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不銹鋼(0Cr18Ni9)、316Ti不(bu)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(yan)酸介質
絕大(da)多數(shu)金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)都(dou)不(bu)耐鹽酸腐蝕(包(bao)括各種不(bu)銹鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)),含鉬高(gao)(gao)硅鐵也僅(jin)可(ke)(ke)用(yong)于50℃、30%以下鹽酸。和(he)(he)金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)相反,絕大(da)多數(shu)非(fei)金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)對鹽酸都(dou)有良好的(de)(de)(de)耐腐蝕性,所以內襯橡膠(jiao)泵和(he)(he)塑料(liao)(liao)泵(如聚(ju)丙烯(xi)、氟(fu)塑料(liao)(liao)等)是(shi)輸送鹽酸的(de)(de)(de)最好選擇。但這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)介(jie)質如果(guo)溫度超過了150℃,或(huo)者(zhe)壓力大(da)于1.6MPa時,塑料(liao)(liao)材(cai)(cai)質(包(bao)括聚(ju)丙烯(xi)、氟(fu)塑料(liao)(liao)甚至是(shi)聚(ju)四氟(fu)乙烯(xi))將不(bu)適用(yong)了,可(ke)(ke)以使用(yong)陶(tao)瓷球閥(fa)。這(zhe)種閥(fa)門的(de)(de)(de)優(you)點是(shi)自潤滑性,扭矩力小,不(bu)老化,壽命比一般的(de)(de)(de)閥(fa)門要長得(de)多;它的(de)(de)(de)缺點就(jiu)是(shi),價格(ge)比塑料(liao)(liao)閥(fa)門高(gao)(gao)得(de)多。
3. 硝酸介(jie)質
一般金屬大(da)多在硝酸(suan)(suan)中被迅速腐蝕破壞,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是應用(yong)最廣的(de)耐(nai)硝酸(suan)(suan)材料,對常(chang)溫下(xia)一切濃度的(de)硝酸(suan)(suan)都有(you)良好的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing),值(zhi)得(de)一提的(de)是含(han)鉬(mu)的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(如(ru)(ru)(ru)316、316L)對硝酸(suan)(suan)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)不(bu)僅不(bu)優于(yu)普通不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(如(ru)(ru)(ru)304、321),有(you)時甚(shen)至不(bu)如(ru)(ru)(ru)普通不(bu)繡鋼(gang)(gang)。而對于(yu)高(gao)溫硝酸(suan)(suan),通常(chang)采用(yong)鈦(tai)(tai)及鈦(tai)(tai)合金材料。
4. 醋酸介質
醋(cu)酸(suan)是(shi)有(you)機酸(suan)中(zhong)腐(fu)蝕性最強的物(wu)質(zhi)(zhi)之(zhi)一,普通(tong)鋼(gang)鐵(tie)在一切濃度(du)和溫(wen)度(du)的醋(cu)酸(suan)中(zhong)都(dou)會嚴重腐(fu)蝕,不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)優良的耐醋(cu)酸(suan)材料,含(han)鉬的316不銹(xiu)鋼(gang)還能適用于高(gao)溫(wen)和稀醋(cu)酸(suan)蒸氣。對(dui)于高(gao)溫(wen)高(gao)濃醋(cu)酸(suan)或含(han)有(you)其(qi)他(ta)腐(fu)蝕介質(zhi)(zhi)等苛刻要求(qiu),可選用高(gao)合金不銹(xiu)鋼(gang)或氟(fu)塑料材質(zhi)(zhi)閥門(men)。
5. 堿(氫氧化鈉)
鋼(gang)鐵(tie)(tie)廣泛應用(yong)于80℃以(yi)下、30%濃度內(nei)的氫氧化鈉溶液(ye),也(ye)有許多(duo)石化工廠(chang)在100℃、75%以(yi)下時仍(reng)采用(yong)普通鋼(gang)鐵(tie)(tie),雖(sui)然腐蝕(shi)增加,但經濟(ji)性(xing)好(hao)。普通不(bu)銹鋼(gang)對(dui)堿液(ye)的耐蝕(shi)性(xing)與鑄鐵(tie)(tie)相(xiang)比沒有明顯(xian)優(you)點,只要介質中容許少量(liang)鐵(tie)(tie)分(fen)摻入,不(bu)推薦采用(yong)不(bu)銹鋼(gang)。對(dui)于高溫堿液(ye)多(duo)采用(yong)鈦及(ji)鈦合金或者高合金不(bu)銹鋼(gang)。
6. 氨(氫氧(yang)化氨)
