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 海水淡化蝶閥的設(shè)計選材 海水淡化蝶閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計和密封形式是由海水的腐蝕特點和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）進入淡化裝置，主系統(tǒng)的設(shè)備及閥門處于負壓狀態(tài)．因此，該部分閥門必須是真空設(shè)計的．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*達到阻止大氣漏入的設(shè)計要求．海水蝶閥的閥體處于膠套的*包裹中，不會有海水滲入．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)的閥板進行了對比分析,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，同時海流及砂粒對金屬構(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)利用進展的加快，沿海核電項目的大量建設(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。
普通的耐海水蝶閥，為適應(yīng)海水中氯離子的腐蝕，閥體、蝶板等配件通常采用雙相不銹鋼、鈦合金和鋁青銅等材料制成，采用以上材料制成的耐海水蝶閥都有各自的缺陷，并不能*海水工況的需要。如鈦合金蝶閥，雖然各方面性能都很*，但鈦及鈦合金熔煉技術(shù)難度大，獲取鈦合金鑄件的途徑比較困難，難加工，且價格十分昂貴。如采用雙相不銹鋼制成的蝶閥，能抵抗氯離子腐蝕，但耐沖蝕能力不好，流道和密封面易受沖刷而受損，造成蝶閥密封面泄漏。

 海水淡化蝶閥的設(shè)計選材手動耐海水蝶閥以下特點：
1、蝶板經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，能有效增加蝶閥過流面積，降低流體阻力；
2、可以根據(jù)不同的工況，選用合適的蝶板密封圈，確保閥門在一個檢修周期內(nèi)不會產(chǎn)生內(nèi)漏；
3、閥體、蝶板、壓環(huán)等零部件為碳鋼材料制成，有效降低制造成本，所有與介質(zhì)接觸部位噴涂陶瓷等耐磨耐腐蝕涂層，能增加閥門抗海水腐蝕和沖刷的能力；
4、閥門軸套為雙相不銹鋼材料制成，且與閥體上的軸孔采用過盈配合，有效防止海水對閥體軸孔部位的腐蝕；
5、在閥桿與軸套之間有擋圏，其作用是：防止海水滲入閥桿與軸套之間，消除海水對閥桿及軸套的腐蝕。同時防止海水中的泥砂滲入閥桿與軸套的間隙內(nèi)，造成閥桿與軸套咬合現(xiàn)象，有效提高了閥門的使用壽命；
6、閥座密封面堆焊雙相不銹鋼，能耐磨、抗沖刷，有效提高閥門密封可靠性；
7、采用活載組合式填料，即V型PTFE V型EPDM填料，保證閥門在一個檢修周期內(nèi)不產(chǎn)生外漏。



 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的使用溫度不宜超過100度，這個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)時的力矩也小．尼龍11涂層經(jīng)過了多年的驗證，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到理想的涂層厚度，每次噴涂高厚度可達250um．在Halar粉末噴涂過程中不需要加入溶濟或稀釋劑，使用安全，降低成本．還可避免使用有機溶劑可能帶來的中毒和爆炸的危險．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Halar產(chǎn)生影響．它能夠抵抗的化學(xué)品包括強無機酸和有機酸，強堿，金屬刻蝕劑，液氧，除苯胺和以外的所有有機溶劑．此外，與其他含氟聚合物一樣．Halar會被金屬鈉和鉀破壞．然而，Halar對*和氫氧化鉀具有很強的抵抗作用．

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到600um以上，涂層抗壓可達到2.0MPA,還可抗海水中顆粒雜質(zhì)的沖刷．Halar涂層蝶板是高性價比的耐海水腐蝕材料，期價格優(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械性能，可成型性的導(dǎo)熱性．同時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散．它的耐海水腐蝕性能取決于這層有保護性的腐蝕產(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蝕和縫隙腐蝕．鋁青銅對海水流速敏感，超過臨界流速時，腐蝕速度急劇增加．

海水蝶閥的鋁青銅蝶板, 常用的牌號G-CuAl10Fe(DIN1705、1709, DIN1714、1716) 。與其相對應(yīng)的中國牌號為ZCuAl10Fe3(原牌號為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蝕破壞。此時, 如不采取陰極保護措施, 則應(yīng)采用高Cr、Mo的不銹鋼, 它有*的抗點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,18-8型不銹鋼不會產(chǎn)生點蝕。

　　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, 可以采用316L不銹鋼。對于其他工況, 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, 為了應(yīng)對嚴格的腐蝕工況, 一般選擇超級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% , 但它對耐氯離子腐蝕性上幾乎沒有影響。試驗結(jié)果證明, 254SMO 的點腐蝕電位高于AL16XN, 具有更好的耐點蝕能力。由于鎳在現(xiàn)階段處于高價位, 所以采用254SMO會帶來更佳的經(jīng)濟效益。

(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)行機構(gòu)的外表面進行防腐處理。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，可以采用316L不銹鋼．對于其他工況，可按氯離子濃度來選擇蝶板的材質(zhì)。