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(xiu)鋼(0Cr18Ni9)、316Ti不銹鋼(gang)(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
絕大(da)多數金屬(shu)材料(liao)(liao)都(dou)不耐鹽(yan)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)(包括各種不銹鋼材料(liao)(liao)),含鉬高硅鐵也僅可(ke)用于(yu)(yu)50℃、30%以下鹽(yan)酸(suan)。和(he)金屬(shu)材料(liao)(liao)相(xiang)反,絕大(da)多數非金屬(shu)材料(liao)(liao)對(dui)鹽(yan)酸(suan)都(dou)有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing),所以內(nei)襯橡膠泵和(he)塑(su)料(liao)(liao)泵(如聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)、氟塑(su)料(liao)(liao)等)是(shi)輸(shu)送(song)鹽(yan)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)最好選擇。但這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)介質(zhi)(zhi)如果(guo)溫度(du)超過了150℃,或者壓力大(da)于(yu)(yu)1.6MPa時,塑(su)料(liao)(liao)材質(zhi)(zhi)(包括聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)、氟塑(su)料(liao)(liao)甚至(zhi)是(shi)聚(ju)(ju)四氟乙烯(xi))將不適用了,可(ke)以使用陶(tao)瓷球(qiu)閥。這(zhe)種閥門的(de)(de)(de)(de)優點(dian)是(shi)自潤(run)滑性(xing)(xing),扭矩力小,不老化(hua),壽命比(bi)一般(ban)的(de)(de)(de)(de)閥門要(yao)長(chang)得(de)多;它的(de)(de)(de)(de)缺點(dian)就是(shi),價格比(bi)塑(su)料(liao)(liao)閥門高得(de)多。
3. 硝酸(suan)介質
一般金屬(shu)大多在硝酸(suan)中被迅速腐蝕(shi)破壞,不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)是應用(yong)最廣的(de)耐(nai)硝酸(suan)材(cai)料(liao),對常溫下一切濃度(du)的(de)硝酸(suan)都有(you)(you)良好(hao)的(de)耐(nai)蝕(shi)性,值得(de)一提(ti)的(de)是含鉬的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(如316、316L)對硝酸(suan)的(de)耐(nai)蝕(shi)性不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)優(you)于(yu)普通(tong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(如304、321),有(you)(you)時甚至(zhi)不(bu)(bu)如普通(tong)不(bu)(bu)繡鋼(gang)(gang)。而對于(yu)高溫硝酸(suan),通(tong)常采用(yong)鈦(tai)及(ji)鈦(tai)合(he)金材(cai)料(liao)。
4. 醋酸介質
醋酸(suan)(suan)是有機(ji)酸(suan)(suan)中(zhong)腐蝕性最強的(de)物質(zhi)之一,普通鋼(gang)鐵在(zai)一切濃(nong)度和(he)溫(wen)度的(de)醋酸(suan)(suan)中(zhong)都會(hui)嚴重(zhong)腐蝕,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是優良的(de)耐醋酸(suan)(suan)材料(liao),含(han)鉬的(de)316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)還(huan)能(neng)適用于高(gao)溫(wen)和(he)稀醋酸(suan)(suan)蒸氣(qi)。對于高(gao)溫(wen)高(gao)濃(nong)醋酸(suan)(suan)或(huo)含(han)有其他腐蝕介質(zhi)等苛刻要求,可選用高(gao)合金不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或(huo)氟塑(su)料(liao)材質(zhi)閥門(men)。
5. 堿(jian)(氫氧化(hua)鈉)
鋼(gang)鐵廣泛應用(yong)于80℃以下、30%濃度內的(de)氫氧化鈉溶液(ye)(ye),也(ye)有(you)許多(duo)石(shi)化工廠在100℃、75%以下時仍(reng)采(cai)用(yong)普(pu)通鋼(gang)鐵,雖然腐(fu)蝕增加,但經濟(ji)性(xing)好。普(pu)通不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)對堿(jian)液(ye)(ye)的(de)耐蝕性(xing)與鑄鐵相(xiang)比沒有(you)明顯優點,只要介質中容許少量鐵分摻(chan)入,不(bu)(bu)推薦采(cai)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。對于高(gao)溫堿(jian)液(ye)(ye)多(duo)采(cai)用(yong)鈦(tai)及鈦(tai)合金或(huo)者高(gao)合金不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
6. 氨(氫(qing)氧化氨)
大多數金(jin)(jin)屬和非金(jin)(jin)屬在液氨及(ji)氨水(氫氧化氨)中(zhong)的腐蝕都很輕(qing)微,只有銅和銅合金(jin)(jin)不宜(yi)使用。
7. 氯氣(液(ye)氯)
