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. 硫酸介質(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(bu)銹鋼(0Cr18Ni9)、316Ti不(bu)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)(duo)(duo)數金屬材(cai)料(liao)(liao)(liao)都(dou)不耐鹽酸(suan)腐蝕(包(bao)括各種不銹鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)),含鉬高(gao)(gao)硅鐵也僅可(ke)(ke)用于(yu)50℃、30%以(yi)下鹽酸(suan)。和金屬材(cai)料(liao)(liao)(liao)相(xiang)反,絕大多(duo)(duo)(duo)數非(fei)金屬材(cai)料(liao)(liao)(liao)對鹽酸(suan)都(dou)有良(liang)好的(de)(de)耐腐蝕性,所以(yi)內襯橡膠(jiao)泵和塑(su)料(liao)(liao)(liao)泵(如(ru)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)、氟(fu)(fu)塑(su)料(liao)(liao)(liao)等)是(shi)(shi)輸送鹽酸(suan)的(de)(de)最好選擇。但這(zhe)樣的(de)(de)介質如(ru)果(guo)溫度超過了150℃,或者壓力大于(yu)1.6MPa時,塑(su)料(liao)(liao)(liao)材(cai)質(包(bao)括聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)、氟(fu)(fu)塑(su)料(liao)(liao)(liao)甚至是(shi)(shi)聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙烯(xi)(xi))將(jiang)不適用了,可(ke)(ke)以(yi)使用陶瓷(ci)球閥(fa)。這(zhe)種閥(fa)門的(de)(de)優點(dian)是(shi)(shi)自(zi)潤滑性,扭矩(ju)力小,不老化,壽命比一般的(de)(de)閥(fa)門要長得多(duo)(duo)(duo);它(ta)的(de)(de)缺點(dian)就是(shi)(shi),價格比塑(su)料(liao)(liao)(liao)閥(fa)門高(gao)(gao)得多(duo)(duo)(duo)。
3. 硝(xiao)酸介質
一般(ban)金(jin)屬大多在硝(xiao)(xiao)酸(suan)中被迅速腐蝕破壞,不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)是應用(yong)最廣(guang)的(de)(de)耐硝(xiao)(xiao)酸(suan)材(cai)料,對(dui)常(chang)溫下一切濃度的(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)都有良好(hao)的(de)(de)耐蝕性(xing),值得一提(ti)的(de)(de)是含(han)鉬的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(如(ru)(ru)316、316L)對(dui)硝(xiao)(xiao)酸(suan)的(de)(de)耐蝕性(xing)不(bu)(bu)(bu)僅不(bu)(bu)(bu)優于普通不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(如(ru)(ru)304、321),有時甚至不(bu)(bu)(bu)如(ru)(ru)普通不(bu)(bu)(bu)繡鋼(gang)。而對(dui)于高溫硝(xiao)(xiao)酸(suan),通常(chang)采用(yong)鈦(tai)及鈦(tai)合金(jin)材(cai)料。
4. 醋酸介質
醋(cu)酸(suan)(suan)是(shi)有機酸(suan)(suan)中腐蝕性最(zui)強(qiang)的(de)物質之(zhi)一(yi),普通鋼鐵在一(yi)切濃度和(he)(he)溫度的(de)醋(cu)酸(suan)(suan)中都(dou)會嚴重腐蝕,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)優(you)良的(de)耐醋(cu)酸(suan)(suan)材(cai)料,含(han)鉬的(de)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼還能適用于高(gao)溫和(he)(he)稀醋(cu)酸(suan)(suan)蒸氣。對于高(gao)溫高(gao)濃醋(cu)酸(suan)(suan)或含(han)有其他腐蝕介質等苛(ke)刻要求,可選用高(gao)合金不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼或氟塑料材(cai)質閥(fa)門。
5. 堿(氫(qing)氧(yang)化鈉)
鋼鐵(tie)廣泛應用于80℃以(yi)下(xia)、30%濃度內的氫氧(yang)化鈉(na)溶液,也(ye)有(you)許(xu)多(duo)石(shi)化工廠在100℃、75%以(yi)下(xia)時仍采(cai)用普通鋼鐵(tie),雖然腐(fu)蝕增加,但經濟性好。普通不(bu)銹鋼對(dui)(dui)堿液的耐蝕性與鑄(zhu)鐵(tie)相比沒有(you)明(ming)顯優點,只(zhi)要介質中容許(xu)少量(liang)鐵(tie)分摻入,不(bu)推薦采(cai)用不(bu)銹鋼。對(dui)(dui)于高溫(wen)堿液多(duo)采(cai)用鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金或者高合(he)金不(bu)銹鋼。
