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(fa)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(xiu)鋼(gang),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(xiu)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. 鹽酸介質(zhi)
絕大(da)多數(shu)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)都不(bu)(bu)耐鹽(yan)酸腐(fu)蝕(包括各種不(bu)(bu)銹鋼材(cai)(cai)(cai)料(liao)),含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽(yan)酸。和金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)相反,絕大(da)多數(shu)非金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)(cai)料(liao)對鹽(yan)酸都有良好的耐腐(fu)蝕性,所以內襯橡(xiang)膠泵和塑(su)料(liao)泵(如聚丙烯、氟塑(su)料(liao)等)是(shi)輸送鹽(yan)酸的最好選擇(ze)。但(dan)這樣的介質如果溫度超(chao)過了(le)(le)150℃,或者壓(ya)力(li)大(da)于1.6MPa時,塑(su)料(liao)材(cai)(cai)(cai)質(包括聚丙烯、氟塑(su)料(liao)甚(shen)至是(shi)聚四(si)氟乙烯)將不(bu)(bu)適用了(le)(le),可以使(shi)用陶瓷(ci)球閥(fa)。這種閥(fa)門的優點(dian)是(shi)自(zi)潤滑性,扭矩力(li)小,不(bu)(bu)老化(hua),壽命比一(yi)般的閥(fa)門要(yao)長得多;它的缺點(dian)就(jiu)是(shi),價格比塑(su)料(liao)閥(fa)門高得多。
3. 硝(xiao)酸介質(zhi)
一般(ban)金(jin)屬(shu)大多在(zai)硝(xiao)(xiao)酸(suan)中被迅速(su)腐蝕破壞,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是應用最(zui)廣的(de)耐(nai)(nai)硝(xiao)(xiao)酸(suan)材(cai)(cai)料,對(dui)常溫(wen)下一切濃度的(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)都有(you)良好的(de)耐(nai)(nai)蝕性,值得一提的(de)是含鉬的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(如316、316L)對(dui)硝(xiao)(xiao)酸(suan)的(de)耐(nai)(nai)蝕性不(bu)僅不(bu)優于普(pu)(pu)通(tong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(如304、321),有(you)時甚至不(bu)如普(pu)(pu)通(tong)不(bu)繡鋼(gang)。而對(dui)于高溫(wen)硝(xiao)(xiao)酸(suan),通(tong)常采用鈦及鈦合(he)金(jin)材(cai)(cai)料。
4. 醋酸介質
醋(cu)酸是有(you)機酸中(zhong)腐蝕性(xing)最強(qiang)的物(wu)質(zhi)之一(yi),普(pu)通鋼鐵在一(yi)切濃度(du)(du)和溫度(du)(du)的醋(cu)酸中(zhong)都會(hui)嚴(yan)重(zhong)腐蝕,不銹鋼是優良(liang)的耐(nai)醋(cu)酸材料(liao),含鉬的316不銹鋼還能(neng)適(shi)用于(yu)高(gao)溫和稀醋(cu)酸蒸(zheng)氣(qi)。對于(yu)高(gao)溫高(gao)濃醋(cu)酸或(huo)(huo)含有(you)其他(ta)腐蝕介質(zhi)等苛刻要求,可選用高(gao)合金不銹鋼或(huo)(huo)氟塑(su)料(liao)材質(zhi)閥門。
5. 堿(jian)(氫氧(yang)化鈉(na))
鋼(gang)鐵(tie)(tie)廣泛應用(yong)于80℃以(yi)下、30%濃度內的氫氧化鈉溶液(ye)(ye),也有(you)許(xu)多(duo)石(shi)化工廠在100℃、75%以(yi)下時仍(reng)采(cai)(cai)用(yong)普通(tong)鋼(gang)鐵(tie)(tie),雖然腐(fu)蝕增(zeng)加,但(dan)經濟(ji)性(xing)好。普通(tong)不銹鋼(gang)對(dui)(dui)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)的耐蝕性(xing)與鑄鐵(tie)(tie)相比沒有(you)明顯優點,只要(yao)介質中容許(xu)少(shao)量鐵(tie)(tie)分(fen)摻入,不推薦采(cai)(cai)用(yong)不銹鋼(gang)。對(dui)(dui)于高溫(wen)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)多(duo)采(cai)(cai)用(yong)鈦及鈦合金或(huo)者高合金不銹鋼(gang)。
6. 氨(氫氧化氨)
大(da)多數金屬(shu)和非(fei)金屬(shu)在(zai)液氨(an)及氨(an)水(氫(qing)氧化氨(an))中的腐蝕都很輕微,只(zhi)有銅(tong)和銅(tong)合金不(bu)宜使用。
7. 氯氣(液氯)
