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
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(gang)(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. 鹽酸介(jie)質
絕(jue)大(da)多(duo)(duo)數(shu)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)都(dou)(dou)不(bu)耐鹽(yan)(yan)酸腐蝕(包括各種不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)(liao)(liao)),含鉬高(gao)硅鐵(tie)也僅可用于50℃、30%以下鹽(yan)(yan)酸。和金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)相反(fan),絕(jue)大(da)多(duo)(duo)數(shu)非金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)對(dui)鹽(yan)(yan)酸都(dou)(dou)有良好的(de)耐腐蝕性,所以內襯橡膠泵(beng)和塑料(liao)(liao)(liao)泵(beng)(如聚丙(bing)(bing)烯、氟(fu)塑料(liao)(liao)(liao)等(deng))是輸送(song)鹽(yan)(yan)酸的(de)最好選(xuan)擇。但這樣(yang)的(de)介(jie)質(zhi)如果(guo)溫度(du)超(chao)過了(le)150℃,或(huo)者壓(ya)力大(da)于1.6MPa時,塑料(liao)(liao)(liao)材(cai)質(zhi)(包括聚丙(bing)(bing)烯、氟(fu)塑料(liao)(liao)(liao)甚至(zhi)是聚四氟(fu)乙烯)將(jiang)不(bu)適用了(le),可以使用陶瓷球(qiu)閥(fa)(fa)。這種閥(fa)(fa)門(men)的(de)優點是自潤(run)滑性,扭矩力小,不(bu)老(lao)化,壽(shou)命比(bi)一(yi)般的(de)閥(fa)(fa)門(men)要(yao)長得多(duo)(duo);它(ta)的(de)缺點就是,價(jia)格比(bi)塑料(liao)(liao)(liao)閥(fa)(fa)門(men)高(gao)得多(duo)(duo)。
3. 硝酸介(jie)質
一(yi)般金(jin)屬大多在硝酸(suan)(suan)中被迅(xun)速腐蝕破壞(huai),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)應(ying)用最廣的耐(nai)(nai)硝酸(suan)(suan)材(cai)料,對(dui)常溫(wen)下一(yi)切濃(nong)度的硝酸(suan)(suan)都有良好(hao)的耐(nai)(nai)蝕性,值得一(yi)提的是(shi)含鉬(mu)的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(如316、316L)對(dui)硝酸(suan)(suan)的耐(nai)(nai)蝕性不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)優于(yu)普通(tong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(如304、321),有時甚至不(bu)(bu)如普通(tong)不(bu)(bu)繡(xiu)鋼(gang)。而對(dui)于(yu)高溫(wen)硝酸(suan)(suan),通(tong)常采用鈦(tai)及鈦(tai)合金(jin)材(cai)料。
4. 醋(cu)酸(suan)介(jie)質(zhi)
醋(cu)酸是有機(ji)酸中(zhong)腐蝕(shi)性最強的(de)物質之(zhi)一(yi),普通(tong)鋼鐵在一(yi)切(qie)濃(nong)度和(he)溫(wen)度的(de)醋(cu)酸中(zhong)都會嚴重腐蝕(shi),不(bu)銹鋼是優良的(de)耐(nai)醋(cu)酸材(cai)(cai)料(liao),含鉬(mu)的(de)316不(bu)銹鋼還能(neng)適用于高溫(wen)和(he)稀(xi)醋(cu)酸蒸(zheng)氣。對(dui)于高溫(wen)高濃(nong)醋(cu)酸或含有其他腐蝕(shi)介質等苛(ke)刻要求,可選用高合金不(bu)銹鋼或氟塑料(liao)材(cai)(cai)質閥(fa)門(men)。
5. 堿(氫氧(yang)化鈉)
鋼(gang)鐵廣泛(fan)應用于80℃以下、30%濃(nong)度內的氫(qing)氧化鈉溶液(ye),也有許(xu)多(duo)石化工(gong)廠(chang)在100℃、75%以下時仍采用普(pu)通(tong)鋼(gang)鐵,雖然腐蝕增加,但(dan)經濟性好。普(pu)通(tong)不銹(xiu)鋼(gang)對堿液(ye)的耐蝕性與鑄鐵相比(bi)沒有明顯優(you)點,只要介質中容許(xu)少(shao)量鐵分摻(chan)入,不推薦(jian)采用不銹(xiu)鋼(gang)。對于高(gao)(gao)溫堿液(ye)多(duo)采用鈦及鈦合金(jin)或者高(gao)(gao)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(ye)氨及(ji)氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都(dou)很輕微,只(zhi)有(you)銅和銅合金(jin)不宜使用。
7. 氯(lv)氣(液(ye)氯(lv))
