耐高温腐蚀自力式调节阀材质选择

                                 上海申弘阀门有限公司

之前介绍化工装置调节阀故障维护，现在介绍耐高温腐蚀自力式调节阀材质该高温硝酸自力式调节阀依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表。又称自力式控制阀。硝酸大体以其共沸浓度为分界线,低于68%成为稀硝酸,高于68%称为浓硝酸,两者腐蚀机理不同,耐蚀材料各异.高温硝酸自力式调节阀无需外加能源，能在无电无气的场所工作，既方便又节约了能源。压力分段范围细且互相交叉，调节精度高。压力设定值在运行期间可连续设定。对阀后压力调节，阀前压力与阀后压力之比可为10：1～10：8。橡胶膜片式检测，执行机构测精度高、动作灵敏。采用压力平衡机构，使调节阀反应灵敏、控制。 硝酸是强酸,又是强氧化剂,这主要由于HNO3分子分解放出了[O]和HNO3分子在溶液中电离出的H+,它们都能得到电子的缘故,而HNO3分子的氧化性强弱则决定于放出[O]的速率.浓硝酸中HNO3分子数目多,放出[O]的速率大,则氧化性强;稀硝酸在加热后也提高了放[O]速率,同样增强了氧化性;而硝酸盐在溶液中不分解放出[O],也不电离出H+,所以硝酸盐溶液没有氧化性[1].

    1、耐高温腐蚀自力式调节阀材质硝酸与不活泼金属的反应机理

    以硝酸与铜反应为例.铜与浓硝酸在加热或通入NO2时反应才能迅速发生,主要放出NO2气体;而铜与热的稀硝酸反应主要放出NO气体.

    耐高温腐蚀自力式调节阀材质在硝酸与铜的反应中,不论硝酸的浓度如何,首先都是发生了硝酸分子的分解反应,放出了新生态的氧原子[O].由于新生态的氧原子的氧化能力*,它很容易将铜氧化成CuO,CuO又立即与过量的HNO3反应生成Cu(NO3)2,在A反应中生成的HNO2由于不稳定,特别是在酸性或加热条件下更是如此,又会迅速分解生成NO.

    稀硝酸中由于HNO3分子的浓度很低,当生成的NO在溶液中达到饱和后大部分能从溶液中逸出来,而在浓硝酸中,生成的NO既可与新生态的氧原子作用生成NO2,又可与大量存在的HNO3分子作用而生成NO2,NO2在溶液中达到饱和后也逸放出来.因此硝酸浓度越高,生成NO2的可能性越大,放出NO的机会就越小.

    2、耐高温腐蚀自力式调节阀材质硝酸与活泼金属的反应机理

    硝酸与活泼金属反应时,浓HNO3溶液中电离出的大量H+,及稀硝酸中较多的H2或原子态[H]都具有较强的氧化作用,会连续的将HNO3分子中氧化态的N元素还原成一系列的低价氧化物.

    耐高温腐蚀自力式调节阀材质耐硝酸腐蚀的材料有哪些？

    一般金属在硝酸中都会被迅速腐蚀破坏,能够有效地抵抗硝酸的材料只有不锈钢、高硅铁、铝、高合金不锈钢、镍铬合金、镍钼铬合金、钽、钛、金、铂等.工业上应用较多的金属只有不锈钢、铝、高硅铁等少数几种,其余钢种因为价格昂贵,应用较少.

 
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耐高温腐蚀自力式调节阀材质耐蚀不锈钢零件

    1、耐高温腐蚀自力式调节阀材质不锈钢

    各种牌号的铬和铬镍不锈钢对硝酸都有优良的耐蚀性.对70%以下的稀硝酸,适用温度可到沸点上下.浓度更高的酸,常温下还是适用,但超过50℃则腐蚀很快,特别是90~99%的高浓酸,一般不锈钢只用于常温的浓硝酸.

    尽管不锈钢在硝酸中的耐蚀性较好,但并不代表不发生腐蚀,只是平均腐蚀速率很低,而且仍然存在晶间腐蚀的危险.当普通的铬钢或铬镍钢在500~900℃之间加热,或在较低温度长时间加热,晶粒边缘的铬和碳将结合成碳化物,从固溶体中析出,造成晶界贫铬,贫铬区抵抗硝酸腐蚀的能力大大降低,zui终引起晶间腐蚀,使强度下降.不锈钢设备的焊缝附近、热影响区和其他经常受热的部件是zui容易产生晶间腐蚀的区域,zui简单的方式是采用含钛或铌的铬镍不锈钢,条件允许时还可采用固溶淬火的热处理方法.

