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海水淡化蝶閥的設(shè)計(jì)選材 |
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海水淡化蝶閥的設(shè)計(jì)選材 海水淡化蝶閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和密封形式是由海水的腐蝕特點(diǎn)和MED工藝參數(shù)決定的．海水的溫度一般在30度左右，含鹽量約為3%，懸浮物含量為100－150mg/L，海水經(jīng)過處理后（懸浮物約為20mg/l）進(jìn)入淡化裝置，主系統(tǒng)的設(shè)備及閥門處于負(fù)壓狀態(tài)．因此，該部分閥門必須是真空設(shè)計(jì)的．閥桿具有三重O型圈密封．經(jīng)過填料函的真空高難和密封真空試驗(yàn)*達(dá)到阻止大氣漏入的設(shè)計(jì)要求．海水蝶閥的閥體處于膠套的*包裹中，不會(huì)有海水滲入．閥桿也被膠套和O型圈包裹阻止了海水滲入，保證閥桿不被腐蝕和防止大氣侵入管道．閥桿與蝶板采用方榫結(jié)構(gòu)的連接形式． 海水系統(tǒng)用耐磨耐蝕蝶閥的研究,根據(jù)用戶要求,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況,分析了常見的失效原因,全面論述核電站用耐磨耐蝕特種海水蝶閥的技術(shù)方案.蝶閥閥板的腐蝕情況,將鋁青銅與雙相鋼兩種材質(zhì)的閥板進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)雙相鋼的耐腐蝕性能優(yōu)于鋁青銅,更適合用作海水蝶閥的閥板。 海水蝶閥采用雙相鋼可提高其使用壽命。海水是一種含有許多鹽類的電解質(zhì)溶液，并溶有一定量的氧氣，大部分金屬材料在海水中都存在電化學(xué)腐蝕。海水中氯離子含量很大，增加了腐蝕速度，同時(shí)海流及砂粒對(duì)金屬構(gòu)件產(chǎn)生低頻往復(fù)應(yīng)力和沖擊。近年來，隨著海洋開發(fā)利用進(jìn)展的加快，沿海核電項(xiàng)目的大量建設(shè)以及海水淡化產(chǎn)業(yè)的推廣，耐海水蝶閥的應(yīng)用已越來越廣泛。
海水淡化蝶閥蝶板材質(zhì)選用 (１) 球墨鑄鐵＋尼龍11涂層 粉末狀尼龍11的熔點(diǎn)為186度．為保證涂層的穩(wěn)定性及良好的粘和性，將其用在蝶板涂層時(shí)的使用溫度不宜超過100度，這個(gè)溫度也接近膠套的極限工作溫度．尼龍11涂層的蝶板與膠套之間的摩擦系數(shù)較小，因此開關(guān)時(shí)的力矩也小．尼龍11涂層經(jīng)過了多年的驗(yàn)證，適用于氯離子含量在0.03%（Wt）以下的海水工況蝶板的涂層． (２) 1.4408不銹鋼（或AISI316）＋Halar涂層 Halar是乙烯與三氟氯乙烯的交替共聚物，是半結(jié)晶和可熔融加工的含氟聚合物．聚合物粉末只需噴涂幾次就能達(dá)到理想的涂層厚度，每次噴涂高厚度可達(dá)250um．在Halar粉末噴涂過程中不需要加入溶濟(jì)或稀釋劑，使用安全，降低成本．還可避免使用有機(jī)溶劑可能帶來的中毒和爆炸的危險(xiǎn)．Halar粉末涂層不需要接縫．Halar粉末涂層使用的烘烤溫度在260-290度之間．通常，Halar粉末涂層應(yīng)用于不銹鋼和碳素鋼表面，在其他金屬，玻璃，碳或陶瓷表面也已得到應(yīng)用． Halar涂層從低溫至150度使用溫度范圍內(nèi)，具有良好的耐化學(xué)發(fā)到用絕緣性能．工業(yè)上常用的化學(xué)試劑幾乎都不能對(duì)Halar產(chǎn)生影響．它能夠抵抗的化學(xué)品包括強(qiáng)無機(jī)酸和有機(jī)酸，強(qiáng)堿，金屬刻蝕劑，液氧，除苯胺和以外的所有有機(jī)溶劑．此外，與其他含氟聚合物一樣．Halar會(huì)被金屬鈉和鉀破壞．然而，Halar對(duì)氫氧化鈉和氫氧化鉀具有很強(qiáng)的抵抗作用． Halar是一種搞沖擊的韌性材料．它緊密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其成為耐磨性和防滲透性的含氟聚合物之一．Halar涂層蝶板的涂層厚度可達(dá)到600um以上，涂層抗壓可達(dá)到2.0MPA,還可抗海水中顆粒雜質(zhì)的沖刷．Halar涂層蝶板是高性價(jià)比的耐海水腐蝕材料，期價(jià)格優(yōu)于316L．氯離子含量在0.04%（Wt）以下的海水工況，可以采用此涂層的蝶板
