耐腐蝕閥門材質(zhì)特點及應(yīng)用
閥門經(jīng)常要用在比較苛刻的工況中,比如在一些化工行業(yè)酸堿的強腐蝕介質(zhì)中,在這種情況下,需要選擇耐腐蝕材料制作的閥門(特材閥門),耐腐蝕金屬材料常用的有哪些呢?小編接下來做詳細分析。
一 鈦及鈦合金
1、鈦是什么?
鈦是具有強烈鈍化傾向的金屬,在空氣中和氧化性或中性水溶液中能迅速生成一層穩(wěn)定的氧化性保護膜,即使因為某些原因膜遭破壞,也能迅速自動恢復。因此鈦在氧化性、中性介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐腐蝕性。
2、 鈦材的耐腐蝕特點
鈦閥門抗氯離子的能力非常強,在次氯酸鈉,氯水,濕氯氣介質(zhì)中具有優(yōu)良的抗腐蝕能力。
鈦閥門在大氣、淡水、海水、高溫蒸汽中幾乎不腐蝕。
鈦對大多數(shù)鹽溶液來說具有優(yōu)異的耐蝕性。
鈦閥門在堿性介質(zhì)中幾乎不腐蝕。
鈦閥門在王水等極端苛刻工況中具有很好的耐腐蝕性。
鈦閥門在有機酸的耐腐蝕性視酸的還原性和氧化性而定。
鈦閥門在還原性酸的耐腐蝕性,視介質(zhì)中是否有緩蝕劑而定。
3、 鈦閥門的用途:
由于鈦材的優(yōu)良耐腐蝕性能,鈦材生產(chǎn)的閥門能抵抗多種腐蝕介質(zhì)的侵蝕,可解決不銹銅,銅或鋁材料閥門難以解決的腐蝕性的問題,具有安全,穩(wěn)定,使用壽命長,性價比高的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于氯堿工業(yè),制藥工業(yè),石油工業(yè),化肥工業(yè),精細化工業(yè),化纖工業(yè),漂染工業(yè),硝酸工業(yè)等。由于鈦閥門比重較輕,所以廣泛應(yīng)用于海洋工程,航空航天,軍工等領(lǐng)域。
中國鈦合金的生產(chǎn)與國外基本同步,但其推廣應(yīng)用要落后一些,尤其是民用。同時由于近幾年來國外走私鈦材及一些設(shè)備加工企業(yè)的無序競爭,一些不具備生產(chǎn)能力的企業(yè)以及一些中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)采用劣質(zhì)材料或以次充好也在一定程度上擾亂了鈦閥門市場,使鈦閥門使用廠家談‘鈦’色變,
二 鎳及鎳基合金
1.鎳的特性
鎳,近似銀白色、硬而有延展性,它能夠高度磨光和抗腐蝕。在一般溫度下鎳的表面覆蓋一層氧化膜,這層氧化膜使它在水及許多鹽類水溶液中具有耐蝕性。
2、常用的鎳及鎳基合金型號有:
純鎳 N6;Monel 400; Hastelloy B、Hastelloy B-2; Hastelloy C-276等。
3、鎳及鎳基合金的耐腐蝕性能
鎳在非氧化性稀酸中,如<15%鹽酸、<17%硫酸和許多有機酸中,在室溫下相當穩(wěn)定。但在增加氧化劑(FeCl2、CuCl2、HgCl2、AgNO3和次氯亞酸鹽)和通氣時,鎳的腐蝕速度顯著增加。
鎳在所有堿類溶液中,不論是高溫的還是熔融的堿都完全穩(wěn)定,這是鎳的突出特性。
蒙乃爾合金在還原性介質(zhì)中比鎳耐腐蝕,在氧化性介質(zhì)中又較銅耐腐蝕,在磷酸、硫酸、鹽酸、鹽類溶液和有機酸中都比鎳和銅更為耐腐蝕。
任何濃度的氫氟酸中,在氧進入不多時蒙乃爾合金很耐蝕。但當溶液中有充氣和有氧化劑時,或者溶液中存在鐵鹽、銅鹽等有害雜質(zhì)時,它耐氫氟酸性能下降。在金屬材料中除鉑、銀外,它是耐氫氟酸腐蝕的最好材料之一。
在苛性堿溶液中它很耐蝕,但當氫氧化鈉濃度很高時,蒙乃爾合金的耐腐蝕性雖比鎳差一些,但仍比其他金屬材料耐堿。
蒙乃爾合金容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂,最好在530-650℃退火消除應(yīng)力后使用。
哈氏合金常用的是哈氏B(B-2、B-3)和哈氏C-276,它們在非氧化性的無機酸和有機酸中有高的耐蝕性,如耐70℃的稀硫酸,耐所有濃度的鹽酸、磷酸、醋酸和蟻酸,特別能耐熱濃鹽酸。
哈氏合金在苛性堿和堿溶液中是穩(wěn)定的,在有機介質(zhì)、海水及淡水中完全穩(wěn)定。
三 白銅(B10、B30)
白銅是銅鎳合金,白銅的耐蝕性能基本與純銅相似,
在對于濃度<70%的氫氟酸,在無氧及低于沸點的情況下是耐蝕的;
在有機酸中白銅腐蝕不大;
在堿性溶液和有機化合物中腐蝕率很小;
白銅在海水中具有較高的耐蝕性,
