调节阀主要阀型浅析之—耐腐蚀阀

发布时间:2010-07-16  点击数:2719
    耐腐蚀问题和高压、高压差问题一样,一直是自控仪表中的老大难。腐蚀的危害十分严重,有的自动化系统还因腐蚀问题得不到解决而无法实现自动化控制,不得不改用手动,并且频繁地更换被腐蚀的仪表及设备。故此,努力地寻找新的结构和材质的耐腐蚀阀,一直是国内外厂家及设计院关注的问题。
1、耐腐蚀调节阀的发展历程
    解决调节阀耐蚀问题,首先是材料问题;其次是调节阀的结构。早在二三十年代,国外便有耐腐蚀合金,如哈氏合金、蒙乃尔合金,而国内五六十年代才起步,而把耐腐蚀合金用在调节阀领域是从八十年代开始的,但因耐腐蚀合金价格太贵而无法广泛推广使用,只能在不计成本的个别场合被选用。迄今为止,所发现最耐腐蚀、被称为“耐腐蚀王”的是聚四氟乙烯,但在五十年代初它的价格接近黄金的价格,也无法用在产品上。
    橡胶具有一定的耐腐蚀性,价格便宜。因此在温度不高的情况被广泛地用在耐腐蚀设备的调节阀上。五六十年代便产生衬橡胶的隔膜调节阀。为调节大流量的腐蚀介质,进而又产生了衬胶的蝶阀。但橡胶并不完全耐腐蚀,且使用温度,耐压条件受到一定的限制。所以,耐腐蚀阀一直是老大难。
    到八十年代,聚四氟乙烯价格便宜了,尤其解决了塑料的喷涂问题(气孔与金属间易脱落),于是便产生了衬氟塑料的隔膜阀,由此代替了衬胶的隔膜阀和蝶阀。由于一时找不到更优替换产品,所以在很长一段时间,衬氟塑料的隔膜阀被许多厂家使用。实际上,据现场使用反馈表明,该阀具有两个明显的缺陷。一是可靠性差、寿命短。氟塑料制成薄的膜片,在工作时被强迫作上下折叠运动,由于氟塑料无弹性,这就大大降低了阀的使用寿命。故此,这种氟塑料膜片的不可靠性导制整阀的可靠性极差,是隔膜阀最大的缺陷;二是笨重,在调节阀逐渐向小型化、轻型化、仪表化方向发展的同时,隔膜阀始终无法减轻重量。这时因为隔膜受到所有介质压力作用,其不平衡推力十分大,相应的执行机构推力也必须十分大,故笨重问题无法解决;从以上的发展历程看,耐腐蚀问题仍是“老大难”,得需寻找新的结构的耐腐蚀阀从根本上予以解决。   
2、系列耐腐蚀阀的开发
    (1)全四氟耐蚀单座调节阀
    聚四氟乙烯是当今最好的耐腐蚀材料,被称为“耐腐蚀王”,它具有非常优良的耐蚀和耐热性能,除金属锂、钾、钠、高温下的三氟化氧、高流速的液氟外,它几乎可以抵抗所有化学介质(包括浓硝酸和王水)而不受其腐蚀,而由它制造的耐腐蚀阀无疑是最好的。
    全四氟耐腐蚀单座调节阀采用金属外壳与聚四氟乙烯镶嵌的结构型式。金属外壳一般用碳钢或不锈钢,里面与介质接触的部分(容腔、通道、节流件)全是聚四氟乙烯。这样,腐蚀问题得到了较彻底的解决,尤其是在硫酸、盐酸、湿氯气等介质中使用效果尤为突出。该产品1992年获得专利。
    用氟塑料制造的耐腐蚀阀可用于温度180℃以内,公称压力≤4.0MPa条件下的各类强腐蚀介质。除个别介质外,它几乎是万能的耐腐蚀阀,不存在腐蚀问题,只是转变成温度、压力受到限制的机械强度问题,但它已经解决了95%以上的腐蚀问题。
    (2)衬氟0型球阀
    衬氟球阀称水处理专用球阀,它用于强酸、强碱、水处理(脱盐水)的两位控制装置中。在耐腐蚀上,它仍采用衬氟塑料,各种强腐蚀介质、脱盐水站介质对它没有任何腐蚀;在结构上,由于球阀的球芯是一个刚度、强度好的可靠性好的零件,从根本上解决了过去隔膜阀的隔膜片不可靠的缺陷,从而提高了阀的可靠性并延长了使用寿命。另外,其执行机构的运动是克服转动摩擦力,所需的力矩较小,执行机构的笨重问题也得到解决。故此,在两位切断和控制的强腐蚀场合,衬氟球阀是替代隔膜阀的最佳产品。该产品于1992年获国家专利。
    (3)衬氟V型球阀
    衬氟O型球阀是用于两位调节切断,但如在不干净的强腐蚀介质的调节场合,宜用衬氟V型球阀,它的结构、安装尺寸和衬氟O型球阀基本一样,只是球芯开了一个具有调节特性的V型槽,这样,它不仅防堵性能好,而且在小开度工作时调节性能好。故此,在含有颗粒、粘稠、悬浮液等介质场合,建议选用该类腐蚀阀。
    (4)衬氟蝶阀
    该阀主要选择在大口径、大流量的强腐蚀调节场合。它由氟塑料来接触介质和抵抗介质腐蚀。它不仅腐蚀性能好,且具有极好的防堵性能。该产品于1992年获国家专利。
    (5)耐腐蚀合金阀
    前四类腐蚀阀已经基本上解决了耐腐蚀问题,但如果压力过大(PN>2.5MPa),温度过高或过低(t>180℃、t﹤-40℃)的个别场合,仍不得不采用耐蚀合金阀,该阀显著的特点是价格贵,仅用于不得已的场合,但这种场合已越来越少,因为绝大部分场合已被四氟阀所解决。
3、耐腐蚀阀的应用效果
    以上系列耐腐蚀阀被全国上百家厂家使用,验证表明耐腐蚀性能好、可靠性提高、使用寿命大大延长,如贵州赤天化使用的水处理专用球阀,已连续四次对原有的隔膜阀进行更换改造;内蒙古吉兰泰、开封化肥厂、四川红光化肥厂、扬州农药厂、云南氮肥厂、成都化工厂等厂家使用的耐腐蚀阀使用效果均良好,有的使用寿命长达7~8年(原用阀腐蚀严重的地方仅能用半年左右)。