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(men)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(xiu)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(suan)介質
絕大多數金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)都(dou)不耐鹽酸腐(fu)蝕(包(bao)(bao)括各種不銹鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)),含鉬高硅(gui)鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和(he)(he)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)相(xiang)反(fan),絕大多數非金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)對鹽酸都(dou)有良好的耐腐(fu)蝕性,所以內襯橡膠泵和(he)(he)塑(su)(su)料(liao)(liao)泵(如(ru)聚丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)、氟塑(su)(su)料(liao)(liao)等)是輸(shu)送鹽酸的最(zui)好選擇。但這(zhe)樣的介質如(ru)果溫度超(chao)過了150℃,或者(zhe)壓(ya)力大于1.6MPa時,塑(su)(su)料(liao)(liao)材(cai)(cai)質(包(bao)(bao)括聚丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)、氟塑(su)(su)料(liao)(liao)甚至是聚四氟乙烯(xi)(xi)(xi))將不適用了,可以使用陶瓷球(qiu)閥。這(zhe)種閥門(men)的優(you)點是自潤滑性,扭(niu)矩(ju)力小,不老化(hua),壽(shou)命比一般的閥門(men)要長得多;它(ta)的缺(que)點就是,價格比塑(su)(su)料(liao)(liao)閥門(men)高得多。
3. 硝酸介質(zhi)
一般金(jin)(jin)屬大多在(zai)硝(xiao)酸中被迅速(su)腐蝕破壞,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)應用最(zui)廣(guang)的(de)耐硝(xiao)酸材料(liao),對常(chang)溫下一切濃度的(de)硝(xiao)酸都有(you)良(liang)好(hao)的(de)耐蝕性(xing),值得一提的(de)是(shi)含(han)鉬(mu)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(如316、316L)對硝(xiao)酸的(de)耐蝕性(xing)不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)優于普(pu)通不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(如304、321),有(you)時甚至不(bu)(bu)如普(pu)通不(bu)(bu)繡鋼(gang)。而對于高溫硝(xiao)酸,通常(chang)采用鈦及(ji)鈦合金(jin)(jin)材料(liao)。
4. 醋酸介(jie)質(zhi)
醋(cu)酸(suan)是有機酸(suan)中腐蝕性最強的(de)(de)物(wu)質之一,普(pu)通鋼(gang)(gang)(gang)鐵在(zai)一切(qie)濃(nong)度和溫(wen)度的(de)(de)醋(cu)酸(suan)中都(dou)會嚴重腐蝕,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是優(you)良的(de)(de)耐醋(cu)酸(suan)材料(liao),含鉬的(de)(de)316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還能適用于高溫(wen)和稀醋(cu)酸(suan)蒸氣。對于高溫(wen)高濃(nong)醋(cu)酸(suan)或(huo)含有其他腐蝕介質等(deng)苛刻要求,可(ke)選(xuan)用高合金(jin)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)或(huo)氟塑料(liao)材質閥門(men)。
5. 堿(氫(qing)氧化(hua)鈉)
鋼(gang)鐵廣(guang)泛應用于(yu)80℃以(yi)下、30%濃度(du)內的氫氧化(hua)鈉溶液,也有許(xu)多(duo)石化(hua)工廠(chang)在(zai)100℃、75%以(yi)下時仍(reng)采(cai)用普通鋼(gang)鐵,雖然腐蝕增(zeng)加,但經濟性好。普通不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)對(dui)(dui)堿液的耐蝕性與鑄鐵相(xiang)比沒有明顯(xian)優點(dian),只要介(jie)質中(zhong)容(rong)許(xu)少量鐵分摻(chan)入,不(bu)推薦(jian)采(cai)用不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。對(dui)(dui)于(yu)高溫堿液多(duo)采(cai)用鈦(tai)及鈦(tai)合金或(huo)者高合金不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。
6. 氨(an)(氫氧(yang)化氨(an))
大(da)多數金(jin)屬(shu)(shu)和(he)非金(jin)屬(shu)(shu)在液氨及(ji)氨水(shui)(氫(qing)氧化氨)中的腐蝕都很輕(qing)微(wei),只有銅(tong)和(he)銅(tong)合金(jin)不宜使(shi)用。