大多數(shu)金屬閥(fa)抗氯(lv)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕都是(shi)很(hen)有限的(de)(de)(de)(de)(de),尤其(qi)是(shi)氯(lv)氣(qi)帶(dai)水的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況,包括各種合金閥(fa)門(men)(men),這種情(qing)況下,聚(ju)(ju)四(si)(si)氟(fu)(fu)乙烯(xi)閥(fa)門(men)(men)是(shi)個很(hen)不錯的(de)(de)(de)(de)(de)選擇,但是(shi)生產氯(lv)堿的(de)(de)(de)(de)(de)化工廠會(hui)發現:聚(ju)(ju)四(si)(si)氟(fu)(fu)乙烯(xi)閥(fa)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)時間稍微一(yi)長,扭(niu)矩力增大,聚(ju)(ju)四(si)(si)氟(fu)(fu)乙烯(xi)老化的(de)(de)(de)(de)(de)問題就會(hui)凸(tu)顯出(chu)來了,這種情(qing)況下發生的(de)(de)(de)(de)(de)泄漏就是(shi)致命的(de)(de)(de)(de)(de)了。可以考慮用(yong)襯聚(ju)(ju)四(si)(si)氟(fu)(fu)乙烯(xi)陶瓷球(qiu)芯替換原來的(de)(de)(de)(de)(de)普(pu)通襯聚(ju)(ju)四(si)(si)氟(fu)(fu)乙烯(xi)閥(fa)門(men)(men),利用(yong)陶瓷的(de)(de)(de)(de)(de)自潤滑性和(he)聚(ju)(ju)四(si)(si)氟(fu)(fu)乙烯(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性會(hui)有完美的(de)(de)(de)(de)(de)效果。
8. 鹽水(shui)(海水(shui))
普(pu)通(tong)鋼鐵在(zai)氯(lv)化鈉溶液和海水、咸水中(zhong)腐(fu)蝕(shi)率(lv)不(bu)(bu)太(tai)高,一般須采用(yong)(yong)涂料保(bao)護(hu);各類(lei)不(bu)(bu)銹鋼也有很(hen)低(di)的(de)均勻腐(fu)蝕(shi)率(lv),但可(ke)能(neng)因氯(lv)離子而(er)引起局(ju)部性腐(fu)蝕(shi),通(tong)常采用(yong)(yong)316不(bu)(bu)銹鋼較好。
9. 醇類、酮類、酯(zhi)類、醚類
常見的(de)醇(chun)類(lei)介(jie)(jie)質有(you)(you)甲(jia)醇(chun)、乙(yi)醇(chun)、乙(yi)二(er)醇(chun)、丙醇(chun)等(deng),酮(tong)類(lei)介(jie)(jie)質有(you)(you)丙酮(tong)、丁酮(tong)等(deng),酯(zhi)類(lei)介(jie)(jie)質有(you)(you)各種甲(jia)酯(zhi)、乙(yi)酯(zhi)等(deng),醚(mi)類(lei)介(jie)(jie)質有(you)(you)甲(jia)醚(mi)、乙(yi)醚(mi)、丁醚(mi)等(deng),它們基本沒有(you)(you)腐蝕性(xing)(xing),常用材料均(jun)可適用,具體(ti)選用時還應(ying)根據介(jie)(jie)質的(de)屬性(xing)(xing)和相(xiang)關要求做出(chu)合理選擇(ze)。另外值得注意(yi)的(de)是酮(tong)、酯(zhi)、醚(mi)對(dui)多種橡膠有(you)(you)溶(rong)解(jie)性(xing)(xing),在選擇(ze)密(mi)封材料時避免出(chu)錯(cuo)。
10. 某酸性介質閥(fa)門選用工程應(ying)用
a. 閘(zha)閥(fa)
閥(fa)體、閥(fa)蓋(ASTM A216-WCB);閘(zha)板(ASTM A216-WCB/CR13、OVER-LAY-NC、ASTM A217-CA15(10英寸及(ji)以下NC);閥(fa)桿(ASTM A182-F6a-NC);手輪(lun)(球墨鑄鐵(tie));填料(316+石(shi)墨)。
b. 截止閥
閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閥瓣(ASTM A182-F6a);閥桿(ASTMA182-F6a-NC);手(shou)輪(lun)(球墨鑄鐵);填料(316+石墨)。
c. 止回閥
閥體、閥蓋(gai)(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(mou)海水(shui)管道閥體(ti)材(cai)料的替換(huan)
國外某10"NPS海水管道,閥門原設計(ji)為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環(huan)氧酚(fen)醛樹脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪(lun)操作。
由于閥門(men)制造商(shang)提出無法(fa)(fa)生產這種內(nei)涂(tu)敷環氧酚醛樹脂涂(tu)料(liao)閥門(men),把閥體和閥桿(gan)材料(liao)換(huan)成了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新(xin)換(huan)的(de)(de)材料(liao)價(jia)格較貴。另(ling)外(wai),由于管子和法(fa)(fa)蘭螺栓螺母為碳(tan)鋼(gang),如果用這種不銹鋼(gang)閥體,還(huan)需單獨(du)采購閥體與(yu)法(fa)(fa)蘭螺栓螺母隔離(li)的(de)(de)配套(tao)元件,防止異種鋼(gang)之(zhi)間的(de)(de)腐(fu)蝕。

