閥門在供水管網(wǎng)中數(shù)量多、分布廣、作用大。因此，在閥門選型、檢驗、性能和管理上均有許多問題值得研討。
一、閥門的選型
閥門有蝶閥、閘閥、球閥及旋塞閥等幾種，在供水管網(wǎng)中使用的范圍不同。為了降低管道覆土深度，一般口徑較大管道選配蝶閥；對覆土深度影響不大的，力求選配閘閥；球閥及旋塞閥鑄造及加工難度大，價格較貴，一般適用于中小口徑管道上。近幾年由于鑄造技術(shù)的改進，采用樹脂砂法鑄造，可避免或減少機械加工，從而降低了成本，因此球閥用于大口徑管道上的可行性值得探索。至于口徑大小的分界線應各地按具體情況考慮劃分。
蝶閥的主要缺點是蝶板占據(jù)一定的過水斷面，增加一定的水頭損失；閘閥雖無此問題，但大口徑立式閘閥的高度影響管道的覆土深度，大口徑臥式閘閥的長度增大了管道占據(jù)橫向面積，影響其他管線的安排；球閥及旋塞閥則保持了閘閥單、水流阻力小、密封可靠、動作靈活、操作及維修方便等優(yōu)點。旋塞閥亦具有類似優(yōu)點，惟過水斷面不是正圓形。
近年來，國內(nèi)不少閥門生產(chǎn)廠家研制軟密封閘閥，這種閘閥和傳統(tǒng)的鍥式或平行式雙閘板式閘閥相比有如下特點：
１．軟密封閘閥的閥體、閥蓋采用精密鑄造法鑄造，一次成型，根本不再機械加工，不使用密封銅環(huán)，節(jié)約有色金屬；
２．軟密封閘閥底部無凹坑，不積存渣物，閘閥啟閉的故障率低；
３．軟密封襯膠閥板尺寸統(tǒng)一，互換性強。
因此軟密封閘閥將是閘閥的發(fā)展方向，也是供水行業(yè)樂意采用的一種閥門。啟閉軟密封閘閥時，千萬不要關(guān)閉過死，只要達到止水效果即可，否則不易開啟或襯膠剝離。
供水行業(yè)使用的蝶閥多數(shù)是軟密封蝶閥，針對蝶閥在安裝過程中膠圈易受損影響密封性，不少廠家推出金屬密封蝶閥代替膠圈密封蝶閥。金屬密封蝶閥由于密封件的彈性較小，一般采用偏心結(jié)構(gòu)，特別是用三維偏心結(jié)構(gòu)較為合理。
二、閥門的性能與測試
閥門的特殊性要求其質(zhì)量可靠、性能優(yōu)異。評價閥門的性能與性能測試時，應注意以下幾點：
１．閥門在工作水壓下啟閉靈活、輕便，在工作水壓下用扭矩扳手檢測開啟力矩。
２．閥門關(guān)閉嚴密，在１．１倍工作水壓下不滲漏或滲漏符合標準要求（金屬密封的蝶閥），這要求閥門的兩側(cè)輪流承壓、分別檢測，且多次啟閉達到同樣效果。要求各種口徑、不同類型的閥門均應在生產(chǎn)廠家和有檢測資格的單位進行帶負荷啟閉的壽命檢測。這種檢測也包括對閥軸密封效果的評價。
３．閥門過流能力要強，特別是蝶閥，蝶板的過流阻力要小，過流有效面積要大。這要求各種口徑、不同類型的閥門都應進行流阻系數(shù)的測定。
４．閥體承受水壓的能力應與管道一致，也就是閥門開啟狀態(tài)下，閥門能承受管道試驗壓力的要求。
三、閥門的內(nèi)襯與外防腐
閥門是輸送飲用水的設(shè)備，閥體內(nèi)襯一定要無毒、耐腐蝕、耐磨、光潔，使水流阻力盡可能小。如閥門的壓板、螺栓和蝶板材質(zhì)不同，很容易發(fā)生電化學腐蝕，腐蝕生成的鐵銹延伸至密封面，影響閥門的密封效果，另外閥門安裝在閥井內(nèi)，浸泡在水中，防止銹蝕是很重要的，因此內(nèi)襯要覆蓋完善，防止產(chǎn)生銹蝕造成供水的二次污染。
閥門的外防腐可采取拋光清砂后，再作靜電噴涂無毒環(huán)氧樹脂防腐，也可以先刷１－２遍紅丹漆，于后再刷兩遍防銹漆。
四、閥門的運行管理
閥門能否啟閉良好，不僅要閥門選型恰當、產(chǎn)品質(zhì)量好、精心施工安裝，而且還要周到地管理，才能起到“養(yǎng)兵千日，用兵一時”的效果。良好的運行管理體現(xiàn)在以下三個方面：
１．技術(shù)資料齊備
閥門的技術(shù)資料包括閥門出廠說明書，閥門購進后的檢驗合格單，閥門的組裝及位置卡，閥門的檢修記錄。對于街道的變遷，閥門卡片應及時更新，力求建立ＧＩＳ管理系統(tǒng)。
２．閥門運行管理周到