但在無機酸中,特別是硝酸中會發(fā)生嚴重的腐蝕。
四 鋯材
鋯有比不銹鋼、鎳基合金、鈦更優(yōu)異的耐腐蝕性能,力學性能和工藝性能也很適于制造容器及換熱器。但由于價格昂貴,過去使用較少。但隨著國內(nèi)化工行業(yè)的發(fā)展,許多強腐蝕的設(shè)備正在越來越多地采用鋯材閥門,大大提高設(shè)備壽命及可靠性,取得更好的經(jīng)濟效益。
常用鋯及鋯合金牌號有:非核用鋯R60702、R60703、 R60704、 R60705、 R60706。
五 鉭材 (Ta1、Ta2、TaNb3、TaNB20)
鉭有很高的化學穩(wěn)定性,在150℃以下抗化學腐蝕及大氣腐蝕的能力很強,即使在污染的工業(yè)大氣中也是耐蝕的。
鉭耐沸騰溫度下任何濃度的鹽酸和硝酸,耐室溫至150℃的發(fā)煙硝酸和發(fā)煙硫酸所組成的混合酸。除氫氟酸、發(fā)煙的三氧化硫及高溫的濃硫酸和濃磷酸外,鉭對其他的酸都是穩(wěn)定的。
鉭在200℃以下的酸性和堿性介質(zhì)中有很高的穩(wěn)定性,甚至比金、鉑都高。
鉭在濃堿液中耐腐蝕性不好。不耐碘化鉀及含氟離子的溶液。
鉭的腐蝕是均勻的全面腐蝕,對切口不敏感,不發(fā)生腐蝕疲勞和腐蝕破裂等局部類型的腐蝕。利用鉭的這一特性,可以做包復和襯里材料。
六 其他特種金屬材料
1. 雙相鋼
低級雙相不銹鋼(2304型)
標準雙相不銹鋼(2205型)
超級雙相不銹鋼(2507型)
對于鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼來說,它兼有鐵素體鋼和奧氏體鋼的特性,這類鋼含有較高Cr、Ni、Cu、Mo等耐蝕合金元素。盡管雙相組織易引起微電池腐蝕,但若合金元素含量達到一定值時,使兩相均有可能在介質(zhì)中發(fā)生鈍化,不出現(xiàn)雙相選擇性腐蝕,其耐均勻腐蝕及孔蝕性能良好。
今天,雙相不銹鋼材料的閥門已經(jīng)用于各種應(yīng)用領(lǐng)域,不僅在化工、石化和制藥等方面應(yīng)用,還用于紙漿和造紙、食品和飲料等方面。
2. AL-6XN
AL-6XN合金是美國Allegheny Ludlum公司發(fā)現(xiàn)的超奧氏體不銹鋼,它比標準的300系列合金對氯離子具有較高的抗點蝕、縫隙腐蝕和壓力縫隙腐蝕能力,比傳統(tǒng)的抗腐蝕鎳基合金成本低。
在不銹鋼中Cr、Mo、Ni、C分別對不同的介質(zhì)具有抗腐蝕性。Cr是在自然和氧化環(huán)境中是抗腐蝕代表,Cr、Mo、Ni的含量增長增加了抗點蝕能力,鎳提供了奧氏體結(jié)構(gòu),鎳鉬增加了對氯離子的壓力縫隙腐蝕能力和對降低環(huán)境的抗腐蝕能力。
高鎳(24%)-鉬(6.3%)合金AL-6XN具有較好的抗壓力縫隙腐蝕能力。鉬具有抗氯離子點蝕能力,鎳進一步增強抗點蝕能力,而且能提供比300奧氏體不銹鋼更高的強度,因此經(jīng)常應(yīng)用于設(shè)備中較薄的部分。在AL-6XN中,較高含量的鉻、鉬和鎳也提供了不銹鋼的成形和焊接時的抗腐蝕性能。
高鉻、鉬、鎳和氮使AL-6XN具有較好的抗氯離子點蝕能力、縫隙腐蝕,這就使AL-6XN合金材料生產(chǎn)的閥門應(yīng)用于很多環(huán)境中,如食品、海水或其它化工環(huán)境。
七 金屬復合材料
盡管各種特種金屬材料具有各自較好的耐腐蝕性能,但同時也相對價格較高,隨著科技的發(fā)展,出現(xiàn)了金屬復合技術(shù),金屬復合材料的使用能節(jié)約貴重稀缺金屬,降低閥門造價。
金屬復合材料是由a、b、c等若干金屬或合金組元,經(jīng)不同的加工工藝復合而成的新金屬材料,各界面形成金屬鍵集結(jié)合,具有原單體金屬材料同等或更佳的耐腐蝕性能。
特種金屬材料具有良好的耐腐蝕性能及機械加工性能,可以大大滿足使用廠家生產(chǎn)設(shè)備的耐腐蝕需求并提升設(shè)備耐腐蝕等級。福建捷斯特閥門制造有限公司是一家從事生產(chǎn)超強酸、中強酸、弱酸以及灰、漿、渣特殊苛刻介質(zhì)閥門的高新技術(shù)企業(yè),其中具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特種材料閥門(鈦閥門、鎳閥門、鋯閥門、鉭閥門、哈氏合金閥門、蒙乃爾合金閥門等)、特殊結(jié)構(gòu)閥門與耐酸耐蝕、抗沖刷耐磨損閥門總銷量在中國首屈一指。