腐蚀介质条件下如何选择化工阀门
2024-09-27
对于腐蚀介质条件下的阀门，防腐是化工设备关键的一环。如果不能正确选用化工阀门的金属材料，稍有不慎就可能损坏设备，甚至引发事故甚至灾难。据有关统计，化工设备损坏约有60%是由于腐蚀引起的。因此，在化工设备选型时，应注意选材的科学性。通常存在一个误区，认为不锈钢是“万能材料”，无论什么介质、什么环境条件都可以用，这是不正确的，也是危险的。下面针对一些常用的化工介质，介绍选材的要点：
1、硫酸介质 硫酸作为强腐蚀介质之一，是重要的工业原料，用途非常广泛。不同浓度、不同温度的硫酸对材料的腐蚀有很大的差异。对于浓度大于80%、温度小于80℃的浓硫酸，碳钢、铸铁耐腐蚀性能良好，但对高速流动的硫酸不适宜用作泵阀的材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质的用途有限。因此，输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造和加工困难)和高合金不锈钢(合金20)制造。氟塑料耐硫酸性能良好，采用衬氟泵阀(F46)是较为经济的选择。如果压力过高，温度升高的话，塑料阀门的使用点就会受到冲击，只能选择价格比较昂贵的陶瓷球阀。
2、盐酸介质。大多数金属材料不耐盐酸腐蚀(包括各种不锈钢材料)，高硅钼铁只能在50℃以下、30%的盐酸中使用。与金属材料相反，大多数非金属材料对盐酸的耐腐蚀性都很好，所以橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的选择。但这种介质的温度如果超过150℃，或者压力大于16公斤，任何塑料(包括聚丙烯、氟塑料甚至聚四氟乙烯)都不能胜任，市场上也没有理想的阀门，但可以试试新兴的陶瓷球阀。这种阀门的优点是自润滑、扭矩小、不老化，寿命比普通阀门长很多。它的缺点是价格比塑料阀门高很多。
3、硝酸介质大多数金属在硝酸中迅速腐蚀破坏。不锈钢是应用广泛的耐硝酸材料，它对常温下一切浓度的硝酸均有良好的耐腐蚀性能。值得一提的是，含钼的不锈钢(如316、316L)耐硝酸腐蚀性能并不比普通不锈钢(如304、321)好，有时甚至还不如。对于高温硝酸，通常采用钛及钛合金材料。
4、醋酸介质是有机酸中腐蚀性强的物质之一，普通钢在任何浓度和温度下的醋酸中都会发生严重的腐蚀，不锈钢是优良的耐醋酸材料，含钼的316不锈钢还适用于高温和稀醋酸蒸气。对于高温高浓度的醋酸或其他腐蚀性介质等苛刻要求，可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。
5、耐碱(氢氧化钠)钢广泛用于80℃以下、浓度30%的氢氧化钠溶液中。也有许多石油化工厂在100℃、75%以下温度时仍采用普通钢，虽然腐蚀增加，但经济性较好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比并无明显优势。只要允许介质中混入少量铁，就不建议采用不锈钢。对于高温碱液，多采用钛及钛合金或高合金不锈钢。
6.氨(氢氧化氨) “大多数金属和非金属在液氨和氨水(氢氧化氨)中都有轻微的腐蚀。只有铜和铜合金不宜使用。
7、氯气(液氯)大多数金属阀门对氯气的耐腐蚀能力有限，特别是氯气带水的情况，包括各种合金阀门。在这种情况下，PTFE阀门是一个非常好的选择。但是生产氯碱的化工厂会发现PTFE阀门使用时间稍长，扭矩增大，PTFE老化的问题就会凸显出来。在这种情况下出现的泄漏是致命的。可以考虑将原来的普通PTFE内衬阀门换成PTFE内衬的陶瓷球芯，陶瓷的自润滑性和PTFE的耐腐蚀性会发挥出完美的效果。
8.盐水(海水)。普通钢在氯化钠溶液、海水及盐水中的腐蚀速度不是很高，一般须加油漆保护;各类不锈钢也都有很低的均匀腐蚀速度，但可能因氯离子的作用而发生局部腐蚀，通常316不锈钢较好。
9、醇、酮、酯、醚。常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮类介质有丙酮、丁酮等，酯类介质有各种甲酯、乙酯等，醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等。它们基本无腐蚀性，可采用常用材料。选用时应根据介质性质及相关要求进行合理选择。还值得注意的是，酮、酯、醚类可溶于多种橡胶，因此在选用密封材料时应避免错误。
其他介质还有很多，这里就不一一介绍了，总之，选择材料时不能随意、盲目，要多查阅相关资料，或者借鉴成熟的经验。
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