阀门在供水管网中数量多、分布广、作用大。因此，在阀门选型、检验、性能和管理上均有许多问题值得研讨。
一、阀门的选型
阀门有蝶阀、闸阀、球阀及旋塞阀等几种，在供水管网中使用的范围不同。为了降低管道覆土深度，一般口径较大管道选配蝶阀；对覆土深度影响不大的，力求选配闸阀；球阀及旋塞阀铸造及加工难度大，价格较贵，一般适用于中小口径管道上。近几年由于铸造技术的改进，采用树脂砂法铸造，可避免或减少机械加工，从而降低了成本，因此球阀用于大口径管道上的可行性值得探索。至于口径大小的分界线应各地按具体情况考虑划分。
蝶阀的主要缺点是蝶板占据一定的过水断面，增加一定的水头损失；闸阀虽无此问题，但大口径立式闸阀的高度影响管道的覆土深度，大口径卧式闸阀的长度增大了管道占据横向面积，影响其他管线的安排；球阀及旋塞阀则保持了闸阀单、水流阻力小、密封可靠、动作灵活、操作及维修方便等优点。旋塞阀亦具有类似优点，惟过水断面不是正圆形。
近年来，国内不少阀门生产厂家研制软密封闸阀，这种闸阀和传统的锲式或平行式双闸板式闸阀相比有如下特点：
１．软密封闸阀的阀体、阀盖采用精密铸造法铸造，一次成型，根本不再机械加工，不使用密封铜环，节约有色金属；
２．软密封闸阀底部无凹坑，不积存渣物，闸阀启闭的故障率低；
３．软密封衬胶阀板尺寸统一，互换性强。
因此软密封闸阀将是闸阀的发展方向，也是供水行业乐意采用的一种阀门。启闭软密封闸阀时，千万不要关闭过死，只要达到止水效果即可，否则不易开启或衬胶剥离。
供水行业使用的蝶阀多数是软密封蝶阀，针对蝶阀在安装过程中胶圈易受损影响密封性，不少厂家推出金属密封蝶阀代替胶圈密封蝶阀。金属密封蝶阀由于密封件的弹性较小，一般采用偏心结构，特别是用三维偏心结构较为合理。
二、阀门的性能与测试
阀门的特殊性要求其质量可靠、性能优异。评价阀门的性能与性能测试时，应注意以下几点：
１．阀门在工作水压下启闭灵活、轻便，在工作水压下用扭矩扳手检测开启力矩。
２．阀门关闭严密，在１．１倍工作水压下不渗漏或渗漏符合标准要求（金属密封的蝶阀），这要求阀门的两侧轮流承压、分别检测，且多次启闭达到同样效果。要求各种口径、不同类型的阀门均应在生产厂家和有检测资格的单位进行带负荷启闭的寿命检测。这种检测也包括对阀轴密封效果的评价。
３．阀门过流能力要强，特别是蝶阀，蝶板的过流阻力要小，过流有效面积要大。这要求各种口径、不同类型的阀门都应进行流阻系数的测定。
４．阀体承受水压的能力应与管道一致，也就是阀门开启状态下，阀门能承受管道试验压力的要求。
三、阀门的内衬与外防腐
阀门是输送饮用水的设备，阀体内衬一定要无毒、耐腐蚀、耐磨、光洁，使水流阻力尽可能小。如阀门的压板、螺栓和蝶板材质不同，很容易发生电化学腐蚀，腐蚀生成的铁锈延伸至密封面，影响阀门的密封效果，另外阀门安装在阀井内，浸泡在水中，防止锈蚀是很重要的，因此内衬要覆盖完善，防止产生锈蚀造成供水的二次污染。
阀门的外防腐可采取抛光清砂后，再作静电喷涂无毒环氧树脂防腐，也可以先刷１－２遍红丹漆，于后再刷两遍防锈漆。
四、阀门的运行管理
阀门能否启闭良好，不仅要阀门选型恰当、产品质量好、精心施工安装，而且还要周到地管理，才能起到“养兵千日，用兵一时”的效果。良好的运行管理体现在以下三个方面：
１．技术资料齐备
阀门的技术资料包括阀门出厂说明书，阀门购进后的检验合格单，阀门的组装及位置卡，阀门的检修记录。对于街道的变迁，阀门卡片应及时更新，力求建立ＧＩＳ管理系统。