大多數(shu)金(jin)屬(shu)閥(fa)(fa)抗(kang)氯(lv)氣的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)都(dou)是(shi)(shi)很有限的(de)(de),尤其是(shi)(shi)氯(lv)氣帶水的(de)(de)情(qing)況(kuang),包括(kuo)各種合金(jin)閥(fa)(fa)門,這(zhe)(zhe)種情(qing)況(kuang)下,聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥(fa)(fa)門是(shi)(shi)個(ge)很不錯的(de)(de)選擇,但是(shi)(shi)生產氯(lv)堿的(de)(de)化工(gong)廠會發(fa)現:聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥(fa)(fa)用的(de)(de)時間(jian)稍微一長(chang),扭矩力增大,聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)老化的(de)(de)問題就會凸顯(xian)出(chu)來了,這(zhe)(zhe)種情(qing)況(kuang)下發(fa)生的(de)(de)泄漏就是(shi)(shi)致命的(de)(de)了。可以考(kao)慮用襯聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)陶瓷球芯替換原來的(de)(de)普通襯聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)閥(fa)(fa)門,利用陶瓷的(de)(de)自潤滑性和聚四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性會有完美的(de)(de)效(xiao)果。
8. 鹽水(海(hai)水)
普通(tong)鋼鐵在氯(lv)(lv)化(hua)鈉溶液和海(hai)水、咸水中腐(fu)(fu)(fu)蝕率(lv)不(bu)太(tai)高,一(yi)般(ban)須采(cai)用涂料保(bao)護;各類不(bu)銹鋼也有很低(di)的均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕率(lv),但可能因氯(lv)(lv)離子(zi)而引起局部性腐(fu)(fu)(fu)蝕,通(tong)常采(cai)用316不(bu)銹鋼較好。
9. 醇類、酮類、酯類、醚類
常(chang)見(jian)的醇(chun)(chun)類(lei)介(jie)(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)甲醇(chun)(chun)、乙(yi)醇(chun)(chun)、乙(yi)二醇(chun)(chun)、丙醇(chun)(chun)等(deng),酮類(lei)介(jie)(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)丙酮、丁(ding)酮等(deng),酯類(lei)介(jie)(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)各種甲酯、乙(yi)酯等(deng),醚類(lei)介(jie)(jie)質(zhi)有(you)(you)(you)甲醚、乙(yi)醚、丁(ding)醚等(deng),它們基(ji)本沒有(you)(you)(you)腐蝕性,常(chang)用材料均可適(shi)用,具體(ti)選(xuan)用時還(huan)應根(gen)據介(jie)(jie)質(zhi)的屬性和相關要求做出(chu)合理選(xuan)擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有(you)(you)(you)溶解性,在選(xuan)擇密封材料時避免出(chu)錯(cuo)。
10. 某酸性介質閥門選用工程應用
a. 閘閥(fa)
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(xia)NC);閥(fa)桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(球墨(mo)鑄鐵);填料(316+石墨(mo))。
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(lun)(球墨鑄鐵);填料(316+石(shi)墨)。
c. 止回閥
閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閥瓣(ban)[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(ti)材料的替換
國外某10"NPS海(hai)水管道,閥(fa)門原設計為ASMECL150,RF法蘭(lan),閥(fa)體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環(huan)氧酚醛(quan)樹脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手(shou)輪操作。
由于閥(fa)(fa)門制造商提(ti)出無法生產這種(zhong)內涂敷環氧酚醛樹脂涂料閥(fa)(fa)門,把閥(fa)(fa)體(ti)和(he)閥(fa)(fa)桿(gan)材(cai)料換(huan)成(cheng)了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換(huan)的(de)材(cai)料價格較貴。另(ling)外,由于管子和(he)法蘭(lan)螺栓螺母為(wei)碳鋼,如果用這種(zhong)不銹鋼閥(fa)(fa)體(ti),還需單(dan)獨采購閥(fa)(fa)體(ti)與法蘭(lan)螺栓螺母隔(ge)離的(de)配套元件,防止異種(zhong)鋼之間的(de)腐(fu)蝕。