(3) 鋁青銅 鋁青銅具有良好的機(jī)械性能，可成型性的導(dǎo)熱性．同時(shí)在海水中具有良好的耐蝕性．它在海水中腐蝕的陰極過程是氧去極化，其腐蝕速度主要由氧的供給速度而定．鋁青銅在海水中能生成一層腐蝕產(chǎn)特薄膜，這層薄膜阻礙了氧向金屬表面擴(kuò)散．它的耐海水腐蝕性能取決于這層有保護(hù)性的腐蝕產(chǎn)物膜．附著在銅表面的薄膜內(nèi)層是氧化亞銅，外層是堿式氯化銅，氫氧化銅，堿式碳酸銅等的混合物．鋁青銅在海水中的腐蝕為點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕．鋁青銅對(duì)海水流速敏感，超過臨界流速時(shí)，腐蝕速度急劇增加． 海水蝶閥的鋁青銅蝶板, 常用的牌號(hào)G-CuAl10Fe(DIN1705、1709, DIN1714、1716) 。與其相對(duì)應(yīng)的中國牌號(hào)為ZCuAl10Fe3(原牌號(hào)為ZQAl9-2)。氯離子含量在0.03%(Wt)以下的海水工況, 可采用鋁青銅鑄造的蝶板。 (4) 不銹鋼 不銹鋼材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性, 不銹鋼的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕在海水中不常見, 但在海水中容易發(fā)生點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕。要想在海水中合理有效地應(yīng)用不銹鋼, 必須對(duì)它的腐蝕行為和規(guī)律有全面深入地了解。 在低流速海水中, 18-8型不銹鋼也容易遭受點(diǎn)蝕破壞。此時(shí), 如不采取陰極保護(hù)措施, 則應(yīng)采用高Cr、Mo的不銹鋼, 它有*的抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力。在流速大于1.2m/s的海水中, 不銹鋼表面能得到氧的充分供應(yīng), 海生物難以附著, 沉積物難以積聚, 此時(shí),18-8型不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生點(diǎn)蝕。 海水含鹽量在3%以下, pH值約為6.5, 氯化物0.01% (W t) 左右時(shí), 可以采用316L不銹鋼。對(duì)于其他工況, 可按氯離子濃度來選擇蝶板的材質(zhì)。0.02% (Wt) 以下, 可選用ASTM A890 /A 890M G rade 4A 雙相不銹鋼。0.04% (W t) 以下, 除了推薦用1.4408 不銹鋼+ Halar涂層蝶板外, 也可選用ASTM A890 /890M G rade 的雙相不銹鋼。0.04% ～0.05% (Wt) 時(shí), 為了應(yīng)對(duì)嚴(yán)格的腐蝕工況, 一般選擇超級(jí)奧氏體不銹鋼材蝶板, 如254SMO(ASTMA269 S31254) 、1.4529和AL 6ZN (ASTM A240 /A 240M N 08367)。 超級(jí)奧氏體不銹鋼化學(xué)成分中1.4529和N08367的含鎳量約為25%, 而254SMO只有18% , 但它對(duì)耐氯離子腐蝕性上幾乎沒有影響。試驗(yàn)結(jié)果證明, 254SMO 的點(diǎn)腐蝕電位高于AL16XN, 具有更好的耐點(diǎn)蝕能力。由于鎳在現(xiàn)階段處于高價(jià)位, 所以采用254SMO會(huì)帶來更佳的經(jīng)濟(jì)效益。 (5) 海水蝶閥的外表面防腐 在海洋金屬材料設(shè)施中,常年不接觸海水的部分稱為海洋大氣的腐蝕環(huán)境。海水淡化用蝶閥,一般都處于該環(huán)境中。與陸地相比,這部分由風(fēng)帶來的細(xì)小鹽顆粒沉積在閥門的外表面,其腐蝕要比內(nèi)陸大得多。為此,應(yīng)在蝶閥的閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外表面進(jìn)行防腐處理。例如, PTFE+陽極處理或噴涂樹脂處理。從而提高金屬抵御海洋大氣腐蝕的能力。 (6) 結(jié)語 海水淡化作為符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的新興產(chǎn)業(yè)。正以其低能耗、低污染以及在工業(yè)廢水處理、濃鹽水綜合利用和化工等領(lǐng)域的嶄新應(yīng)用前景,受到越來越多的重視。除此以外,我國自主研發(fā)的海水淡化裝置,已走出,在東南亞沿海國家的火力發(fā)電廠的淡水制備中,發(fā)揮重要作用。海水含鹽量在3%以下，PH值約為6.5,氯化物0.01%（Wt）左右時(shí)，可以采用316L不銹鋼．對(duì)于其他工況，可按氯離子濃度來選擇蝶板的材質(zhì)。 |
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