7. 氯氣(液氯)
大(da)多數金屬閥(fa)抗氯氣的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)都是(shi)很(hen)有(you)(you)限的(de)(de)(de)(de),尤其是(shi)氯氣帶水(shui)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang),包(bao)括(kuo)各種(zhong)合金閥(fa)門,這種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)閥(fa)門是(shi)個很(hen)不錯的(de)(de)(de)(de)選擇,但是(shi)生產氯堿的(de)(de)(de)(de)化工(gong)廠會(hui)(hui)發現:聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)閥(fa)用(yong)的(de)(de)(de)(de)時間稍微(wei)一長,扭矩力(li)增大(da),聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)老化的(de)(de)(de)(de)問題(ti)就會(hui)(hui)凸顯出來(lai)了,這種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)發生的(de)(de)(de)(de)泄漏就是(shi)致(zhi)命的(de)(de)(de)(de)了。可以考慮用(yong)襯(chen)(chen)聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)陶瓷(ci)球芯替換原來(lai)的(de)(de)(de)(de)普通襯(chen)(chen)聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)閥(fa)門,利(li)用(yong)陶瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)自潤滑性(xing)和聚(ju)(ju)四氟(fu)(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)會(hui)(hui)有(you)(you)完美的(de)(de)(de)(de)效果。
8. 鹽水(海水)
普通(tong)鋼鐵在氯化鈉溶液(ye)和海水、咸水中(zhong)腐(fu)蝕率不太(tai)高,一般須采用涂(tu)料保護;各(ge)類(lei)不銹鋼也有很低的均勻腐(fu)蝕率,但可能(neng)因氯離子而引起局部性(xing)腐(fu)蝕,通(tong)常采用316不銹鋼較好(hao)。
9. 醇(chun)類(lei)、酮類(lei)、酯類(lei)、醚類(lei)
常見的醇(chun)類(lei)介(jie)質有(you)甲醇(chun)、乙(yi)(yi)醇(chun)、乙(yi)(yi)二(er)醇(chun)、丙(bing)醇(chun)等,酮(tong)(tong)類(lei)介(jie)質有(you)丙(bing)酮(tong)(tong)、丁酮(tong)(tong)等,酯(zhi)(zhi)類(lei)介(jie)質有(you)各(ge)種甲酯(zhi)(zhi)、乙(yi)(yi)酯(zhi)(zhi)等,醚(mi)(mi)(mi)類(lei)介(jie)質有(you)甲醚(mi)(mi)(mi)、乙(yi)(yi)醚(mi)(mi)(mi)、丁醚(mi)(mi)(mi)等,它們(men)基本沒有(you)腐蝕性,常用材(cai)料均可適用,具(ju)體(ti)選(xuan)(xuan)用時還(huan)應(ying)根據介(jie)質的屬性和相關要求(qiu)做出(chu)合理選(xuan)(xuan)擇。另外值(zhi)得注意(yi)的是酮(tong)(tong)、酯(zhi)(zhi)、醚(mi)(mi)(mi)對多(duo)種橡膠有(you)溶解性,在選(xuan)(xuan)擇密(mi)封材(cai)料時避免(mian)出(chu)錯。
10. 某酸性介質閥門選用工程(cheng)應(ying)用
a. 閘閥
閥(fa)體(ti)、閥(fa)蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閘(zha)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(shou)輪(lun)(球墨鑄鐵);填(tian)料(316+石墨)。
b. 截(jie)止閥
閥體、閥蓋(ASTM A216-WCB);閥瓣(ASTM A182-F6a);閥桿(ASTMA182-F6a-NC);手輪(球墨鑄(zhu)鐵);填料(316+石墨)。
c. 止(zhi)回閥(fa)
閥體(ti)、閥蓋(gai)(ASTM A216-WCB);閥瓣[ASTM A217-CA15-NC(4in及以下)&ASTM A216-WCB/ER410-NC];搖桿(ASTM A216-WCB)。
d. 某海水管(guan)道閥體材料的替換
國外(wai)某10"NPS海(hai)水管道(dao),閥門原設計為ASMECL150,RF法蘭,閥體為A216 WCB,Epoxy-Phenol Novolac Coating(環氧酚(fen)醛樹脂涂料)Int.Coated,API Trim No.8,手輪操作。
由于閥(fa)門制(zhi)造商提出無法生產這(zhe)種(zhong)內涂敷環(huan)氧酚醛樹脂涂料閥(fa)門,把閥(fa)體(ti)(ti)和(he)(he)閥(fa)桿材料換(huan)成了SS A351 VF8M BODY,SS316 TRIM。新換(huan)的(de)材料價格較貴。另外,由于管(guan)子和(he)(he)法蘭(lan)螺栓螺母為碳鋼,如果用這(zhe)種(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼閥(fa)體(ti)(ti),還需單獨采購閥(fa)體(ti)(ti)與法蘭(lan)螺栓螺母隔離的(de)配套元件,防(fang)止異種(zhong)鋼之間(jian)的(de)腐蝕。

