1 引言 在化工生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到一些腐蝕性較強的介質(zhì)，如硫酸、鹽酸、硝酸、燒堿、各種鹽溶液及有機化合物等，這些介質(zhì)有時是單一的，有時是混合的，有時是常溫，有時溫度又較高，它們對現(xiàn)場使用的儀表，如調(diào)節(jié)閥、變送器、測量元件、壓力表等造成腐蝕，使其性能降低、壽命縮短，不僅會影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行、新工藝流程的采用，還會影響工業(yè)自動化水平的提高，甚至造成**事故。 眾所周知，同一種介質(zhì)，隨其濃度、溫度不同，會表現(xiàn)出不同的腐蝕性。因此，根據(jù)生產(chǎn)過程中介質(zhì)腐蝕性的不同，正確選用相應(yīng)的耐蝕材料，不僅可以提高儀表的性能和使用壽命，而且可以降低生產(chǎn)成本，減少儀表的維護(hù)工作量。本文介紹了我廠苯酚生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)閥的使用情況，分析了調(diào)節(jié)閥節(jié)流件的腐蝕原因，并通過正確選擇節(jié)流件材料，從而大大提高了調(diào)節(jié)閥的使用壽命，得到了較高的性能價格比。 2生產(chǎn)過程及介質(zhì) 我廠苯酚生產(chǎn)是采用磺化-堿熔法，主要原料為純苯、硫酸、燒堿及少量的純堿，其生產(chǎn)工藝過程如下： （1）先將苯汽化，以92.5%的硫酸在150～170℃溫度下磺化苯制得苯磺酸，然后用懸浮亞硫酸鈉堿液中心液制成苯磺酸鈉鹽溶液，并生成二氧化硫氣體。由于反應(yīng)不完全，苯磺酸鈉鹽溶液中實際上含有少量的硫酸和苯磺酸。
（2）將42%的工業(yè)燒堿在280～300℃溫度下濃縮為濃堿，然后在300～330℃溫度下與苯磺酸鈉鹽溶液進(jìn)行堿熔反應(yīng)，再經(jīng)消化分離、減壓蒸餾制得結(jié)晶苯酚。 在該生??工藝過程中，堿熔反應(yīng)的自動加料采用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的介質(zhì)分別為苯磺酸鈉鹽溶液和濃堿。 3調(diào)節(jié)閥材料的選擇 原設(shè)計中自動加料采用的是DN32的單座調(diào)節(jié)閥，閥體材料為鑄鋼，節(jié)流件（閥芯、閥座）材料采用的是18-8型不銹鋼，由于介質(zhì)溫度高（苯磺酸鈉鹽溶液150～170℃，濃堿300～330℃）、腐蝕性較強，閥芯、閥座使用不到一個月就腐蝕成“麻臉”，造成調(diào)節(jié)閥泄漏，3個月不到就完全不能使用，壽命非常短。 為分析節(jié)流件腐蝕的原因，我們查閱了有關(guān)資料[1，2]，得到18-8型不銹鋼在硫酸、苯磺酸、苯磺酸鈉鹽溶液和燒堿中的部分腐蝕數(shù)據(jù)如下： （1）18-8型不銹鋼在常溫5%以下的稀硫酸或90%以上的濃硫酸中具有良好的耐蝕性，腐蝕率為0.05～0.5mm/年，但隨著溫度升高，腐蝕率會急劇增大。
（2）18-8型不銹鋼在濃度較高（80%～100%）的苯磺酸中具有良好的耐蝕性，腐蝕率為0.05～0.5mm/年，在100%的苯磺酸中使用溫度可以達(dá)到100℃。
（3）18-8型不銹鋼在20%的十二烷基苯磺酸鈉鹽溶液中具有優(yōu)良的耐蝕性，腐蝕率小于0.05mm/年，且使用溫度可以達(dá)到100℃。