   耐高温腐蚀自力式调节阀材质 各类不锈钢如何选择,除了根据当时的使用工况考虑外,通常根据材料本身的组成决定,在稀硝酸中,不锈钢的主要钝化元素是铬,并随其含量的提高,耐蚀性明显改善,在浓硝酸中,主要钝化元素已不再是铬而是硅,并随着氧化性的提高必须相应提高钢中硅元素的含量.

    耐高温腐蚀自力式调节阀材质硝酸级不锈钢主要指C≤0.015%,Si≤0.10%,Mo≤0.2%的00Cr19Ni11和C≤0.00%,Si≤0.20%,Mo≤0.2%的00Cr25Ni20,在≤65%的稀硝酸中,他们不仅耐敏化态晶间腐蚀的性能显著提高,而且耐一般腐蚀的性能也有显著改善.随硝酸浓度的增加,特别是当浓度在共沸浓度68.4%以上时,一般18-8型不锈钢已不能满足要求,当浓度≤85%时,通常可选用Cr25Ni20型不锈钢,但浓度再高,由于硝酸的过氧化作用和仅含Cr的不锈钢本身的过钝化,18-8钢和Cr25Ni20型不锈钢均会受到严重腐蚀.因此高硅的Cr-Ni不锈钢(如00Cr14Ni14Si4、00Cr20Ni24Si4Ti、1Cr17Ni11Si4A1Ti等)常用于温度≤80℃以下的浓硝酸和发烟硝酸中,若温度再高,则需要选含Si量达6%的不锈钢,如00Cr17Ni17Si6.另外,由于钼元素容易过钝化,不能形成完整、致密的钝化膜,局部腐蚀严重[3],因此,含钼的不锈钢(如316)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢,有时还差些.

   耐高温腐蚀自力式调节阀材质 C4钢(00Cr14Ni14Si4)是一种高硅超低碳理想型耐硝酸奥氏体不锈钢,宜在中、低温(≤50℃)、硝酸浓度≥98%的浓硝酸中使用.与高纯铝、高硅铁及普通不锈钢相比,具有以下特点:

    (1)焊后无刀口腐蚀,且具有较好的抗小孔腐蚀能力和优良的抗应力腐蚀能力;

    (2)C4钢塑韧性好,增加了安全可靠性,避免了工业纯钛在发烟硝酸中发火、爆炸的危险;

    (3)C4钢远胜于高纯铝的耐腐蚀性能,且具有高硅铁无法与之比拟的机械性能,其焊接接头具有与母材相当的机械性能和耐腐蚀性.

    近年来,我国也在硝酸生产用特殊不锈钢钢方面做了努力探索.在"全国浓硝酸协作组"努力下,以C系列钢为基础,已初步形成KY系列钢,如耐稀硝酸的不锈钢KY701(00Cr19Ni13)和KY703(00Cr25Ni20Nb)、兼耐浓稀硝酸的奥氏体不锈钢KY704(00Cr16Ni14Si4)和KY706(00Cr19Ni21Si5),其中KY704、KY795已经分别制成浓硝酸的核心设备浓缩塔和浓硝冷凝管线,并用于实际生产.

    2、耐高温腐蚀自力式调节阀材质铝和铝合金

    铝和铝合金在硝酸中的行为与钢在硫酸中的行为类似,都不耐稀酸,但是耐浓酸.

    铝在80% 以下的稀硝酸中迅速腐蚀,在80% 以上的浓硝酸和发烟硝酸中,常温下有良好的耐蚀性.在较稀的酸中,不锈钢优于铝,在稍高于室温的浓酸中,铝优于不锈钢[5].铝在室温浓酸中的腐蚀速率小于0.1mm/年.

    铝和铝合金在中等浓度的硝酸中腐蚀zui严重,硝酸浓度为20~30%时,腐蚀速率zui大值(3~4mm/年).0.5%以下的稀酸对铝和铝合金(除铝镁合金外)腐蚀很轻微.

    3、耐高温腐蚀自力式调节阀材质高硅铁

    高硅铁耐一切浓度和温度达沸点的硝酸和发烟硝酸,随着温度的升高,耐蚀性变化也很小.45%以上的浓酸,温度到沸点,它的腐蚀速率几乎为零[6].稀酸对它有微小的腐蚀,因为不锈钢不耐热而浓的硝酸,因而在高温、高浓度和存在腐蚀磨损的严酷条件下,大量使用高硅铁的设备,如泵、阀、管和管件、冷凝器等.另外,它的价格比不锈钢和其他耐硝酸材料都低得多,这也是其优点之一.

