在反滲透(RO)或多效蒸餾(MED)海水淡化廠裏,閥門雖小,卻(què)常是整套係統最先“受傷”的部件。海水中氯離子濃度高達19 000 mg/L以(yǐ)上,加上40 ℃左右的運行溫度,極易引發點蝕——一種像針尖一樣的局部(bù)穿孔。一旦閥芯出(chū)現點蝕,泄漏的高壓海水會像水刀一樣切割相(xiàng)鄰的密封圈,導致整條產線停機。因此,選閥門的第(dì)一要務不是“便宜(yí)”,而是“抗點蝕”。
一、先把“環(huán)境”說清楚
介質:3.5 %NaCl+微量溶解氧+偶爾投加的次(cì)氯酸鈉殺(shā)菌劑。
溫度:RO高壓段25~45 ℃;MED蒸發器側可至65 ℃。
流速:高壓泵(bèng)出口瞬時可達6 m/s,流速越(yuè)高,點(diǎn)蝕風險越大。
二、點蝕的“罪魁禍首”
氯離子會破壞不鏽鋼表(biǎo)麵鈍化膜,形成微米級的腐蝕坑。坑內缺氧、酸化(huà),腐蝕加速,而坑外仍是光亮金屬,肉眼不易察覺,等到泄漏為時已晚。
三、閥門材質的“成績表”
316L不(bú)鏽鋼
PREN(耐點蝕(shí)當量)= Cr% + 3.3×Mo% + 16×N% ≈ 24~26
在常溫低氯環境中表(biǎo)現尚可,但在45 ℃以上、Cl⁻>1 000 ppm時,PREN需≥32才安全。結論:316L隻能用在低壓、低溫的產水側,高(gāo)壓側不(bú)推薦。
904L超級奧氏體
PREN≈34~36,含(hán)4.5 %Mo和1.5 %Cu,耐點蝕能力比316L高一個量級。價格約316L的2.5倍,適合中等工況,但對流速>5 m/s的調節閥仍有風(fēng)險。
雙相鋼2205/2507
2205 PREN≈35;2507 PREN≈42。雙相組織讓它的屈服強度是316L的(de)兩倍,可以做得更薄、更輕。2507在70 ℃、6 m/s海水中的臨界點蝕溫度(CPT)達55 ℃,是高壓側(cè)球閥、蝶閥的首選。
超級雙相(xiàng)鋼(gāng)32760
PREN≥40,含0.7 %W,耐(nài)縫隙腐蝕(shí)同樣出色。對焊連接的大口徑閘閥、截止閥常用此材質,但機加工難度高,需找有經驗(yàn)廠家。
鈦合金 Gr.2/Gr.5
鈦在海水中幾乎(hū)不腐蝕,CPT>100 ℃,唯一(yī)的“天敵”是幹氯氣和高於230 ℃的蒸(zhēng)汽。缺點是價格高、焊(hàn)接需充氬保護(hù)。通常隻在高壓泵出(chū)口或能量(liàng)回收(shōu)裝置(PX)的極端位置使用小口徑鈦球閥。
高性能非(fēi)金屬
玻璃纖維增(zēng)強環氧(GRE)閥體+PTFE閥座(zuò),可完全避開電化學腐蝕,適用於低壓、大口徑蝶閥。但耐壓≤16 bar,且紫外線會使環氧老(lǎo)化,隻能(néng)室內安裝。
四(sì)、選型流程一句話(huà)總結
“先算PREN,再看溫度(dù),最後比成本”。
步驟:
① 計算(suàn)工況(kuàng)PREN需求 = 32 + (T-25)×0.3 + 流(liú)速係數(shù);
② 若PREN需求<34,可選904L;34~40,選2205/2507;>40,直接上鈦或32760;
③ 如果(guǒ)口徑>DN300且壓力<16 bar,可考慮GRE+金屬閥板混合方案,以降低(dī)成本。
五、現場驗證(zhèng)的小技巧
光譜儀抽檢:到貨後隨機(jī)抽3 %閥體做PMI(Positive Material Identification),防止廠(chǎng)家(jiā)“以316貼2507”。
點(diǎn)蝕加速試驗:按ASTM G48 Method A,在6 %FeCl₃溶液中50 ℃浸泡72 h,失重<1 mg/cm²為(wéi)合格。
安裝前鈍化處理:用20 %HNO₃+2 %HF酸洗30 min,再用水衝洗,可去除加工毛刺,提高耐點蝕壽命30 %以上(shàng)。
結語
海水淡化(huà)項目選閥門,就像給高速列車選刹車片——“夠用”永遠(yuǎn)隻是及格線,真正決定生命周期的是“留足餘量”。牢記PREN≥工況需求+10 %,並嚴格執行材質驗(yàn)證,才能讓閥門在30年的(de)鹽霧中穩如(rú)磐石。
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