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技術(shù)文章

海水淡化蝶閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選用

點(diǎn)擊次數(shù):345 發(fā)布時(shí)間:2013-7-17

 

 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100150mg/L,海水經(jīng)過(guò)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(guò)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.

蝶板材質(zhì)選用

 ?。?,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(guò)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?。猃?/span>11涂層經(jīng)過(guò)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

1 1.4408不銹鋼化學(xué)成分和抗拉強(qiáng)度

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zui高厚度可達(dá)250um.在Halar粉末噴涂過(guò)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(lái)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(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸,強(qiáng)堿,金屬刻蝕劑,液氧,除苯胺和二甲胺以外的所有有機(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zui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

 ?。常X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(guò)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(guò)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(guó)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(lái)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)zui嚴(yán)格的腐蝕工況, 一般選擇超級(jí)奧氏體不銹鋼材蝶板, 254SMO(ASTMA269 S31254) 、1.4529AL 6ZN (ASTM A240 /A 240M N 08367)。

  超級(jí)奧氏體不銹鋼化學(xué)成

分中1.4529N08367的含鎳量約為25%, 254SMO只有18% , 但它對(duì)耐氯離子腐蝕性上幾乎沒(méi)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(lái)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(lái)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(yáng)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(yǔ)

 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(lái)越多的重視。除此以外,我國(guó)自主研發(fā)的海水淡化裝置,已走出,在東南亞沿海國(guó)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(lái)選擇蝶板的材質(zhì).

 

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