大多數金(jin)屬和非金(jin)屬在液(ye)氨(an)及氨(an)水(氫氧化氨(an))中(zhong)的腐蝕都很(hen)輕微,只有(you)銅和銅合金(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)腐蝕(shi)都是很有限(xian)的(de)(de),尤其是氯氣帶水的(de)(de)情況,包(bao)括各種合(he)金(jin)閥門(men),這種情況下,聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥門(men)是個很不錯的(de)(de)選擇,但是生(sheng)(sheng)產氯堿的(de)(de)化工(gong)廠會(hui)發現:聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥用(yong)的(de)(de)時間稍(shao)微一長,扭矩(ju)力增大,聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)老化的(de)(de)問題就會(hui)凸顯出來了,這種情況下發生(sheng)(sheng)的(de)(de)泄(xie)漏就是致命的(de)(de)了。可以(yi)考慮用(yong)襯聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)陶瓷球芯替換原來的(de)(de)普(pu)通襯聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥門(men),利用(yong)陶瓷的(de)(de)自潤滑性(xing)和聚四(si)(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)會(hui)有完美的(de)(de)效果。
8. 鹽水(海水)
普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海(hai)水、咸水中腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率不(bu)太(tai)高,一般須采用涂料保護;各類不(bu)銹鋼也(ye)有(you)很低的均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率,但可(ke)能因氯離(li)子(zi)而引起局部性腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),通常采用316不(bu)銹鋼較好。
9. 醇類(lei)、酮類(lei)、酯(zhi)類(lei)、醚類(lei)
常見的醇(chun)類介質有(you)(you)甲(jia)醇(chun)、乙醇(chun)、乙二醇(chun)、丙醇(chun)等(deng),酮(tong)類介質有(you)(you)丙酮(tong)、丁(ding)(ding)酮(tong)等(deng),酯(zhi)類介質有(you)(you)各(ge)種甲(jia)酯(zhi)、乙酯(zhi)等(deng),醚類介質有(you)(you)甲(jia)醚、乙醚、丁(ding)(ding)醚等(deng),它們基本沒(mei)有(you)(you)腐蝕性,常用材料均可適用,具體選(xuan)(xuan)用時(shi)還應根據介質的屬性和相關要(yao)求做出合(he)理(li)選(xuan)(xuan)擇。另外值得注意的是(shi)酮(tong)、酯(zhi)、醚對多種橡膠有(you)(you)溶解(jie)性,在選(xuan)(xuan)擇密封材料時(shi)避免出錯。
10. 某酸性介(jie)質閥門選用(yong)工程應用(yong)
a. 閘(zha)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NC);閥桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨(mo)鑄鐵(tie));填料(316+石墨(mo))。
b. 截止閥(fa)
閥(fa)體(ti)、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閥(fa)瓣(ASTM A182-F6a);閥(fa)桿(gan)(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨(mo)鑄鐵);填料(316+石墨(mo))。
c. 止回(hui)閥
閥(fa)體、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閥(fa)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(guan)道,閥門原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環氧酚醛樹脂涂(tu)料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪操作。
由(you)于(yu)(yu)閥(fa)門(men)制造商提(ti)出無法(fa)生產這種(zhong)內涂敷環氧酚醛樹脂涂料(liao)閥(fa)門(men),把閥(fa)體(ti)(ti)和閥(fa)桿材料(liao)換成(cheng)了(le)SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換的(de)材料(liao)價格較貴。另外,由(you)于(yu)(yu)管(guan)子和法(fa)蘭(lan)螺(luo)栓螺(luo)母為碳鋼(gang)(gang),如果用這種(zhong)不銹鋼(gang)(gang)閥(fa)體(ti)(ti),還需(xu)單獨采購閥(fa)體(ti)(ti)與(yu)法(fa)蘭(lan)螺(luo)栓螺(luo)母隔離(li)的(de)配套元件,防止異種(zhong)鋼(gang)(gang)之(zhi)間(jian)的(de)腐蝕。