卫生级阀门无机酸工况下阀体材料选用表
编写人 陈经理 18006871930
各种腐蚀性介质工况下的化工卫生级阀门选型选材
在硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、碱(氢氧化钠)、氨(氢氧化氨)、氯气(液氯)、盐水(海水)、醇类、酮类、酯类、醚类等腐蚀性介质工况下的卫生级阀门,防腐蚀就是化工设备最关键的地方,如果不能选择正确的化工卫生级阀门金属材料,稍有不慎,轻则损坏设备,重则造成事故甚至引发灾难。《适用于各种腐蚀性介质工况的化工卫生级阀门选型》此文针对一些常用化工介质谈谈卫生级阀门选材的要点:
1.硫酸介质硫酸作为强腐蚀介质之一,硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大,对于浓度在80%以上、温度小于80℃的浓硫酸,碳钢和铸铁有较好的耐蚀性,但它不适合高速流动的硫酸,不适用作卫生级阀门的材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造及加工难度大)、高合金不锈钢(20号合金卫生级阀门)制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能,采用衬氟卫生级阀门(F46)是一种更为经济的选择。如果压力过大,温度升高,塑料阀的用点就受到了冲击,就只能选择比它贵的多的陶瓷球阀了。
2.盐酸介质决大多数金属材料(包括各种不锈钢材料)都不耐盐酸腐蚀,含钼高硅铁也仅可用于50℃、30%以下盐酸。和金属材料相反,绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性,所以内衬橡胶卫生级阀门和塑料卫生级阀门(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。但这样的介质如果温度超过了150℃,或者压力大于PN16公斤时,任何的塑料(包括聚丙烯、氟塑料甚至是聚四氟乙烯)将不能胜任了,而目前市面上尚未有很理想的卫生级阀门,不过可以试试现在新兴的陶瓷球阀,这种卫生级阀门的优点是自润滑性,扭矩力小,不老化,寿命比一般的卫生级阀门要长得多,它的缺点就是,价格比塑料卫生级阀门高的多。
3.硝酸介质一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏,不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性,值得一提的是含钼的不锈钢(如316、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如304、321),有时甚至不如。而对于高温硝酸,通常采用钛球阀及钛合金材料。
4.醋酸介质醋酸是有机酸中腐蚀性最强的物质之一,普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀,不锈钢是优良的耐醋酸材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。
5.碱(氢氧化钠)钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液,也有许多石化企业在100℃、75%以下时仍采用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点,只要介质中容许少量铁份掺入,不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛闸阀及钛合金或者高合金不锈钢。
6.氨(氢氧化氨)大多数金属和非金属在液氨及氨水(氢氧化氨)中的腐蚀都很轻微,只有铜和铜合金不宜使用。
7.氯气(液氯)大多数金属阀抗氯气的腐蚀都是很有限的,尤其是氯气带水的情况,包括各种的合金钢卫生级阀门,这种情况下,衬四氟卫生级阀门是个很不错的选择,但是生产氯碱的化工厂会发现:衬四氟阀用的时间稍微一长,扭矩力增大,四氟老化的问题就会凸显出来了,这种情况下发生的泄露就是致命的了。可以考虑用衬四氟陶瓷球芯替换原来的普通衬四氟卫生级阀门,利用陶瓷的自润滑性和四氟的耐腐蚀会有完美的效果。
8.盐水(海水)普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用316不锈钢较好。
9.醇类、酮类、酯类、醚类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、丁醚等,它们基本没有腐蚀性,常用材料均可适用,具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。
| 常见腐蚀性介质卫生级阀门材料的选用 | |||
| 腐蚀性介质的质量分数 | 温度/℃(°F) | 材料选择 | |
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| I | II |
| 无机酸 |
|
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硫 | 5% | 93(200) | A一20 | — |
10% | 79(175) | A一20 | — | |
20%~40% | 66(150) | A一20 | — | |
50%一65% | 60(140) | A一20 | — | |
70%~80% | 54(130) | A一20 | CS | |
90% | 63(145) | A一20 | CS | |
93%~100% | 79(175) | A一20 | CS | |
10%~25% | 82(180) | H一C | — | |
25%~50% | 79(175) | H一B | — | |
60% | 82(180) | H一B | — | |
80% | 99(210) | A一20 | — | |
90% | 104(220) | H一B | — | |
全浓度 | 52(125) | A一20 | — | |
发烟 | 79(175) | A一20 | — | |
硝 | ≤80% | 51.7(125) | 18.85 | 18一8SMo |
≤65% | 100(212) | 18一8S | 18一8SMo | |
50%~85% | 66(150)A一20 |
| — | |
发烟~86% | 43(110) | A一20 | — | |
氢 | 不含水(无气) | 100(212) | M | — |
90%一无水 | 38(100) | A一20 | — | |
全浓度(无气) | 到沸点 | M | — | |
90%一无水 |
|
| — | |
全浓度(无气) | 到沸点M |
| — | |
90%一无水 |
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| — | |
充气或含氧化剂 | 38(100) | A一20 | — | |
无水 | 66≤(150) | CS | M | |
盐 | ≤37% | 100(212) | H一B | — |
全浓度 | — | — | — | |
无气、不含氧化剂 | 沸点以下 | H一B | — | |
≤14% | <71> | H一C | — | |
磷 | ≤60% | 93(200) | 18一SMo | A一20 |
60%一85%(充气) | 93(200) | 18一SMo | A一20 | |
≤85%(无气) | 93(200) | A一20 | H一B | |
85%一100%(无气) | 135(275) | H一B | — | |
氢溴酸 | ≤50% | 93(200) | H一B | — |
氢氰酸 | — | 52(125) | 18一8SMo | A一20 |
砷 | ≤30% | 93(200) | 18一8SMo | A一20 |
全浓度 | 93(200) | A一20 | — | |
亚硫酸 | 全浓度 | 149(300) | A一20 | — |
全浓度 | 66(150) | 18一8SMo | A一20 | |
亚硝酸 | 全浓度 | 21(212) | 18一8SMo | — |
碳酸 | 到100 % | 100(212) | 18一8S | 18一8SMo |
铬 | 5% | 21(70) | 18一8S | 18一8SMo |
≤50% | 50(125) | A一20 | — | |
混 | 50%HNO3+50%H₂SO₄ | 60(140) | 18一8S | 18一8SMo |
93(200) | 18一8SMo | A一20 | ||
121(250) | A一20 | — | ||
25%HNO3+75%H₂SO₄ | 93(200) | 18一8SMo | A一20 | |
25%HNO3+75%H₂SO₄ | 121(250) | A一20 | — | |
10%HNO3+70%H₂SO₄ | 60(140) | 18一8S | — | |
混 | 10%HNO3+70%H₂SO₄ | 沸腾 | A一20 |
|
5%HNO3+30%H₂SO₄ | 60(140) | 18一8SMo | A一20 | |
5%HNO3+30%H₂SO₄ | 110(230) | A一20 |
| |
5%HNO3+15%H₂SO₄ |