大多數(shu)金(jin)屬(shu)閥抗氯氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕都是(shi)(shi)(shi)很有限的(de)(de)(de)(de)(de)(de),尤其是(shi)(shi)(shi)氯氣帶水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang),包括各種合金(jin)閥門(men),這(zhe)種情(qing)(qing)況(kuang)下,聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)(yi)(yi)烯閥門(men)是(shi)(shi)(shi)個很不錯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇,但是(shi)(shi)(shi)生(sheng)產氯堿的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化工廠會(hui)發現:聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)(yi)(yi)烯閥用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)稍微(wei)一長,扭矩(ju)力(li)增大,聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)(yi)(yi)烯老化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題就會(hui)凸顯出來了(le),這(zhe)種情(qing)(qing)況(kuang)下發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)泄漏就是(shi)(shi)(shi)致命的(de)(de)(de)(de)(de)(de)了(le)。可以(yi)考慮用襯(chen)聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)(yi)(yi)烯陶瓷球芯替(ti)換原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)普(pu)通襯(chen)聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)(yi)(yi)烯閥門(men),利用陶瓷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自潤(run)滑(hua)性和聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)(yi)(yi)烯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性會(hui)有完美的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)。
8. 鹽水(shui)(shui)(海水(shui)(shui))
普通鋼(gang)鐵在氯化(hua)鈉(na)溶液(ye)和(he)海水、咸(xian)水中腐蝕率不太高,一般須采用涂(tu)料(liao)保護;各類不銹(xiu)鋼(gang)也(ye)有很低的均(jun)勻腐蝕率,但可能因氯離子而引(yin)起局(ju)部(bu)性腐蝕,通常采用316不銹(xiu)鋼(gang)較好。
9. 醇類(lei)、酮類(lei)、酯類(lei)、醚類(lei)
常見的醇(chun)(chun)類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有甲醇(chun)(chun)、乙(yi)醇(chun)(chun)、乙(yi)二醇(chun)(chun)、丙醇(chun)(chun)等(deng),酮類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有丙酮、丁酮等(deng),酯類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有各(ge)種(zhong)甲酯、乙(yi)酯等(deng),醚(mi)(mi)類(lei)(lei)介(jie)質(zhi)有甲醚(mi)(mi)、乙(yi)醚(mi)(mi)、丁醚(mi)(mi)等(deng),它們(men)基(ji)本沒有腐蝕性(xing),常用材料均可適用,具(ju)體選(xuan)用時(shi)還應根(gen)據(ju)介(jie)質(zhi)的屬性(xing)和(he)相關要求做(zuo)出(chu)合理選(xuan)擇。另外值得注意的是酮、酯、醚(mi)(mi)對多(duo)種(zhong)橡膠有溶解(jie)性(xing),在選(xuan)擇密封材料時(shi)避免出(chu)錯(cuo)。
10. 某酸性介質閥門(men)選用工程應用
a. 閘(zha)閥
閥(fa)體、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閘板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸及以下NC);閥(fa)桿(gan)(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨(mo)鑄鐵(tie));填料(316+石墨(mo))。
b. 截止閥(fa)
閥體、閥蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閥瓣(ASTM A182-F6a);閥桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(lun)(球墨(mo)鑄鐵);填料(316+石墨(mo))。
c. 止(zhi)回閥
閥體(ti)、閥蓋(ASTM A216-WCB);閥瓣[ASTM A217-CA15-NC(4in及以(yi)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(hai)水(shui)管道,閥(fa)門原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥(fa)體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環氧酚醛樹脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪(lun)操作。
由于閥門制造商提出(chu)無法生產這(zhe)種內涂(tu)敷環氧(yang)酚醛樹脂涂(tu)料閥門,把閥體和閥桿材(cai)料換成了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換的(de)材(cai)料價(jia)格較貴。另外,由于管子和法蘭(lan)螺(luo)栓螺(luo)母為碳鋼,如(ru)果用這(zhe)種不銹鋼閥體,還(huan)需單(dan)獨采(cai)購閥體與法蘭(lan)螺(luo)栓螺(luo)母隔離的(de)配(pei)套元件,防止異種鋼之(zhi)間的(de)腐蝕(shi)。