    4、耐高温腐蚀自力式调节阀材质镍及镍基合金

    镍、镍铜合金、镍钼合金与铜相似,除了极稀的硝酸以外,在一切浓度的硝酸中都腐蚀严重.镍铬铁合金(Inconel系列)和镍铬铁钼合金(哈氏合金C、F)含有较多的镍,所以具有较好的耐硝酸性能.Inconel系列特别适用于室温下20~60%和低于3%的硝酸,也适用于常温下的发烟硝酸[7-8].哈氏合金C耐一切浓度的硝酸,但价格太高,用途有限.

    5、耐高温腐蚀自力式调节阀材质钛及钛合金

    钛及钛合金对一切浓度的硝酸有良好的耐蚀性,适用温度可达沸点以上,如对10~20%的硝酸能耐至200℃,30~100%的硝酸能耐至150℃,在180℃、65%酸中腐蚀速率<0.15mm/年.

    钛对红发烟硝酸的耐蚀性非常好,后者是用作火箭和宇宙飞船燃料系统的氧化剂,但是钛在干燥的红发烟硝酸中有自然倾向,会引起爆炸,当酸中水含量低于1.5%,NO2含量高于2.5%时,一般不宜使用钛[9-10].另外,在白发烟硝酸中也不宜使用钛.

    6、耐高温腐蚀自力式调节阀材质锆及锆合金

    锆及高合金对70%以下的稀酸可耐至260℃,对80~100%的浓酸,也可耐至100℃,同样也耐发烟硝酸[11],但锆及锆合金的价格比钛更高,限制了它的用途.

    硝酸腐蚀防护很重要！

    (1)在硝酸生产和使用过程中,材料腐蚀问题十分突出,直接影响装置的安全运行.因此,耐蚀材料的合理选择和正确使用非常重要.

    (2)耐蚀材料的选择要根据使用工况(温度、浓度)和材料性能综合考虑.

高温硝酸自力式调节阀

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀耐高温腐蚀自力式调节阀材质主要技术参数

公称通径：DN15～250mm
公称压力：PN1.6、2.5、4.0、6.4MPa
法兰标准：ANSI、JIS、DIN、GB、JB (特殊可按用户提供)
连接形式：法兰(FF RF RTJ)、焊接(SW BW)、螺纹(适用于1″以内)
阀盖形式：标准型-17～+450℃
压盖型式：螺栓压紧式
密封填料：V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉纺织填料、石墨填料
阀芯形式：单座、套筒型阀芯
流量特性：线性
有效面积（cm）：32※ 80 250 630
压力设定范围（MPa）：0.8～1.6 0.1～0.6 0.015～0.15 0.005～0.035 0.3～1.2 0.05～0.3 0.01～0.07
保证压力阀正常工作的zui小压差△Pmin（MPa） ：≥0.05 ≥0.04 ≥0.01 ≥0.005
允许上下膜室之间zui大压差（MPa）：2.0 1.25 0.4 0.15
材料 膜盖：钢板镀锌； 膜片：EPDM或FKM夹纤维
控制管线、接头 铜管或钢管10×1； 卡套式接头：R1/4"
注：※该有效面积所对应的压力设定范围不适用于DN150-250。

耐高温腐蚀自力式调节阀材质安装重点

1、阀在气体或低粘度液体介质中使用时，通常ZZY型自力式压力调节阀为直立安装在水平管上，当位置空间不允许时才倒装或斜装。
2、为便于现场维修及操作，调压阀四周应留有适当空间。
3、当介质为洁净气体或液体时，阀前过滤器可不安装。
4、调压阀通径过大(DN≥100 时)，应有固定支架当确认介质很洁净时，件3可不安装。
5、位置实在不允许时，旁通阀(手动)可以省略(我们不推荐) 。
6、阀组后根据需要用户可选配止回阀、安全阀等。
7、阀在蒸汽或高粘度液体介质中使用时，通常ZZY型自力式压力调节阀为倒立安装在水平管上，冷凝器(蒸汽用自力式)应高于调压阀的执行机构而低于阀前后接管。使用前冷凝器应灌满冷水，以后约 3个月灌水一次。与本文相关的产品有：加长杆蝶阀安装注意事项