海水淡化工程閥門如何選擇？

1 概述
    近年來，隨著國民生活水平提高和工業(yè)發(fā)展，淡水耗量逐年增加，為了解決用水問題，許多大型海水淡化工程正在國內緊張的進行建設。本文從介質、材料、防腐處理、結構和安裝要求等方面入手，分析海水淡化項目工程設計過程中工藝閥門的選擇。

    2 工藝介質

    海水淡化過程中，需要特別注意氯化物對設備的腐蝕。另外，海水溫度對腐蝕速率影響很大，溫度越高，腐蝕越快。而固體污染物會損害材料保護膜，引起沖刷腐蝕。各類化學污染物也會提高腐蝕概率。配料添加劑可能是一種人為的海域化學品污染物，但是從腐蝕角度看，適量則不會引起任何問題。如次氯酸鈉有時用來抑制藻類，但劑量太大會引起嚴重的點腐蝕。海水淡化有多種工藝，其中反滲透技術的主要工藝過程為海水取水→前處理→超濾→反滲透→產品水（ 副產反滲透濃液） ，各工藝過程主要介質的組成見表 1（ 取水地點不同海水成分有所差異） 。

    3 閥門材料

    在海水淡化工程中，閥門材料問題較多出現在過流部件上。目前，常用過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 工藝介質組成及設計參數

 

    3.1 鎳鋁青銅

    鎳鋁青銅（Al8Ni2Cu） 具有優(yōu)異的耐應力開裂腐蝕、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蝕和縫隙腐蝕。鎳鋁青銅對海水流速敏感，超過臨界流速時，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，作為閥門鑄件時，需深入研究。

    3.2 不銹鋼

    不銹鋼的耐腐蝕性隨材料化學成分不同而異。304不銹鋼在含1×10-4氯化物的水環(huán)境下，具有耐點腐蝕和耐裂隙腐蝕性，在海水中不能作為過流部件。316L是含鉬奧氏體不銹鋼，具有更好的抗一般腐蝕、點腐蝕和裂隙腐蝕性。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，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)境下的耐點腐蝕和縫隙腐蝕性（表2） 。

表2 不銹鋼材料選擇