海水淡化工程閥門(mén)如何選擇？

1 概述
    近年來(lái)，隨著國(guó)民生活水平提高和工業(yè)發(fā)展，淡水耗量逐年增加，為了解決用水問(wèn)題，許多大型海水淡化工程正在國(guó)內(nèi)緊張的進(jìn)行建設(shè)。本文從介質(zhì)、材料、防腐處理、結(jié)構(gòu)和安裝要求等方面入手，分析海水淡化項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)過(guò)程中工藝閥門(mén)的選擇。

    2 工藝介質(zhì)

    海水淡化過(guò)程中，需要特別注意氯化物對(duì)設(shè)備的腐蝕。另外，海水溫度對(duì)腐蝕速率影響很大，溫度越高，腐蝕越快。而固體污染物會(huì)損害材料保護(hù)膜，引起沖刷腐蝕。各類(lèi)化學(xué)污染物也會(huì)提高腐蝕概率。配料添加劑可能是一種人為的海域化學(xué)品污染物，但是從腐蝕角度看，適量則不會(huì)引起任何問(wèn)題。如次氯酸鈉有時(shí)用來(lái)抑制藻類(lèi)，但劑量太大會(huì)引起嚴(yán)重的點(diǎn)腐蝕。海水淡化有多種工藝，其中反滲透技術(shù)的主要工藝過(guò)程為海水取水→前處理→超濾→反滲透→產(chǎn)品水（ 副產(chǎn)反滲透濃液） ，各工藝過(guò)程主要介質(zhì)的組成見(jiàn)表 1（ 取水地點(diǎn)不同海水成分有所差異） 。

    3 閥門(mén)材料

    在海水淡化工程中，閥門(mén)材料問(wèn)題較多出現(xiàn)在過(guò)流部件上。目前，常用過(guò)流部件材料主要有鎳鋁青銅、不銹鋼、雙相不銹鋼和金屬涂層等。

表1 工藝介質(zhì)組成及設(shè)計(jì)參數(shù)

 

    3.1 鎳鋁青銅

    鎳鋁青銅（Al8Ni2Cu） 具有優(yōu)異的耐應(yīng)力開(kāi)裂腐蝕、耐疲勞腐蝕、耐空泡腐蝕、耐沖刷和抗海生物污損等性能。在含3%NaCl的海水中，與不銹鋼相比，鎳鋁青銅合金具有優(yōu)異的抗汽蝕破壞性。鎳鋁青銅在海水中的腐蝕為點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。鎳鋁青銅對(duì)海水流速敏感，超過(guò)臨界流速時(shí)，腐蝕速度急劇增加。鎳鋁青銅鑄造工藝不穩(wěn)定，鑄造的合格率偏低，作為閥門(mén)鑄件時(shí)，需深入研究。

    3.2 不銹鋼

    不銹鋼的耐腐蝕性隨材料化學(xué)成分不同而異。304不銹鋼在含1×10-4氯化物的水環(huán)境下，具有耐點(diǎn)腐蝕和耐裂隙腐蝕性，在海水中不能作為過(guò)流部件。316L是含鉬奧氏體不銹鋼，具有更好的抗一般腐蝕、點(diǎn)腐蝕和裂隙腐蝕性。316L在含氯化物＜2×10-3的亞海水環(huán)境下，具有耐點(diǎn)腐蝕和耐裂隙腐蝕性。海水的氯離子含量約1.83×10-2，海水濃縮液的氯離子濃度3.4×10-2，操作壓力約為7MPa。氯離子濃度小于2×10-2時(shí)，可選用ASTMA995-4A雙相不銹鋼。氯離子濃度小于4×10-2的工況，可選用ASTMA995-5A雙相不銹鋼。隨著鉻、鉬和氮含量增加，可以提高不銹鋼在氯化物或其他鹵素離子環(huán)境下的耐點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕性（表2） 。

表2 不銹鋼材料選擇