２．阀门运行管理周到
阀门运行管理的质量要求包括阀门应关闭严密，阀门轴杆密封填料处不串漏，阀门启闭轻便、指示完好。阀门运行管理日常工作包括阀门历次启闭操作单的报批记录及操作记录的完善，阀门定期检测的启闭记录等。对于长期没有操作过的阀门，根据口径的大小，定出不同的检测周期是必要的。对于发现的故障应提出维修方案，及时处理，特别是关闭后无法开启的阀门应像抢修爆管一样进行紧急处理。
３．阀井状况良好
阀井状况包括阀井砌筑符合行业标准和设计规范，井盖与路面衔接完好，操作阀门的孔位准确，井内无杂物及污水，阀门表面无锈斑。在条件许可的情况下，大口径阀门井应考虑井内空气可长期对流的技术措施。对阀门井应定期巡视，对井盖的丢失和损坏应及时处理。
调节阀用耐蚀材料的选择
摘 要: 简要叙述了苯酚生产过程中介质对调节阀节流件的腐蚀,分析了介质浓度、温度对材料耐蚀性能的影响,通过耐蚀材料的正确选用,提高了调节阀的使用寿命,从而获得较高的性能价格比。
关键词: 调节阀;耐蚀材料;性能价格比
1 引 言
在化工生产过程中,经常会遇到一些腐蚀性较强的介质,如硫酸、盐酸、硝酸、烧碱、各种盐溶液及有机化合物等,这些介质有时是单一的,有时是混合的,有时是常温,有时温度又较高,它们对现场使用的仪表,如调节阀、变送器、测量元件、压力表等造成腐蚀,使其性能降低、寿命缩短,不仅会影响生产的正常进行、新工艺流程的采用,还会影响工业自动化水平的提高,甚至造成安全事故。
众所周知,同一种介质,随其浓度、温度不同,会表现出不同的腐蚀性。因此,根据生产过程中介质腐蚀性的不同,正确选用相应的耐蚀材料,不仅可以提高仪表的性能和使用寿命,而且可以降低生产成本,减少仪表的维护工作量。本文介绍了我厂苯酚生产过程中调节阀的使用情况,分析了调节阀节流件的腐蚀原因,并通过正确选择节流件材料,从而大大提高了调节阀的使用寿命,得到了较高的性能价格比。
2 生产过程及介质
我厂苯酚生产是采用磺化- 碱熔法,主要原料为纯苯、硫酸、烧碱及少量的纯碱,其生产工艺过程如下:
(1) 先将苯汽化,以92. 5 %的硫酸在150～170 ℃温度下磺化苯制得苯磺酸,然后用悬浮亚硫酸钠碱液中心液制成苯磺酸钠盐溶液,并生成二氧化硫气体。由于反应不完全,苯磺酸钠盐溶液中实际上含有少量的硫酸和苯磺酸。
(2) 将42 %的工业烧碱在280～300 ℃温度下浓缩为浓碱,然后在300～330 ℃温度下与苯磺酸钠盐溶液进行碱熔反应,再经消化分离、减压蒸馏制得结晶苯酚。
在该生产工艺过程中,碱熔反应的自动加料采用气动薄膜调节阀进行控制,流经调节阀的介质分别为苯磺酸钠盐溶液和浓碱。
3 调节阀材料的选择
原设计中自动加料采用的是DN32 的单座调节阀,阀体材料为铸钢,节流件(阀芯、阀座) 材料采用的是18 - 8 型不锈钢,由于介质温度高(苯磺酸钠盐溶液150 ～ 170 ℃, 浓碱300 ～330 ℃) 、腐蚀性较强,阀芯、阀座使用不到一个月就腐蚀成“麻脸”,造成调节阀泄漏,3 个月不到就完全不能使用,寿命非常短。
为分析节流件腐蚀的原因,我们查阅了有关资料[1 ,2 ] ,得到18 - 8 型不锈钢在硫酸、苯磺酸、苯磺酸钠盐溶液和烧碱中的部分腐蚀数据如下:
(1) 18 - 8 型不锈钢在常温5 %以下的稀硫酸或90 %以上的浓硫酸中具有良好的耐蚀性,腐蚀率为0. 05～0. 5mm/ 年,但随着温度升高,腐蚀率会急剧增大。