6. 氨(氫氧化氨)
大多數金(jin)屬和非金(jin)屬在液氨(an)及氨(an)水(氫氧(yang)化氨(an))中(zhong)的腐蝕(shi)都很輕微,只有銅和銅合金(jin)不宜使用。
7. 氯氣(qi)(液氯)
大(da)多數金屬閥抗氯氣的(de)腐蝕都是(shi)很有限(xian)的(de),尤其(qi)是(shi)氯氣帶水的(de)情況(kuang),包括各種(zhong)(zhong)合金閥門(men),這(zhe)種(zhong)(zhong)情況(kuang)下,聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)閥門(men)是(shi)個很不錯的(de)選擇,但是(shi)生產氯堿的(de)化工廠會(hui)發(fa)現(xian):聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)閥用(yong)的(de)時間稍(shao)微一長,扭矩力增大(da),聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)老化的(de)問(wen)題就(jiu)會(hui)凸顯出(chu)來(lai)(lai)了,這(zhe)種(zhong)(zhong)情況(kuang)下發(fa)生的(de)泄漏就(jiu)是(shi)致命的(de)了。可以考慮用(yong)襯(chen)聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)陶(tao)瓷球芯替換原來(lai)(lai)的(de)普通襯(chen)聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)閥門(men),利用(yong)陶(tao)瓷的(de)自潤滑性和(he)聚(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)(xi)(xi)的(de)耐腐蝕性會(hui)有完美(mei)的(de)效果。
8. 鹽水(海水)
普通鋼鐵在氯化鈉溶(rong)液和海水(shui)、咸水(shui)中(zhong)腐(fu)蝕率(lv)(lv)不太高,一般(ban)須采用(yong)涂(tu)料保(bao)護;各類不銹鋼也有(you)很低的均(jun)勻腐(fu)蝕率(lv)(lv),但可能因(yin)氯離(li)子而引(yin)起(qi)局部性腐(fu)蝕,通常采用(yong)316不銹鋼較好(hao)。
9. 醇類(lei)、酮類(lei)、酯類(lei)、醚類(lei)
常見的醇(chun)類(lei)介質有(you)甲(jia)(jia)醇(chun)、乙(yi)(yi)(yi)(yi)醇(chun)、乙(yi)(yi)(yi)(yi)二醇(chun)、丙醇(chun)等(deng),酮(tong)類(lei)介質有(you)丙酮(tong)、丁(ding)酮(tong)等(deng),酯(zhi)(zhi)類(lei)介質有(you)各種(zhong)甲(jia)(jia)酯(zhi)(zhi)、乙(yi)(yi)(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)等(deng),醚(mi)類(lei)介質有(you)甲(jia)(jia)醚(mi)、乙(yi)(yi)(yi)(yi)醚(mi)、丁(ding)醚(mi)等(deng),它們基本沒有(you)腐蝕性,常用(yong)材料均可適用(yong),具(ju)體選用(yong)時還應根(gen)據介質的屬性和相(xiang)關要求做出合理選擇。另外值得(de)注意的是酮(tong)、酯(zhi)(zhi)、醚(mi)對多種(zhong)橡膠有(you)溶(rong)解(jie)性,在選擇密封材料時避免出錯。
10. 某(mou)酸性介質閥門選用(yong)(yong)工(gong)程應用(yong)(yong)
a. 閘閥
閥體、閥蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閘板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸及以下(xia)NC);閥桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨鑄鐵);填料(316+石墨)。
b. 截止閥
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(tie));填料(316+石墨)。
c. 止回(hui)閥
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(mou)海水管道(dao)閥(fa)體材料的替換
國外某10"NPS海水(shui)管道,閥門原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環(huan)氧酚醛(quan)樹脂(zhi)涂(tu)料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪操作。
由于閥門制造商提出無(wu)法(fa)生(sheng)產這種(zhong)內(nei)涂(tu)敷環氧酚醛(quan)樹脂涂(tu)料(liao)(liao)閥門,把(ba)閥體和閥桿材料(liao)(liao)換成了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換的材料(liao)(liao)價(jia)格較貴。另外,由于管(guan)子和法(fa)蘭(lan)螺栓螺母為碳鋼(gang),如果用這種(zhong)不銹鋼(gang)閥體,還需單(dan)獨采購閥體與法(fa)蘭(lan)螺栓螺母隔離的配套元件(jian),防止異種(zhong)鋼(gang)之間的腐蝕(shi)。