥(fa)(fa)門(men)的優點是(shi)(shi)自潤滑(hua)性(xing),扭矩力小(xiao),不老化,壽命(ming)比(bi)一般的閥(fa)(fa)門(men)要長(chang)得多;它的缺點就是(shi)(shi),價格(ge)比(bi)塑(su)(su)料(liao)閥(fa)(fa)門(men)高(gao)得多。
3. 硝(xiao)酸介質
一般金(jin)屬大(da)多在(zai)硝酸(suan)(suan)中被迅速腐蝕破壞(huai),不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)應用最廣的(de)耐硝酸(suan)(suan)材(cai)料,對常溫下一切濃度(du)的(de)硝酸(suan)(suan)都(dou)有良好的(de)耐蝕性,值(zhi)得一提的(de)是(shi)含鉬(mu)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(如316、316L)對硝酸(suan)(suan)的(de)耐蝕性不(bu)僅不(bu)優于普通(tong)不(bu)銹(xiu)鋼(如304、321),有時甚至(zhi)不(bu)如普通(tong)不(bu)繡(xiu)鋼。而對于高溫硝酸(suan)(suan),通(tong)常采用鈦及(ji)鈦合(he)金(jin)材(cai)料。
4. 醋(cu)酸介質
醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)是(shi)有(you)機酸(suan)中(zhong)腐蝕(shi)性(xing)最強(qiang)的物質(zhi)之一,普通鋼(gang)鐵(tie)在一切濃(nong)度和溫度的醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)中(zhong)都會(hui)嚴(yan)重(zhong)腐蝕(shi),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是(shi)優良的耐(nai)醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)材料,含鉬的316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)還能適用于高(gao)溫和稀(xi)醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)蒸(zheng)氣。對于高(gao)溫高(gao)濃(nong)醋(cu)(cu)(cu)酸(suan)或含有(you)其(qi)他腐蝕(shi)介質(zhi)等苛刻要求,可選用高(gao)合(he)金不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或氟塑料材質(zhi)閥門。
5. 堿(氫氧化鈉)
鋼鐵廣泛應用(yong)(yong)于80℃以(yi)下(xia)、30%濃度內的氫(qing)氧化鈉溶液,也有許多(duo)石(shi)化工廠在100℃、75%以(yi)下(xia)時仍采用(yong)(yong)普通(tong)鋼鐵,雖(sui)然(ran)腐蝕(shi)增(zeng)加,但經濟性好(hao)。普通(tong)不(bu)銹(xiu)鋼對堿(jian)液的耐蝕(shi)性與鑄(zhu)鐵相比沒有明顯優點,只要(yao)介質中容許少(shao)量(liang)鐵分摻(chan)入,不(bu)推薦(jian)采用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼。對于高溫(wen)堿(jian)液多(duo)采用(yong)(yong)鈦及鈦合金或者(zhe)高合金不(bu)銹(xiu)鋼。
6. 氨(氫(qing)氧化氨)
大多(duo)數金屬和非金屬在液(ye)氨(an)及氨(an)水(shui)(氫氧化氨(an))中的腐(fu)蝕都很輕微,只有銅和銅合(he)金不宜使用(yong)。
7. 氯(lv)氣(qi)(液(ye)氯(lv))
大多數金(jin)屬閥(fa)抗(kang)氯(lv)氣的(de)(de)(de)腐蝕(shi)都是(shi)很(hen)有限的(de)(de)(de),尤其是(shi)氯(lv)氣帶水的(de)(de)(de)情況,包括各種(zhong)合金(jin)閥(fa)門(men),這種(zhong)情況下,聚四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)(xi)閥(fa)門(men)是(shi)個很(hen)不錯(cuo)的(de)(de)(de)選擇,但是(shi)生(sheng)產氯(lv)堿的(de)(de)(de)化工廠會發現:聚四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)(xi)閥(fa)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)時間稍微一長,扭(niu)矩力增大,聚四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)(xi)老化的(de)(de)(de)問題(ti)就會凸顯出來了(le),這種(zhong)情況下發生(sheng)的(de)(de)(de)泄漏就是(shi)致命的(de)(de)(de)了(le)。可以考慮用(yong)(yong)襯聚四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)(xi)陶瓷(ci)球芯替換原來的(de)(de)(de)普通(tong)襯聚四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)(xi)閥(fa)門(men),利用(yong)(yong)陶瓷(ci)的(de)(de)(de)自潤滑性(xing)和聚四(si)(si)氟乙烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)會有完美的(de)(de)(de)效果。
8. 鹽水(海水)
普通(tong)鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕(shi)率(lv)不太(tai)高,一般須采用(yong)涂料(liao)保護;各類(lei)不銹鋼也有很低的均勻腐蝕(shi)率(lv),但可能因氯離子而引起局部性(xing)腐蝕(shi),通(tong)常采用(yong)316不銹鋼較(jiao)好。
9. 醇類(lei)、酮類(lei)、酯類(lei)、醚類(lei)
常見(jian)的醇類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)甲(jia)醇、乙(yi)醇、乙(yi)二醇、丙醇等,酮(tong)類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)丙酮(tong)、丁酮(tong)等,酯(zhi)類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)各(ge)種甲(jia)酯(zhi)、乙(yi)酯(zhi)等,醚類(lei)介(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)甲(jia)醚、乙(yi)醚、丁醚等,它們基本沒有(you)(you)(you)腐蝕(shi)性,常用材(cai)料均可適(shi)用,具體(ti)選用時(shi)還應(ying)根據介(jie)質(zhi)的屬性和(he)相關要求(qiu)做出(chu)合理(li)選擇。另(ling)外值(zhi)得注意的是酮(tong)、酯(zhi)、醚對多種橡膠有(you)(you)(you)溶解性,在選擇密封材(cai)料時(shi)避(bi)免出(chu)錯(cuo)。
10. 某酸性介質(zhi)閥門(men)選用(yong)工程應用(yong)
a. 閘閥
閥(fa)體、閥(fa)蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閘(zha)板(ban)(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸及以下NC);閥(fa)桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(liao)(316+石墨)。
b. 截止閥
閥體、閥蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閥瓣(ban)(ASTM A182-F6a);閥桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(316+石墨)。
c. 止回(hui)閥
閥(fa)體、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閥(fa)瓣[ASTM A217-CA15-NC(4in及(ji)以下(xia))&ASTM A216-WCB/ER410-NC];搖桿(ASTM A216-WCB)。
d. 某海水(shui)管道(dao)閥體材料的替換
國外某10"NPS海水管(guan)道,閥門原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環氧酚醛樹(shu)脂(zhi)涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪操作。
由于閥(fa)(fa)門制造(zao)商提出無法生產(chan)這種內涂敷環氧酚醛(quan)樹脂涂料(liao)閥(fa)(fa)門,把(ba)閥(fa)(fa)體(ti)和閥(fa)(fa)桿(gan)材料(liao)換(huan)成了(le)SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換(huan)的材料(liao)價格較貴(gui)。另(ling)外(wai),由于管(guan)子(zi)和法蘭螺(luo)栓(shuan)(shuan)螺(luo)母為碳(tan)鋼(gang),如果用這種不銹鋼(gang)閥(fa)(fa)體(ti),還需單獨采購閥(fa)(fa)體(ti)與法蘭螺(luo)栓(shuan)(shuan)螺(luo)母隔(ge)離的配套元件,防止異(yi)種鋼(gang)之間(jian)的腐蝕。