(2) 18 - 8 型不锈钢在浓度较高(80 %～100 %) 的苯磺酸中具有良好的耐蚀性,腐蚀率为0. 05～0. 5mm/ 年,在100 %的苯磺酸中使用温度可以达到100 ℃。
(3) 18 - 8 型不锈钢在20 %的十二烷基苯磺酸钠盐溶液中具有优良的耐蚀性,腐蚀率小于0. 05mm/ 年,且使用温度可以达到100 ℃。
(4) 18 - 8 型不锈钢在浓度低于50 %、温度低于50 ℃的烧碱中具有优良的耐蚀性,腐蚀率小于0. 05mm/ 年,温度在50～80 ℃时,腐蚀较严重,腐蚀率为0. 5～1. 5mm/ 年,勉强可用,温度达到100 ℃,腐蚀严重,腐蚀率大于1. 5mm/ 年,不能使用。随着烧碱浓度的增大,18 - 8 型不锈钢在其中的使用温度也相应提高,当浓度达到100 %时,可使用到316 ℃(腐蚀率达0. 5～1.5mm/ 年) ,此外,在浓度70 %～100 %的烧碱中,18 - 8 型不锈钢可能发生应力腐蚀破裂,特别是在高温环境中,由于受热应力作用,很容易产生应力腐蚀破裂。
综上所述可知,18 - 8 型不锈钢制作的节流件在苯磺酸钠盐溶液中腐蚀严重是因为该溶液中含有少量未完全反应的硫酸和苯磺酸(苯磺酸钠盐溶液本身腐蚀性并不强) ,且温度较高的缘故,而在高温浓碱中的损坏则是腐蚀和应力腐蚀破裂综合作用的结果。
从资料[1 ,2 ]中还得知,镍钼铬合金(哈氏合金) 对上述介质具有比18 - 8 型不锈钢优越得多的耐蚀性,具体数据如下:
(1) 可用于96 %～100 %以下一切浓度的硫酸,温度可达70 ℃,酸浓度越低,适用温度越高,25 %以下的稀酸可用于沸点。
(2) 对所有浓度的苯磺酸都具有良好的耐蚀性,并且使用温度可达150 ℃。
(3) 对浓度80 %沸点以下的烧碱溶液具有优良的耐蚀性,浓度超过80 % ,使用温度可达200 ℃。
综合考虑了实际使用环境(如生产的周期性、温度的变化、溶液中含有其它物质等) 的影响后,我们对所使用调节阀进行了如下改进:阀体采用18 - 8 型不锈钢制作,而节流件采用哈氏C合金制作。改进后的调节阀从1998 年初使用至今已达一年半,运行正常。
4 性能价格比较
原采用的DN32 单座碳钢调节阀,每台单价大约为1400 元,使用寿命最多只有3 个月,经改进后的耐蚀调节阀,每台单价大约7000 元,是原调节阀的5 倍。从目前的使用情况看,改进后的调节阀预计寿命可达3 年以上,是原调节阀的12 倍,仅从性能价格比来说,改进后的调节阀比原调节阀有显著提高,因而大大降低了生产成本。此外,由于调节阀寿命大大提高,减小了因维修更换调节阀给生产造成的损失,也减轻了仪表工的劳动强度,给我厂带来了一定的经济和社会效益。
5 结 论
(1) 由于苯磺酸钠盐溶液中含有少量的硫酸和苯磺酸,且温度较高,18 - 8 型不锈钢在该溶液中不具有耐蚀性。
(2) 在高温浓碱中,18 - 8 型不锈钢腐蚀较重并容易发生应力腐蚀破裂。
(3) 哈氏C 合金在上述两种介质中具有比18 - 8 型不锈钢更优良的耐蚀性能,现场使用表明,用哈氏C 合金制作的调节阀节流件寿命远高于18 - 8 型不锈钢制作的节流件。
(4) 正确分析腐蚀原因,合理选择耐腐蚀材料制作节流件,可以大大提高调节阀的使用寿命,获得较高的性能价格比。
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