（4）18-8型不銹鋼在濃度低于50%、溫度低于50℃的燒堿中具有優(yōu)良的耐蝕性，腐蝕率小于0.05mm/年，溫度在50～80℃時，腐蝕較嚴(yán)重，腐蝕率為0.5～1.5mm/年，勉強可用，溫度達(dá)到100℃，腐蝕嚴(yán)重，腐蝕率大于1.5mm/年，不能使用。隨著燒堿濃度的增大，18-8型不銹鋼在其中的使用溫度也相應(yīng)提高，當(dāng)濃度達(dá)到100%時，可使用到316℃（腐蝕率達(dá)0.5～1.5mm/年），此外，在濃度70%～100%的燒堿中，18-8型不銹鋼可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，特別是在高溫環(huán)境中，由于受熱應(yīng)力作用，很容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。 綜上所述可知，18-8型不銹鋼制作的節(jié)流件在苯磺酸鈉鹽溶液中腐蝕嚴(yán)重是因為該溶液中含有少量未完全反應(yīng)的硫酸和苯磺酸（苯磺酸鈉鹽溶液本身腐蝕性并不強），且溫度較高的緣故，而在高溫濃堿中的損壞則是腐蝕和應(yīng)力腐蝕破裂綜合作用的結(jié)果。 從資料[1，2]中還得知，鎳鉬鉻合金（哈氏合金）對上述介質(zhì)具有比18-8型不銹鋼優(yōu)越得多的耐蝕性，具體數(shù)據(jù)如下： （1）可用于96%～100%以下一切濃度的硫酸，溫度可達(dá)70℃，酸濃度越低，適用溫度越高，25%以下的稀酸可用于沸點。
（2）對所有濃度的苯磺酸都具有良好的耐蝕性，并且使用溫度可達(dá)150℃。
（3）對濃度80%沸點以下的燒堿溶液具有優(yōu)良的耐蝕性，濃度超過80%，使用溫度可達(dá)200℃。 綜合考慮了實際使用環(huán)境（如生產(chǎn)的周期性、溫度的變化、溶液中含有其它物質(zhì)等）的影響后，我們對所使用調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了如下改進(jìn):閥體采用18-8型不銹鋼制作，而節(jié)流件采用哈氏C合金制作。改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥從1998年初使用至今已達(dá)一年半，運行正常。 4性能價格比較 原采用的DN32單座碳鋼調(diào)節(jié)閥，每臺單價大約為1400元，使用壽命*多只有3個月，經(jīng)改進(jìn)后的耐蝕調(diào)節(jié)閥，每臺單價大約7000元，是原調(diào)節(jié)閥的5倍。從目前的使用情況看，改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥預(yù)計壽命可達(dá)3年以上，是原調(diào)節(jié)閥的12倍，僅從性能價格比來說，改進(jìn)后的調(diào)節(jié)閥比原調(diào)節(jié)閥有顯著提高，因而大大降低了生產(chǎn)成本。此外，由于調(diào)節(jié)閥壽命大大提高，減小了因維修更換調(diào)節(jié)閥給生產(chǎn)造成的損失，也減輕了儀表工的勞動強度，給我廠帶來了一定的經(jīng)濟(jì)和社會效益。 5 結(jié)論 （1）由于苯磺酸鈉鹽溶液中含有少量的硫酸和苯磺酸，且溫度較高，18-8型不銹鋼在該溶液中不具有耐蝕性。
（2）在高溫濃堿中，18-8型不銹鋼腐蝕較重并容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。
（3）哈氏C合金在上述兩種介質(zhì)中具有比18-8型不銹鋼更優(yōu)良的耐蝕性能，現(xiàn)場使用表明，用哈氏C合金制作的調(diào)節(jié)閥節(jié)流件壽命遠(yuǎn)高于18-8型不銹鋼制作的節(jié)流件。
（4）正確分析腐蝕原因，合理選擇耐腐蝕材料制作節(jié)流件，可以大大提高調(diào)節(jié)閥的使用壽命，獲得較高的性能價格比。 |