大型海水淡化工程用阀门材料的选择

2013-05-26 孙秋里 杭州水处理研究开发中心

  在海水淡化工程中,大型海水淡化工程用阀门材料问题较多出现在过流部件上。目前,常用过流部件材料主要有镍铝青铜不锈钢双相不锈钢金属涂层等。

表1 工艺介质组成及设计参数

工艺介质组成及设计参数

1、镍铝青铜

  镍铝青铜(Al8Ni2Cu) 具有优异的耐应力开裂腐蚀、耐疲劳腐蚀、耐空泡腐蚀、耐冲刷和抗海生物污损等性能。在含3% NaCl 的海水中,与不锈钢相比,镍铝青铜合金具有优异的抗汽蚀破坏性。镍铝青铜在海水中的腐蚀为点蚀和缝隙腐蚀。镍铝青铜对海水流速敏感,超过临界流速时,腐蚀速度急剧增加。真空技术网(http://www。chvacuum。com/)认为镍铝青铜铸造工艺不稳定,铸造的合格率偏低,作为阀门铸件时,需深入研究。

2、不锈钢

  不锈钢的耐腐蚀性随材料化学成分不同而异。304 不锈钢在含1 × 10 -4氯化物的水环境下,具有耐点腐蚀和耐裂隙腐蚀性,在海水中不能作为过流部件。316L 是含钼奥氏体不锈钢,具有更好的抗一般腐蚀、点腐蚀和裂隙腐蚀性。316L 在含氯化物< 2× 10 - 3的亚海水环境下,具有耐点腐蚀和耐裂隙腐蚀性。海水的氯离子含量约1.83 × 10 -2,海水浓缩液的氯离子浓度3.4 × 10 -2,操作压力约为7MPa。氯离子浓度小于2 × 10 -2 时,可选用ASTM A995 -4A 双相不锈钢。氯离子浓度小于4 × 10 -2 的工况,可选用ASTM A995 -5A 双相不锈钢。随着铬、钼和氮含量增加,可以提高不锈钢在氯化物或其他卤素离子环境下的耐点腐蚀和缝隙腐蚀性(表2) 。

表2 不锈钢材料选择

不锈钢材料选择

3、球墨铸铁

  为了降低工程造价,阀体采用球墨铸铁衬EPDM,阀瓣采用球墨铸铁衬防腐涂层的处理办法。

  (1) 球墨铸铁衬Halar

  Halar 是乙烯与三氟氯乙烯的交替共聚物,是半结晶和可熔融加工的含氟聚合物。对大多数的无机和有机化学品以及有机溶剂,有良好的抗腐蚀能力。Halar 制成品的表面类似于玻璃,能阻止微生物的增长,在国外已允许用于食品和饮水领域。在高温下的耐氯和氯衍生物的性能突出。并具备突出的抗冲击性能和相当的机械坚韧性。Halar 涂层适合在氯离子浓度低于4 × 10 -2的环境中使用。

  (2) 球墨铸铁衬Nylon 11

  Nylon 11 是热塑性和植物类涂层,能防止菌类生长和增长,通过10 年盐水沉浸测试,底层金属没有腐蚀迹象。为保证涂层的稳定性及良好的粘和性,Nylon 11 用在蝶板涂层时其使用温度不宜超过100℃。Nylon 11 涂层蝶板与胶套之间的摩擦系数低,能抵抗紫外线。与采用双相钢阀瓣相比,球墨铸铁涂Nylon 11 阀瓣的成本降低80% 以上。Nylon11 涂层适合在氯离子浓度低于3 × 10 -2 的环境中使用。当流通介质中含磨损性颗粒或经常开关动作场合,不适合使用涂层。另外,在运输和安装过程中应防止涂层划伤和脱落。