閥門運行管理的質(zhì)量要求包括閥門應關(guān)閉嚴密，閥門軸桿密封填料處不串漏，閥門啟閉輕便、指示完好。閥門運行管理日常工作包括閥門歷次啟閉操作單的報批記錄及操作記錄的完善，閥門定期檢測的啟閉記錄等。對于長期沒有操作過的閥門，根據(jù)口徑的大小，定出不同的檢測周期是必要的。對于發(fā)現(xiàn)的故障應提出維修方案，及時處理，特別是關(guān)閉后無法開啟的閥門應像搶修爆管一樣進行緊急處理。
３．閥井狀況良好
閥井狀況包括閥井砌筑符合行業(yè)標準和設(shè)計規(guī)范，井蓋與路面銜接完好，操作閥門的孔位準確，井內(nèi)無雜物及污水，閥門表面無銹斑。在條件許可的情況下，大口徑閥門井應考慮井內(nèi)空氣可長期對流的技術(shù)措施。對閥門井應定期巡視，對井蓋的丟失和損壞應及時處理。
調(diào)節(jié)閥用耐蝕材料的選擇
摘 要: 簡要敘述了苯酚生產(chǎn)過程中介質(zhì)對調(diào)節(jié)閥節(jié)流件的腐蝕,分析了介質(zhì)濃度、溫度對材料耐蝕性能的影響,通過耐蝕材料的正確選用,提高了調(diào)節(jié)閥的使用壽命,從而獲得較高的性能價格比。
關(guān)鍵詞: 調(diào)節(jié)閥;耐蝕材料;性能價格比
1 引 言
在化工生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會遇到一些腐蝕性較強的介質(zhì),如硫酸、鹽酸、硝酸、燒堿、各種鹽溶液及有機化合物等,這些介質(zhì)有時是單一的,有時是混合的,有時是常溫,有時溫度又較高,它們對現(xiàn)場使用的儀表,如調(diào)節(jié)閥、變送器、測量元件、壓力表等造成腐蝕,使其性能降低、壽命縮短,不僅會影響生產(chǎn)的正常進行、新工藝流程的采用,還會影響工業(yè)自動化水平的提高,甚至造成安全事故。
眾所周知,同一種介質(zhì),隨其濃度、溫度不同,會表現(xiàn)出不同的腐蝕性。因此,根據(jù)生產(chǎn)過程中介質(zhì)腐蝕性的不同,正確選用相應的耐蝕材料,不僅可以提高儀表的性能和使用壽命,而且可以降低生產(chǎn)成本,減少儀表的維護工作量。本文介紹了我廠苯酚生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)閥的使用情況,分析了調(diào)節(jié)閥節(jié)流件的腐蝕原因,并通過正確選擇節(jié)流件材料,從而大大提高了調(diào)節(jié)閥的使用壽命,得到了較高的性能價格比。
2 生產(chǎn)過程及介質(zhì)
我廠苯酚生產(chǎn)是采用磺化- 堿熔法,主要原料為純苯、硫酸、燒堿及少量的純堿,其生產(chǎn)工藝過程如下:
(1) 先將苯汽化,以92. 5 %的硫酸在150～170 ℃溫度下磺化苯制得苯磺酸,然后用懸浮亞硫酸鈉堿液中心液制成苯磺酸鈉鹽溶液,并生成二氧化硫氣體。由于反應不完全,苯磺酸鈉鹽溶液中實際上含有少量的硫酸和苯磺酸。
(2) 將42 %的工業(yè)燒堿在280～300 ℃溫度下濃縮為濃堿,然后在300～330 ℃溫度下與苯磺酸鈉鹽溶液進行堿熔反應,再經(jīng)消化分離、減壓蒸餾制得結(jié)晶苯酚。
在該生產(chǎn)工藝過程中,堿熔反應的自動加料采用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥進行控制,流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的介質(zhì)分別為苯磺酸鈉鹽溶液和濃堿。
3 調(diào)節(jié)閥材料的選擇
原設(shè)計中自動加料采用的是DN32 的單座調(diào)節(jié)閥,閥體材料為鑄鋼,節(jié)流件(閥芯、閥座) 材料采用的是18 - 8 型不銹鋼,由于介質(zhì)溫度高(苯磺酸鈉鹽溶液150 ～ 170 ℃, 濃堿300 ～330 ℃) 、腐蝕性較強,閥芯、閥座使用不到一個月就腐蝕成“麻臉”,造成調(diào)節(jié)閥泄漏,3 個月不到就完全不能使用,壽命非常短。
為分析節(jié)流件腐蝕的原因,我們查閱了有關(guān)資料[1 ,2 ] ,得到18 - 8 型不銹鋼在硫酸、苯磺酸、苯磺酸鈉鹽溶液和燒堿中的部分腐蝕數(shù)據(jù)如下:
(1) 18 - 8 型不銹鋼在常溫5 %以下的稀硫酸或90 %以上的濃硫酸中具有良好的耐蝕性,腐蝕率為0. 05～0. 5mm/ 年,但隨著溫度升高,腐蝕率會急劇增大。
(2) 18 - 8 型不銹鋼在濃度較高(80 %～100 %) 的苯磺酸中具有良好的耐蝕性,腐蝕率為0. 05～0. 5mm/ 年,在100 %的苯磺酸中使用溫度可以達到100 ℃。
(3) 18 - 8 型不銹鋼在20 %的十二烷基苯磺酸鈉鹽溶液中具有優(yōu)良的耐蝕性,腐蝕率小于0. 05mm/ 年,且使用溫度可以達到100 ℃。
(4) 18 - 8 型不銹鋼在濃度低于50 %、溫度低于50 ℃的燒堿中具有優(yōu)良的耐蝕性,腐蝕率小于0. 05mm/ 年,溫度在50～80 ℃時,腐蝕較嚴重,腐蝕率為0. 5～1. 5mm/ 年,勉強可用,溫度達到100 ℃,腐蝕嚴重,腐蝕率大于1. 5mm/ 年,不能使用。隨著燒堿濃度的增大,18 - 8 型不銹鋼在其中的使用溫度也相應提高,當濃度達到100 %時,可使用到316 ℃(腐蝕率達0. 5～1.5mm/ 年) ,此外,在濃度70 %～100 %的燒堿中,18 - 8 型不銹鋼可能發(fā)生應力腐蝕破裂,特別是在高溫環(huán)境中,由于受熱應力作用,很容易產(chǎn)生應力腐蝕破裂。
綜上所述可知,18 - 8 型不銹鋼制作的節(jié)流件在苯磺酸鈉鹽溶液中腐蝕嚴重是因為該溶液中含有少量未完全反應的硫酸和苯磺酸(苯磺酸鈉鹽溶液本身腐蝕性并不強) ,且溫度較高的緣故,而在高溫濃堿中的損壞則是腐蝕和應力腐蝕破裂綜合作用的結(jié)果。
從資料[1 ,2 ]中還得知,鎳鉬鉻合金(哈氏合金) 對上述介質(zhì)具有比18 - 8 型不銹鋼優(yōu)越得多的耐蝕性,具體數(shù)據(jù)如下:
(1) 可用于96 %～100 %以下一切濃度的硫酸,溫度可達70 ℃,酸濃度越低,適用溫度越高,25 %以下的稀酸可用于沸點。
(2) 對所有濃度的苯磺酸都具有良好的耐蝕性,并且使用溫度可達150 ℃。
(3) 對濃度80 %沸點以下的燒堿溶液具有優(yōu)良的耐蝕性,濃度超過80 % ,使用溫度可達200 ℃。
綜合考慮了實際使用環(huán)境(如生產(chǎn)的周期性、溫度的變化、溶液中含有其它物質(zhì)等) 的影響后,我們對所使用調(diào)節(jié)閥進行了如下改進:閥體采用18 - 8 型不銹鋼制作,而節(jié)流件采用哈氏C合金制作。改進后的調(diào)節(jié)閥從1998 年初使用至今已達一年半,運行正常。
4 性能價格比較
原采用的DN32 單座碳鋼調(diào)節(jié)閥,每臺單價大約為1400 元,使用壽命最多只有3 個月,經(jīng)改進后的耐蝕調(diào)節(jié)閥,每臺單價大約7000 元,是原調(diào)節(jié)閥的5 倍。從目前的使用情況看,改進后的調(diào)節(jié)閥預計壽命可達3 年以上,是原調(diào)節(jié)閥的12 倍,僅從性能價格比來說,改進后的調(diào)節(jié)閥比原調(diào)節(jié)閥有顯著提高,因而大大降低了生產(chǎn)成本。此外,由于調(diào)節(jié)閥壽命大大提高,減小了因維修更換調(diào)節(jié)閥給生產(chǎn)造成的損失,也減輕了儀表工的勞動強度,給我廠帶來了一定的經(jīng)濟和社會效益。
5 結(jié) 論
(1) 由于苯磺酸鈉鹽溶液中含有少量的硫酸和苯磺酸,且溫度較高,18 - 8 型不銹鋼在該溶液中不具有耐蝕性。
(2) 在高溫濃堿中,18 - 8 型不銹鋼腐蝕較重并容易發(fā)生應力腐蝕破裂。
(3) 哈氏C 合金在上述兩種介質(zhì)中具有比18 - 8 型不銹鋼更優(yōu)良的耐蝕性能,現(xiàn)場使用表明,用哈氏C 合金制作的調(diào)節(jié)閥節(jié)流件壽命遠高于18 - 8 型不銹鋼制作的節(jié)流件。
(4) 正確分析腐蝕原因,合理選擇耐腐蝕材料制作節(jié)流件,可以大大提高調(diào)節(jié)閥的使用壽命,獲得較高的性能價格比。
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